AISI D2 Soğuk İş Takım Çeliğinin Frezelenmesinde Yüzey Pürüzlülüğünün Taguchi Metodu İle Optimizasyonu

Abstract

Yüzey kalitesi, birbiriyle etkileşim içinde olan makina ekipmanlarının çalışma verimini ve ömrünü önemli derecede etkilemektedir. Kesici takım, işlenen malzeme, kesme parametreleri gibi yüzey pürüzlülüğünü etkileyen birçok parametre vardır. Bu sebeple işleme parametrelerinin optimize edilerek, uygun işleme şartlarının ortaya konulması büyük önem arz etmektedir. Bu çalışmada, farklı sertliklerdeki AISI D2 soğuk iş takım çeliğine kuru işleme şartlarında, simetrik yüzey frezeleme yöntemi uygulanmıştır. İşleme parametrelerine bağlı olarak yüzey pürüzlülükleri araştırılarak, optimum işleme şartları tespit edilmiştir. Deneyler Taguchi L₉ dikey dizilimine göre yapılmış ve deney sonuçlarının değerlendirilmesinde sinyal/gürültü (S/N) oranları kullanılmıştır. Taguchi optimizasyonuyla, optimum yüzey pürüzlülüğü değerleri belirlenmiştir. Kontrol faktörlerinin sonuçlara etkisi Varyans analizi (Anova) yardımıyla bulunmuştur. Anova sonuçlarına göre; yüzey pürüzlülüğüne etki eden en önemli parametrelerin sırasıyla kesme ve ilerleme hızı olduğu tespit edilmiştir. Doğrulama deneyleri yapılarak, optimizasyonun başarıyla uygulandığı görülmüştür.

Keywords

• AISI D2
• Yüzey pürüzlülüğü
• Taguchi optimizasyonu

Optimization of Surface Roughness Using the Taguchi Method in Milling of AISI D2 Cold Work Tool Steel

Abstract

Surface quality significantly affect to efficient and life of working machine parts that are contacted one another. There are important factors affecting to surface roughness such as cutting tool, processed material, cutting parameters. For this reason, appropriate processing conditions determined and the processing parameters must be optimized. In this study, AISI D2 cold work tool steel of different hardness was applied in dry machining conditions with symmetric milling method. Optimum processing conditions were determined and surface roughness were investigated depending on the cutting parameters. Experiments were carried out using Taguchi’s L9 orthogonal array and evaluation of experiment results have based on the signal/noise (S/N) rate. Optimal surface roughness values were determined using the Taguchi optimization. Analysis of variance (Anova) was used to determine the effects on the results of the control factors. According to the Anova results, the most significant variables affecting on surface roughness was determined cutting speed and feed rate respectively. Verification experiments made and optimization have been identified application of successfully

Keywords

• AISI D2
• Surface roughness
• Taguchi optimization

References

1. C. Maycoln Depianti, B. Antônio César, F. Jr Adonias Ribeiro Wear 317 (2014) 188–193.
2. C.K.N. Oliveira, L.C. Casteletti, N. A. Lombardi, G.E.D. TOTTEN, S.C. Heck, , Vacuum 84 (2010) 792–796.
3. E. Şirin, AISI D2 soğuk iş takım çeliğinin frezede işlenebilirliğinin incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi, Ankara-Türkiye, (2010).
4. K. T. Cho, K.Song, S. H. Oh, Y.-K. Lee, W. B. Lee Surface & Coatings Technology 251 (2014) 115–121.
5. P. Hein, J. Wilsius Steel Research International, 79(2) (2008) 85–91.
6. T.S. Lee, Y.J. Lin, , Int. J. Adv. Manuf. Tech. 16 (2000) 773–783.
7. Y. Altintaş, Int. J. Mach. Tool Manuf. 34 (4) (1994) 461–472.
8. J.Z. Zhang, J.C. Chen, E.D. Kirby, , J. Mater. Process. Technology 184 (2007) 233–239.

