Geliştirilen İkincil Dönel Eksenli Taşlama Yönteminde Taşlama Parametrelerinin Yüzey Yanıt Yöntemi İle Analizi

Abstract

“İkincil dönel eksenli taşlama yöntemi (GMASRA)”, son yıllarda düzlem yüzey taşlama işleminde kullanılmaya başlanan yenilikçi bir yöntemdir. Klasik taşlama yönteminin aksine GMASRA yönteminde aynı anda iki farklı eksende taşın dönme hareketi mevcuttur. Birinci dönme hareketi, klasik taşlama yöntemindeki taşın çevresel dönme hareketidir. İkinci dönme hareketi ise yeni eklenen ikinci dönme hareketi olan taşın eksenine dik yönde bir eksen etrafında dönme hareketidir. GMASRA yönteminde, klasik taşlama yöntemine göre, hem yüzey pürüzlülüğünde daha küçük değerler elde edilmekte hem de birbirine yakın yüzey pürüzlülüğü değerleri her yönde elde edilebilmektedir. Bu yöntemde işleme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğü üzerine etkisinin ve işlem parametreleri ile ilişkisinin analiz edilmesi önemlidir. Bu çalışma da bu amaca yönelik yüzey yanıt yöntemi ile farklı modeller geliştirilmiş ve yüzey pürüzlülüğü üzerine işlem parametrelerinin etkisi analiz edilmiştir. İşlem parametreleri olarak üç farklı taş cinsi (NK36P5V, NK46O5V, NK60N5V), üç farklı talaş derinliği (0,01, 0,02 ve 0,03 mm), üç farklı fener mili devri (80, 160, 240 dev/dak), 2 farklı yanal kayma miktarı (4, 8 mm) seçilmiş ve taşlama işlemi sonucu yüzey pürüzlülükleri ölçülmüştür. Sonuçta, problemin çözümü için oluşturulan altı yüzey yanıt modelin başarı ile kullanılabileceği ve tutarlı sonuçlar üretebileceği görülmüş, yüzey pürüzlülüğü üzerinde en büyük etkinin fener mili devri ve talaş derinliği olduğu tespit edilmiştir. Yüzey pürüzlülük değerlerinde, fener mili devrinin artması ile azalma, talaş derinliğinin artması ile artma gözlenmiştir. Artan yanal kayma miktarlarında bu etkinin yönünün talaş derinliğine doğru evrildiği de ayrıca görülmüştür.

Keywords

• Yüzey yanıt yöntemi
• Yüzey pürüzlülüğü
• Taşlama
• ANOVA

Analysis of Grinding Process with Response Surface Method in Grinding Mechanism Having Advanced Secondary Rotational Axis

Abstract

The “Grinding Mechanism having Advanced Secondary Rotational Axis (GMASRA)” is an innovative method that has been applied in plane surface grinding in recent years. Unlike conventional grinding methods, in GMASRA, there are two rotations of a wheel at the same time. In the GMASRA method, both the surface roughness values are smaller than the classical grinding method and the surface roughness values close to each other can be obtained in all feed directions. In this study, different models were developed with the response surface method and the effect of grinding parameters on the surface roughness was analyzed. Three different wheel types (NK36P5V, NK46O5V, NK60N5V), three different depth of cuts (0.01, 0.02, and 0.03 mm), three different spindle speeds (80, 160, and 240 rpm), two different stepovers (4 and 8 mm) were selected as process parameters and surface roughness was measured as a result of grinding. As a result, it was seen that the six response surface method models created for the solution of the problem could be used successfully and produced consistent results, and it was determined that the biggest effect on the surface roughness was the spindle speed and the depth of cut. It was observed that the surface roughness values decreased with the increase of the spindle speed and increased with the increase of the depth of cut. It has also been observed that the direction of this effect evolves towards the depth of cut with increasing stepover.

Keywords

• Response surface method
• Surface roughness
• Grinding
• ANOVA

References

1. Kalpakjian, S., Manufacturing Process for Engineering Materials, Addison-Wesley, pp. 145-152, 1991.
2. Demir, H. ve Güllü, A., “Taşlama Parametrelerinin Taşlama Kalitesine Etkilerinin İncelenmesi,” Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 7, ss. 189-198, 2001.
3. Tonshoff, H. K., Karpuschewski, B. and Mandrysch, T. “Grinding Process Achievements and their Consequences on Machine Tools Challenges and Opportunities,” Annals of the CIRP, vol. 47, pp. 651-668, 1998.
4. Adıyaman, O., “Geliştirilen İkincil Dönel Eksenli Taşlama Mekanizması ile Düzlem Yüzey Taşlama İşleminde Kesme Parametrelerinin Araştırılması,” Doktora Tezi, Makine Eğitimi Bölümü, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fırat Üniversitesi, Elazığ, Türkiye, 2015.
5. Shin, Y. C., Chen, Y.T, Kumara, S., “Framework of an İntelligent Grinding Process Advisor,” Journal of Intelligent Manufacturing, vol. 3, pp. 135-148, 1992.
6. Rowe, B. W., “An Intelligent Multiagent Approach for Selection of Grinding Conditions,” Annals of the CIRP, vol. 46, pp. 233-238, 1997.
7. Mohamed, A. M. O., Bauer, R., Warkentin, A., “Application of Shallow Circumferential Grooved Wheels to Creep-Feed Grinding,” Journal of Materials Processing Technology, vol. 213 no. 5, pp. 700-706, 2013.
8. Suzuki, K., Uematsu, T.and Nakagawa, T., “Highly Efficient Finishing of Ceramics by Helical Scan Grinding Proceedings of the International Conferenceon Machining of Advanced Materials,” National Institute of Standards and Technology, vol. 847, pp. 17, 1993.

