AISI 1050 ÇELİĞİNİN KARBÜR TAKIMLARLA FREZELENMESİNDE OLUŞAN TİTREŞİMLERİN İNCELENMESİ VE İSTATİSTİKSEL ANALİZİ

Öz

Bu çalışmada, frezeleme operasyonlarında, işleme parametrelerinin, takım tezgâhında oluşan titreşimlere, kesmekuvvetlerine ve iş parçası yüzey kalitesine etkisi araştırılmıştır. Deneylerde işleme parametreleri olarak 132, 220,308 m/min kesme hızı, 0,05, 0,1, 0,15, 0,2 mm/tooth ilerleme oranı, 1, 1,5 mm kesme derinliği ve 1, 2, 4 adetkesici uç kullanılmıştır. Bu işleme parametreleri ile 100x50x20 mm ebatlarında AISI 1050 deney malzemesiüzerinden talaş kaldırılmıştır. Toplam 72 adet deney yapılmıştır. Talaş kaldırma işlemleri esnasında, titreşimler,kesme kuvvetleri ve yüzey pürüzlülük değerleri ölçülmüştür. Daha sonra işleme parametrelerinin sonuçlaraetkisini belirlemek ve matematiksel bir model oluşturmak amacıyla varyans analizi (ANOVA) ve ikincidereceden çoklu regresyon analizi yapılmıştır. Deney sonuçlarına göre; kesici uç sayısı, kesme derinliği veilerleme artışı ile tüm sonuçlarda da artış olduğu görülmüştür. Kesme hızının artması titreşim ivme seviyesiniolumsuz etkilerken, kesme kuvveti ve yüzey kalitesine olumlu katkıda bulunmuştur. Artan titreşim ivmeseviyeleri, yüzey pürüzlülük değerlerinin de artmasına neden olmuştur. Dolayısıyla titreşimin yüzeypürüzlülüğüne olumsuz bir etkisi olduğu tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Titreşim, yüzey pürüzlülüğü, kesme kuvveti, frezeleme, analiz

Kaynakça

1. Yılmaz, V., “Frezeleme Uygulamalarında
2. İşleme Parametrelerinin Sebep Olduğu
3. Titreşimlerin İncelenmesi” Yüksek Lisans Tezi,
4. Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2009.
5. Kalpakjian, S., “Manufacturing Processes for
6. Engineering Materials Second Edition”,
7. Addision, Wesley, 42-75, 1991.
8. Lee K, Y,. Kang M, C,. Jeong Y, H,. Lee D, W,.

