Taguchı metoduyla hurda kırpma makinelerinde kesme parametrelerinin optimizasyonu
Optimization of cutting parameters on scrap shearing machine with the Taguchi method
Yazar: MEHMET DEMİR
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ERDOĞAN KANCA
Mustafa Kemal Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışma, çubuk geometrili hurdaların kesilmesi işleminde kesme kuvveti ve kesme enerjisine etki eden parametrelerin incelenmesiyle ilgilidir. Bu amaçla 50 ton kapasiteye sahip C tipi eksantrik bir pres tasarlanmış ve imal edilmiştir. Pres üç farklı kesme hızında çalışabilmektedir. Pres farklı kesme boşlukları için hassas ayar yapılabilme ve ayrıca kalıpları değiştirilerek hızlı dövme presi olarak da kullanılabilme özelliğine sahiptir.
Kesme kuvvetine etki eden parametreler; kesme hızı, kesilen çelik çubuğun çapı, kesme boşluğu, kesici takım yarıçapı ve kesme kenarı uzunluğu olarak belirlenmiştir. Mevcut çalışmaların aksine bu çalışmada kesme yüzeyinin iyileştirilmesinden ziyade kesme kuvvetinin ve enerjisinin düşürülmesi hedeflenmiştir. Değişken olarak her beş parametreden üç farklı seviye belirlenmiştir. Parametre sayısı arttıkça deney sayısı da artacağından daha fazla parametreyi kullanabilmesi ve daha az sayıda deney yapabilmek için Taguchi L27 ortogonal dizisi esas alınarak deney tasarımı yapılmıştır. Kesme kuvvetine etki eden bu parametrelerin sonuca etkisi Varyans Analizi (ANOVA) yardımıyla tespit edilerek doğrulama deneyleri yapılıp en uygun kesme parametreleri bulunmuştur. Tüm bunlara ek olarak mevcut prosesler sonlu elemanlar yönteminde modellenmiştir. Varyans analizi sonucunda, kesme kuvveti ve enerjiyi malzeme çapı, kesme hızı ve kesme boşluğunun değişimi büyük oranda etkilemiştir. Kesme kenarı yarıçapı ve kesme kenarı uzunluğunun etkisi ise ihmal edilebilecek seviyelerde olduğu görülmüştür. Kesme kuvveti ve enerji için ayrı ayrı kesme şartlarının optimum seviyeleri belirlenmiştir.

Abstract:
This study involves the examination of the parameters affecting the cutting force and cutting energy in the process of cutting of scrap bar. For this purpose, with a capacity of 50 tons of C-type eccentric presses was designed and manufactured. Press can operate in three different cutting speeds. To be able to do fine adjustment for different cutting space, and also has the capability of being used by changing the mold  as a quick the forging press.
Parameters affecting the cutting force is determined as the  cutting speed, the diameter of cut steel bars, cutting gap, the radius of the cutting tool and the cutting edge length. In contrast to the preexisting studies is aimed to reduce the cutting forces and energy rather than the improvement of the cutting surface in this study. Three different levels from each of the five parameters are identified as variable. The number of experiments increases proportionally with the number of parameters in order to use more parameters and perform fewer the number of experiments, this study is designed based on Taguchi L27 orthogonal array. The effect of these parameters which influence the cutting force on result is identified through varyans analize (ANOVA). In addition to these, the present processes were be modeled by the technique of finite element. As a result, the appropriate the cutting parameters are found by implementing verification tests. As a result of the analysis of variance, change of the diameter of the material has been the most effective parameter to cutting forces and energy. According to the optimization results,  the optimum levels of the cutting conditions are determined to be different for the cutting force and energy