Investigation of the Effect of Cutting Parameters on Cutting Force and Surface Roughness in Turning of 17-4 PH and 15-5 PH Stainless Steels

Öz

Precipitation hardened stainless steels are widely used today. The major usage areas of these steels are such as fasteners, compressor wheels, turbines in power plants, load carrying shafts, nuclear reactor components, oil, chemical, and aviation, marine, medical and defense industries. In this study, the optimum cutting parameters were determined in turning of 17-4 PH and 15-5 PH stainless steels which are widely used in various industries, also the effects of cutting parameters on cutting force and surface roughness were investigated and machinability capabilities of the materials were compared. The machinability tests performed with four different cutting speeds, four different feed rates and four different cutting depths by using CVD and PVD coated cutting tools. Taguchi mixed level experimental design method was used for minimizing the processing time and costs. Some factors such as surface roughness and cutting force have great importance for reducing the machining costs in manufacturing. In the light of the obtained data, optimum cutting parameters determined. Thereafter, ANOVA (Analysis of Variance) was performed in order to determine the influence of each cutting parameter on cutting forces and surface roughness. The most effective parameters in terms of cutting force and surface roughness are cutting depth and feed rate, respectively. It is determined that PVD coated cutting tool is more effective at optimum cutting parameters.

Anahtar Kelimeler

• 17-4 PH,15-5 PH

17-4 PH ve 15-5 PH Paslanmaz Çeliklerinin Tornalanmasında Kesme Parametrelerinin Kesme Kuvveti ve Yüzey Pürüzlülüğüne Etkilerinin Araştırılması

Öz

Çökelmeyle sertleştirilen (PH) paslanmaz çelikler günümüzde birçok alanda kullanılmaktadır. Perçinler, kompresör pervaneleri, enerji santrallerindeki türbinler, yük taşıma özelliği olan miller, nükleer reaktör bileşenleri, petrol, kimyasal, havacılık, deniz, medikal ve savunma sanayii bunlardan başlıca kulanım alanları olarak sayılabilir. Bu çalışmada, çeşitli endüstrilerde aktif olarak kullanılan, çökelme yoluyla sertleştirilmiş paslanmaz çelik türü olan 17-4 PH ve 15-5 PH paslanmaz çelik malzemelerin işlenebilirliğinde, tornalama yöntemiyle kesme parametrelerinin; kesme kuvvetleri ve yüzey pürüzlülüğü üzerindeki etkileri araştırılarak optimum kesme parametreleri belirlenmiş ve bu malzemelerin işlenebilirliği kıyaslanmıştır. PVD ve CVD kaplama yöntemleriyle kaplanmış kesici takımlar kullanılarak dört farklı kesme hızı, dört farklı ilerleme hızı ve dört farklı kesme derinliğinde işlenebilirlik deneyleri gerçekleştirilmiştir. Zaman ve maliyetin en aza indirgenmesi için Taguchi karma seviye deney tasarımı metodu kullanılmıştır. Üretimde işleme maliyetlerinin azaltılmasında yüzey pürüzlülüğü ve kesme kuvvetleri gibi faktörlerin büyük önemi vardır. Elde edilen veriler ışığında optimum kesme parametreleri tayin edilerek kesme kuvveti ve yüzey pürüzlülüğü üzerinde her bir kesme parametresinin ne kadar etki ettiği ANOVA (Varyans analizi) ile belirlenmiştir. En etkili parametreler kesme kuvveti açısından kesme derinliği iken, yüzey pürüzlülüğü açından ilerleme oranı olduğu, optimum kesme şartlarında PVD kaplamalı takımın daha etkili olduğu belirlenmiştir

Anahtar Kelimeler

• 17-4 PH,15-5 PH

Kaynakça

1. Ay, M., Basmacı, G. 2016. Investigation of the effects of conventional and wiper coated carbide tools with dry cutting on cutting forces, surface roughness, and material hardness in turning 17-4 PH stainless steel. Online J Sci Technol, 6(1):33– 39.
2. Ay, M., Kalyon, A. 2011. CNC torna tezgahında 17-4 PH paslanmaz çeliğin işleme parametrelerinin deneysel olarak belirlenmesi. 6th International Advanced Technologies Symposium (IATS’11), s. 197–201, Elazığ.