AISI H13 SICAK İŞ TAKIM ÇELİĞİNİN İŞLENMESİNDE YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNÜN ARAŞTIRILMASI VE İSTATİSTİKSEL PROSES KONTROL METODUNUN UYGULANMASI

Yıl 2010, Cilt: 26 Sayı: 4, 379 - 386, 01.08.2010

Metin Zeyveli

Öz

Bu çalışmada, endüstride kalıpçılıkta çok kullanılan, ısıl kararlılığı ve tokluğu yüksek AISI H13 sıcak iş takım çeliğinin işlenmesinde, kesme hızı ve ilerleme hızının yüzey pürüzlülüğüne etkisi deneysel olarak araştırılmıştır. Altı farklı kesme hızı (70, 100, 130, 160, 190, 200 m/dak.) ile üç farklı ilerleme hızı değerinde (0,05, 0,1, 0,15 mm/dev) ve sabit bir kesme derinliğinde (1mm) deneyler yapılmıştır. Deneyler tornamla yöntemiyle ve kaplanmış sementit karbür kesici takımlar kullanılarak yapılmıştır. Elde edilen sonuçlardan ilerleme hızının artması ile yüzey pürüzlülüğünün arttığı görülmüştür. Kesme hızının artması ise yüzey pürüzlülüğünde yine artışa neden olmuştur. Kesme hızına bağlı olan artış ilerleme hızına oranla daha düşük olmuştur. İşleme parametrelerine ve yüzey pürüzlülüğü değerlerine İstatistiksel Proses Kontrol (İPK) metotları uygulanmış ve analizleri yapılmıştır. İPK metoduna göre seçilen ilerleme hızı değerlerinde elde edilen yüzey pürüzlülüğü için işlem kontrol dışındadır. Seçilen kesme hızlarına bağlı olarak elde edilen yüzey pürüzlülüğünün ise dengeli ve prosesin kontrol altında olduğu görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

İşlenebilirlik, sıcak iş takım çeliği, yüzey pürüzlülüğü, kesme parametreleri, istatistiksel proses kontrol

Investigation of surface roughness when machining AISI H13 hot work tool steel and application of statistical process control

Öz

In this study, the influence of cutting speed and feed rate on workpiece surface roughness was investigated experimentally when machining AISI H13 hot work tool steel which is widely used in mould and die making and characterised by its good thermal stability and high toughness. The machining tests were carried out through turning at six different cutting speeds (70, 100, 130, 160, 190 and 200 m/min), three different feed rates (0.05, 0.1 and 0.15 mm/rev) and at a constant depth of cut (1 mm). Coated cemented carbides were used as cutting tool. The obtained results showed that increasing feed rate increased the workpiece surface roughness values. Increasing cutting speed also increased the surface roughness values. However, the rate of increase with increasing cutting speed was found to be lower than that with increasing feed rate. Statistical Process Control (SPC) was applied to the machining parameters and the surface roughness values and their results were analysed. The surface roughness values obtained for the feed rates selected based on the selected SPC method were out control. However, the surface roughness values for the selected cutting speeds were found to be stable and the process was found to be within the control.

Anahtar Kelimeler

Machinability, hot work tool steel, surface roughness, cuttingparameters, statistical process control

Kaynakça

• Özel T., Karpat Y., “Predictive Modeling of Surface Roughness and Tool Wear in Hard Turning Using Regression and Neural Networks”, International Journal of Machine Tools & Manufacture, Cilt 45, 467–479, 2005.
• Tonshoff H.K., Arendt C., Ben A.R., “Cutting of Hardened Steel”, Annals of CIRP., Cilt 49, No 2, 547–66, 2000.
• Dagnal H., “Exploring Surface Texture”, Rank Taylor Habson Limited, England, 1986.
• Wang M.Y., Chang H.Y., “Experimental Study Of Surface Roughness İn Slot End Milling”, International Journal of Machine Tools & Manufacture, 2004; 44: 51–7.
• Çoğun, C., Özses, B., “Bilgisayar Sayısal Denetimli Takım Tazgahlarında Değişik İşleme Koşullarının Yüzey Pürüzlülüğüne Etkisi”, Gazi Üniv.Müh. Mim.Fak. Der. 17(1), 59 – 75, 2002.
• Shivpuri R, Lee Semiatin S., “Report”, ERCNSM-88-05, Ohio State University; 1988.
• Özel T.,· Hsu T.K., Zeren E., “Effects of Cutting Edge Geometry, Workpiece Hardness, Feed Rate and Cutting Speed on Surface Roughness and Forces in Finish Turning of Hardened AISI H13 Steel”, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 25, 262–269, 2005.
• Coldwell H., Woods R., Paul M., Koshy P., Dewes R., Aspinwall D., “Rapid Machining of Hardened AISI H13 and D2 Moulds, Dies and Press Tools”, Journal of Materials Processing Technology, 135, 301–311, 2003.
• Ng E.G., Aspinwall D.K., Brazil D.,. Monaghan J., “Modelling of Temperature and Forces When Orthogonally Machining Hardened Steel”, International Journal of Machine Tools & Manufacture, 39, 885–903, 1999.
• Shatla M., Kerk C., Altan T., “Process Modeling in Machining. Part I: Determination of Flow Stress Data”, International Journal of Machine Tools & Manufacture, 41, 1511–1534, 2001.
• Taktak S., “Some Mechanical Properties of Borided AISI H13 and 304 Steels”, Materials and Design, 28, 1836–1843, 2007.
• Çiftçi İ., “AISI H13 Ostenitik Paslanmaz Çeliğin Kaplanmış Sementit Karbür Kesici Takımla İşlenmesi Esnasında Oluşan Takım Aşınması”, Teknoloji, 7 (3), 489-495, 2004.
• Yan H., Hua J., Shivpuri R., “Numerical Simulation Of Finish Hard Turning For AISI H13 Die Steel”, Science and Technology of Advanced Materials, 6, 540–547, 2005.
• Montgomery, D.C., “Introduction To Statistical Quality Control”, 4. Ed., John Willey Sons, New York, USA, 2001.