9. P. Fabrício José, P. Anderson Paulo de, B. Pedro Paulo, F. João Roberto, S. Messias Borges da Expert Systems with Applications 39 (2012) 7776–7787.
10. Y. Karpat, T. Özel, International Journal of Advanced Manufacturing Technology 35 (2008) 234–247.
11. M. Günay, A. Kaçal, Y. Turgut e-J. New World Sci. Acad. Eng. Sci. 6 (1) (2011) 428–440.
12. J.A. Ghani, I.A. Choudhury, H.H. Hassan J. Mater. Processing Technol. 145 (2004) 84–92.
13. T. Kıvak, Measurement 50 (2014) 19–28.
14. E. Kuram, B. Özçelik Measurement 46 (2013) 1849–1864.
15. A. M. Pınar, E. Atik, U. Çavdar, AA 7075 alaşımının frezelemesinde kesme hızı, ilerleme oranı, işleme deseni ve talaş derinliği işlem parametrelerinin yüzey kalitesi üzerindeki etkilerinin incelenmesi, 2. Ulusal Tasarım İmalat ve Analiz Kongresi, Balıkesir-Türkiye, ( 2010) 251.
16. P.G. Benardos, G.C. Vosniakos Robotics and Computer Integrated Manufacturing 18 (2002) 343–354.
17. I.N. Tansel, S. Gülmez, M. Demetgül, S. Aykut Expert Systems with Applications 38 (2011) 4780–4789.
18. B. Bakır, M. Kurt, G. Basmacı, O. Girit, Frezelemede kesici takım çapı, ağız sayısı ve talaş açısının yüzey pürüzlülüğü ve kesici takım sehimlerine etkileri, 3. Ulusal Tasarım İmalat ve Analiz Kongresi, Balıkesir-Türkiye (2012) 138.
19. C. Göloğlu, N. Sakarya J. Mater. Process. Technol. 206 (2008) 7–15.
20. E. Yücel, M. Günay, Yüksek alaşımlı beyaz dökme demirlerin (Ni-Hard) tornalanmasında kesme kuvvetinin modellenmesi, 3. Ulusal Talaşlı İmalat Sempozyumu, Ankara- Türkiye (2012) 489-495.
21. M. Günay, E. Yücel Measurement 46 (2013) 913–919.
22. C. Camposeco-Negrete Journal of Cleaner Production 53 (2013) 195-203.
23. M. Nalbant, H. Gökkaya, G. Sur Materials and Design 28 (2007) 1379–1385.
24. İ. Asiltürk, H. Akkuş Measurement 44 (2011) 1697–1704.
25. C. Fetecau, F. Stan Measurement 45 (2012) 1367–1379.
26. T. Kıvak, G. Samtaş, A. Çiçek Measurement 45 (2012) 1547–1557.
27. G. Meral, M. Sarıkaya, H. Dilipak Erciyes Üniv. Fen Bilimleri Enst. Dergisi, 27 (4) (2011) 332-338.
28. İ. Asiltürk, S. Neşeli Measurement 45 (2012) 785–794.
29. D. Taylan, Taguchi deney tasarımı uygulaması, Yüksek Lisans Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi, Isparta-Türkiye, (2009).
30. Y. H. Chen, S. C. Tam, W. L. Chen, H. Y. Zheng, International Journal of Materials & Product Technology 11 (1996) 333-344.
31. M. Ay, A. Turhan Electronic Journal of Machine Technologies 7 (2010) 55-67.
32. M. Erdoğan, Mühendislik Alaşımlarının Yapı ve Özellikleri 1. Cilt, Nobel Yayın Dağıtım, (2000).
33. ISO 4287:1997, Geometrical Product Specifications (GPS)-Surface texture: profile method-terms, definitions and surface texture parameters, International Organization for Standardization, Geneva, (1997).
34. K. Palanikumar Measurement 44 (2011) 2138–2148.
35. O. Köksoy, Z.F. Muluk, Gazi University Journal of Science. 17 (1) (2004) 59–70.
36. N. Masmiati, Ahmed A.D. Sarhan Measurement 60 (2015) 267–275.
37. N. Mandal, B. Doloi, B. Mondal, R. Das Measurement 44 (2011) 2149-2155.
38. P.J. Ross, Taguchi Techniques for Quality Engineering, McGraw-Hill International Book Company, New York, (1996).