Honlama prosesinde yüzey kalitesini etkileyen parametrelerin cevap yüzey metodu ile optimizasyonu
Honing process with answer surface method in the optimization of the parameters that affect the quality of the surface
Yazar: DİLAN DOĞAN
Danışman: DOÇ. DR. SÜLEYMAN NEŞELİ
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Birbiri ile sürtünmeli çalışan parça çiftlerinin hassas kısımlarındaki yüzeylerden, hassas işleme(imalat) öncesi operasyonlarının (tornalama, frezeleme gibi) ardından son talaşı kaldırmak, eş çalışan parçaların performansını etkileyen önemli işlemlerdendir. Ağır vasıtaların ihtiyaç duyduğu hava basıncını üretmek için kullanılan araç üstü kompresör gibi sistemlerin çalışma verimi ve performansını olabildiğince yüksek tutmak, araç sürüş maliyetini indirger. Kompresör performansını ise en çok sürtünme kaynaklı kayıp etkiler. Bu kaybın minimize edilmesi hem silindir yüzey pürüzlülüğünün hassasiyeti hem de silindir içi yağlayabilme kalitesine bağlıdır. Silindir içerisinde ideal pürüzlülük değerlerine ulaşabilmesi ve uygun yağlamanın gerçekleşmesini sağlayan honlama, bilinen en yaygın hassas işleme yöntemlerinden birisidir. Yapılan çalışmada amaç; bir kompresör silindirinin hem yağlanmasını kolaylaştıran hem de yüzey kalitesini istenilen seviyelerde oluşmasını sağlayan silindirik honlama parametrelerinin optimizasyonudur. Yapılan optimizasyonla çalışma maliyetleri düşürülmüş ve eş çalışan parçaların çalışma ömrü uzatılmıştır. Honlama son derece küçük aşındırıcıların talaş kaldırma işlemi gerçekleştirdiği bir süreç olduğundan, proses çıktılarının analitik tahmini oldukça zordur. Süreci en doğru tanımlamanın yolu ampirik modellemelerin kullanılmasıdır. Süreci en doğru modelleyebilmek ve etkili parametrelerin optimizasyonu maksadıyla cevap yüzey metodu uygulanmıştır. Bağımsız değişken olarak, üç seviyeli olmak üzere takım ilerleme hızı, basınç ve iki seviyeli takım dönüş hızı, bağımlı değişken olarak ise yüzey işleme kalitelerini temsil eden Ra, Rpk, Rvk, Rz, Mr1 ve Mr2 parametreleri kullanılmıştır. L18(21x32) Taguchi ortogonal tasarımına bağlı 18 fiziksel deney gerçekleştirilmiştir. Oluşturulan kuadratik polinomiyal tahmin fonksiyonlarının R2 değerinin yaklaşık %90 civarında olması, tahmin geçerliliklerinin oldukça başarılı olduğunun göstergesidir. Elde edilen fonksiyonlara ait oluşturulan yüzey grafiklerinden yola çıkarak ideal pürüzlülük için gerekli parametre seviyeleri elde edilmiştir. Son olarak yapılan ANOVA analizi ile parametrelerin etkililik seviyelerinin tespiti, her bir tepki parametresi için yaklaşık %90 civarı olarak yapılmıştır.

Abstract:
Removing the final or fine cleaning wood chips from the surfaces in the sensitive parts of each other friction-operated parts pairs after precise machining operations (such as turning, milling) is one of the important processes that affect the performance of the co-working parts.Keeping the operating efficiency and performance of systems such as the on-vehicle compressor used to produce the air pressure required by heavy vehicles as high as possible reduces the vehicle driving cost. Compressor performance is mostly affected by friction loss.Minimizing this loss depends on both the precision of the cylinder surface roughness and the quality of the cylinder lubrication. Honing is one of the most common precision machining methods, enabling it to achieve ideal roughness values and proper lubrication in the cylinder. Purpose in the study; is the optimization of cylindrical honing parameters that both facilitates the lubrication of a compressor cylinder and ensures the surface quality to be at desired levels.With the optimization, working costs have been reduced and the working life of the co-operating parts has been extended.Since honing is a process where extremely small abrasives perform machining, analytical estimation of process outputs is very difficult.The most accurate way to describe the process is to use empirical models.In order to model the process most accurately and to optimize the effective parameters, the response surface method has been applied.As an independent variable, three levels of tool feed rate, pressure and two levels of tool rotation speed, and the dependent variable, Ra, Rpk, Rvk, Rz, Mr1 and Mr2 parameters representing surface treatment qualities were used.18 physical experiments based on the L18 (21x32) Taguchi orthogonal design were carried out.The fact that the R2 value of the generated quadratic polynomial prediction functions is about 90% indicates that the prediction validities are quite succesfull. Based on the surface graphics created for the functions obtained, the required parameter levels for the ideal roughness were obtained.As last step ANOVA analysis, determination of the effectiveness levels of the parameters was made approximately 90% for each response parameter.