9. Savas V., Ozay Ç., “Analysis of The Surface Roughness of Tangential Turn-Milling for Machining with End Milling Cutter,” Journal of Materials Processing Technology, vol. 186, pp. 279–283, 2007.
10. Güllü, A. “Silindirik Taşlamada İstenen Yüzey Pürüzlülüğünü Elde Etmek İçin Taşlama Parametrelerinin Bilgisayar Yardımı ile Optimizasyonu,” Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, Türkiye, 1995.
11. Ohmori H., Katahira K., Komotori J., Mizutani M., “Functionalization of Stainless Steel Surface Through Mirror-Quality Finish Grinding,” CIRP Annals-Manufacturing Technology, vol. 57, pp. 545–549, 2008.
12. Jae-Seob Kwak, Sung-Bo Sim, Yeong-Deug Jeong., “An Analysis of Grinding Power and Surface Roughness in External Cylindrical Grinding of Hardened Scm440 Steel Using the Response Surface Method,” International Journal of Machine Tools & Manufacture, vol. 46, pp. 304–312, 2006.
13. Krajnik, P., Kopac, J., Sluga, A., “Design of Grinding Factors Based on Response Surface Methodology,” Journal of Materials Processing Technology, vol. 162, pp. 629-636, 2005.
14. Günay, E., Yurdakul, M., İç, Y. T., Mızrak, H. V., Güneş, S., “Kam Makarasının Dış Çap Yüzey Taşlama İşleminde Etkili Olan Faktörlerin Deney Tasarımı Kullanılarak En İyilenmesi,” Politeknik Dergisi, c. 21, s. 1, ss. 27-37, 2018.
15. Shaji, S., Radhakrishnan, V., “Analysis of Process Parameters in Surface Grinding with Graphite as Lubricant Based on the Taguchi Method,” Journal of Materials Processing Technology, vol. 141, no. 1, pp. 51-59, 2003.
16. Dhavlikar, M. N., Kulkarni, M. S., Mariappan, V., “Combined Taguchi and Dual Response Method for Optimization of a Centerless Grinding Operation,” Journal of Materials Processing Technology, vol. 132, no.1-3, pp. 90-94, 2003.
17. Agarwal, S., “Optimizing Machining Parameters to Combine High Productivity with High Surface Integrity in Grinding Silicon Carbide Ceramics,” Ceramics International, vol. 42, no. 5, pp. 6244-6262, 2016.
18. Karaşa, B. S., Ünver, H. Ö., “Yüksek Hassasiyetli Taşlama İşleminde Yapay Sinir Ağı ile Tahmin Modeli Oluşturma ve Çok Amaçlı Genetik Algoritma ile İşlem Optimizasyonu,” 9. Talaşlı İmalat Kongresi (UTIS), Antalya, Türkiye, 2018, ss. 183-195.
19. Adıyaman, O., Savaş, V., “İkincil Dönel Eksenli ile Klasik Düzlem Yüzey Taşlama Mekanizmalarının Deneysel Araştırılması,” Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi, c. 11, s. 4, ss. 21-36, 2014.
20. Adıyaman, O., Fikret, S., “Yeni Tip Taşlama Yönteminde Taşlama Parametrelerinin Deneysel Tasarım Yöntemi ile Yüzey Pürüzlülüğü Üzerine Etkisinin İncelenmesi,”. Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, c. 9, s. 1, ss. 215-225, 2020.
21. Adıyaman, O., Savaş, V., “Yeni Bir Tip Düzlem Yüzey Taşlama Mekanizması ile Kesme Parametrelerinin Yüzey Pürüzlülüğüne (Ra) Etkisinin Araştırılması,” Politeknik Dergisi, c. 20, s. 4, ss. 815-825, 2017.
22. “Yüzey kalitesi nasıl sağlanır.” http://aydintaslama.net/yuzey-kalitesi-nasil-saglanir/ (Erişim Tarihi: 21/08/2021).
23. Adıyaman, O., “İkincil Dönel Eksenli ile Klasik Düzlem Yüzey Taşlama Mekanizmasında Kesme Parametrelerinin Yüzey Pürüzlülüğüne Etkisinin Deneysel İncelenmesi,” Technological Applied Sciences, c. 11, s. 1, ss. 10-23, 2016.
24. Bağcı, M., Erişkin, Y., Aslaner, M., Taşlamacılık ve Alet Bileme Teknolojisi Kitabı, Milli Eğitim Basımevi Birinci Baskı, İstanbul, Türkiye, 1982, ss. 97-101.
25. Demir, H., Güllü, A., “Taş Sertliği ve İşleme Parametrelerinin Yüzey Pürüzlülüğü ve Taşlama Kuvvetlerine Etkilerinin İncelenmesi,” Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, c. 23, s. 3, ss. 577-284, 2008.