Tornalanmış parçaların yorulma davranışına kesme parametrelerinin etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of cutting parameters on the fatigue behaviour of turned parts
Yazar: MUSTAFA KIZILDERE
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA GÜNAY
Karabük Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışma, kesme parametrelerinin yorulma dayanımı üzerindeki etkilerini araştırmak amacıyla yapılmış olup, deney malzemesi olarak DIN 1.2080 soğuk iş takım çeliği kullanılmıştır. Bu amaçla, öncelikle kesme hızı (100-200 m/dak) ve ilerleme miktarının (0,05-0,15 mm/dev) üçer seviyesi belirlenmiştir. Tornalama işleminde kullanılacak kesici takım radyusu 0,4 mm olarak seçilmiştir. Tornalama deneyleri, profil tornalama yöntemi uygulanarak Taguchi L9 deney tasarımına göre yapılmıştır. Yorulma deney numuneleri CNC torna tezgahında ASTM E466 standardına göre hazırlanmıştır. İşleme deneyleri sonucunda oluşan ortalama yüzey pürüzlülükleri (Ra) ölçülmüş ve kesme parametrelerine göre işlenmiş parçanın yüzey kalitesi ile yorulma ömrü arasındaki etkileşimler değerlendirilmiştir. Kesme parametrelerinin yorulma dayanımı üzerindeki etki seviyelerini belirlemek amacıyla varyans analizi (ANOVA) kullanılmıştır. Ayrıca, yorulma deneylerinden elde edilen veriler yardımıyla kesme parametrelerine bağlı yorulma ömrü tahmin modeli  
geliştirilmiştir. Yüzey pürüzlülüğü ölçüm sonuçlarına göre, kesme hızının artmasıyla Ra değerleri azalırken, ilerleme miktarının artmasıyla Ra'nın arttığı belirlenmiştir. Buna paralel olarak kesme hızındaki artışın yorulma dayanım sınırını artırdığı, ilerleme miktarındaki artışın ise yorulma dayanımını azalttığı tespit edilmiştir. En büyük yorulma dayanımı, kesme hızının 200 m/dak ve ilerleme miktarının 0,05 mm/dev olduğu durumda 543,2 MPa olarak elde edilmiştir. En küçük yorulma dayanımı ise, kesme hızının 100 m/dak ve ilerleme miktarının 0,15 mm/dev olduğu durumda 316,2 MPa olarak elde edilmiştir.

Abstract:
This study was conducted in order to investigate the effects of cutting parameters on fatigue strength and DIN 1.2080 cold work tool steel was used as experiment material. For this purpose, three levels of cutting speed (100-200 m/min) and feed rate (0,05-0,15 mm/rev) were determined. The cutting tool radius to be used in the turning process is selected as 0,4 mm. Turning experiments were performed according to Taguchi L9 experimental design by applying profile turning method. Fatigue test samples were prepared according to ASTM E466 standard on CNC lathe. Average surface roughness (Ra) resulting from machining tests were measured and interactions between surface quality and fatigue life of the machined part were evaluated according to cutting parameters. Analysis of variance (ANOVA) was used to determine the effect levels of cutting parameters on fatigue strength. In addition, fatigue life estimation model based on the parameters was developed with the help of data obtained from fatigue tests. According to surface roughness measurement  
results, Ra values decreased with increasing cutting speed while Ra increased with increasing feed rate. In parallel, it was found that the increase in cutting speed increases the fatigue strength limit and the increase in the feed rate decreases the fatigue strength. The highest fatigue strength was obtained as 543,2 MPa when the cutting speed was 200 m/min and the feed rate was 0,05 mm/rev. The smallest fatigue strength was obtained as 316,2 MPa at a cutting speed of 100 m/min and feed rate of 0,15 mm/rev.