9. Kim J. S., “Simulation of surface roughness and
10. profile in high speed end milling”, Journal of
11. Materials Processing Technology, 113: 410-
12. , 2001.
13. Sadettin, O., Ali Osman, E., Necip, C., Ersan, A.,
14. “Tool wear evaluation by vibration analysis
15. during end milling of AISI D3 cold work tool
16. steel with 35 HRC hardness’’, 2DT&E
17. International, 121-126, 2006.
18. Taşkesen, A,. Ercan, Y., “Dik kesme işlemi
19. sırasında takım tezgahı titreşimlerinin ve
20. kararlılığının bir serbestlik dereceli kesme modeli
21. ile nonlineer analizi ve tırlamanın tahmini”, 11.
22. Makina Teorisi Sempozyumu, Ankara, 503-
23. , 2003.
24. Wiercigroch, M., “Chaotic Vibration of a Simple
25. Model of the Machine Tool-Cutting Process
26. System”, ASME Journal of Engineering for
27. Industry, 119: 468-475, 1997.
28. Yellowley, I., “A Simple Predictive Model of
29. Orthogonal Metal Cutting”, International
30. Journal of Machine Tools Manufacturing,
31. :357-365, 1987.
32. Konodo, E., Ota, H., Kawai, T., “A New Method
33. To Detect Regenerative Chatter Using Spectral
34. Analysis, Part 1: Basic Study On Criteria For
35. Detection of Chatter”, Journal of
36. Manufacturing Science and Engineering,
37. :461-466, 1997.
38. Choudhury, S. K., Sharath, M.S., “On line
39. control of machine tool vibration during turning”,
40. Journal of Materials Processing Technology,
41. :251, 1995.
42. Saxena, J. P., “Effect of machining conditions on
43. cutting tool vibrations, Advances in Machine
44. Tool Design and Manufacturing Technology’’,
45. Proceedings of the 10th All India Machine
46. Tool Design and Research Conference
47. (Durgapur, India), 98:106, 1982.
48. Rashid, A., Nicolescu, M. C., “Design and
49. implementation of tuned viscoelastic dampers for
50. vibration control in milling”, International
51. Journal of Machine Tools Manufacture,
52. :1036-1053, 2008.
53. Tatar, K., Gren, P., “Measurement of milling tool
54. vibrations during cutting during laser
55. vibrometry”, International Journal of Machine
56. Tools & Manufacture, 48:380-387, 2008.
57. Surmann, T., Biermann, D., “The effect of tool
58. vibrations on the flank surface created by
59. peripheral milling”, CIRP Annals-
60. Manufacturing Technology, 57:375-378, 2008.
61. Kline, W. A., Devor, R. E,. Shreef, I. A., "The
62. prediction of surface acoutacy in end milling",
63. ASME Journal of Engineering for Industry,
64. :272-278, 1982.
65. Zheng, L., Liang, S. Y., “Identitication of cutter
66. axis tilt in end milling", ASME Journal of
67. Manufacturing Science and Engineering, 119:
68. -185, 1997.
69. Tobias. S. A., “Machine-tool vibration”, Blackie
70. Glasgow, 9: 217-238, 1965.
71. Devillez, A., Dudzinski, D., “Tool vibration
72. detection with eddy current sensors in machining
73. process and computation of stability lobes using
74. fuzzy classifiers”, Mechanical Systems and
75. Signal processing, 21:441-456, 2005.
76. Thomas, M., Beauchamp, Y., Youssef J.
77. Masounave Y. A., “Effect of tool vibrations on
78. surface roughness during lathe dry turning
79. process”, Computers and Industrial
80. Engineering, 31:637-644, 1996.
81. Beauchamp, Y., Thomas, M., Youssef, J.
82. Masounave, A.Y., ‘’Investigation of cutting
83. parameter effects on surface roughness in lathe
84. boring operation by use of a full factorial
85. design’’, Computers and Industrial
86. Engineering. 31:645- 651, 1995.
87. Doolan, P., Burney, F. A., Wu, S. M., “Computer
88. Design of A multipurpose Minimum Vibration
89. Face Milling Cutter”, International Journal of
90. Machine Tool Design Research, 16:187-192,
91. -
92. Doolan, P., Phadke, M. S., Wu, S. M., “Computer
93. design of a minimum vibration face milling cutter
94. using an ımproved cutting force model”, Journal
95. of Engineer for Industry, 16:807-810, 1976.
96. Ko, T. J., Cho, D. W., “Cutting state monitoring
97. ın milling by a neural network”, International
98. Journal of Machine Tools Manufacture, 34
99. (5): 659-676, 1994.
100. Hashimoto, M., Marui, E., Kato, S.,
101. “Experimental resarch on cutting force variation
102. during primary chatter vibration occuring ın plain
103. milling operation”, International Journal of
104. Machine Tools Manufacture, 36 (2): 183-201,
105. -
106. Lang, J. L., Tarng, Y. S., “A study of the active
107. vibration control of a cutting tool”, Journal
108. Materials Processing Tech, 95: 78-82, 1999.
109. Özcan, E., “CNC tezgahlarda kullanılan kesici
110. takımlarda takım aşınmasının kesme
111. performansına dinamik etkileri”, Doktora Tezi,
112. Marmara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü,
113. İstanbul, 8-25, 2001.
114. Patel, B. R., Mann, B. P., Young, K. A.,
115. “Uncharted islands of chatter instability in
116. milling”, International Journal of Machine
117. Tools & Manufacture, 48: 124-134, 2008.
118. Toh, C. K., “Vibration analysis in high speed
119. rough and finish milling hardened steel”, Journal
120. of Sound and Vibration, 278:101-115, 2004.
121. H. El-Sinawi, K. Reza, “Improving surface
122. roughness in turning using optimal control of
123. tool's radial position”, Journal of Materials
124. Processing Technology, 167(1): 54-61, 2005.
125. Hayajneh, M. T., Astakhov, V., Osman, M. O.
126. M., “An analytical evaluation of the cutting
127. forces in orthogonal cutting using a dynamic
128. model of the shear zone with paralel boundaries”,
129. Journal of Material Processing Technology,
130. : 61- 77, 1998.
131. Hamdan, M. N., “An approach to study the
132. effects the tool geometry on the primary chatter
133. vibration in orthogonal cutting”, Journal of
134. Sound and Vibration, 128: 451-469, 1989.
135. Movahhedy, M. R., Mosaddegh, P., “Prediction
136. of chatter in high speed milling including
137. gyroscopic effects”, International Journal of
138. Machine Tools & Manufacture, 46: 996–1001,
139. -
140. Nakkiew, W., Lin, C., Tu, J., “A new method to
141. quantify radial error of a motorized end-milling
142. cutter/spindle system at very high speed
143. rotations”, International Journal of Machine
144. Tools & Manufacture, 46: 877–889, 2006.
145. Çiftçi, İ., “Talaşlı imalatta yüzey
146. pürüzlülüğünün tayini ders notları”, Karabük
147. Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi, Karabük,
148. -6, 2004.
149. Şeker, U., “ Makine eğitimi ders notları”, Gazi
150. Üniversitesi, Ankara, 5-8, 2003.
151. Çakır, M. C., “Modern talaşlı imalatın
152. esasları”, Ceylan Matbaacılık, Bursa, 1999.
153. Bouzid Sai, W., Ben Salah, N., Lebrun, J. L.,
154. “Influence of machinig by finish milling on
155. surface characteristics”, Journal Machine Tools
156. and Manufacturing, 41: 443-450, 2001.
157. Özçatalbaş, Y., “Kesici takım aşınması ve iş
158. malzemesi mekanik özelliklerinin yüzey
159. pürüzlülüğü ve kesme kuvvetlerine etkisi”,
160. Politeknik, 4:47-52, 2002.