Tren tekerleğinin işlenebilirlik parametrelerinin Taguchi yöntemiyle araştırılması
Investigation of the machinability parameters of the train wheel by Taguchi method
Yazar: ANIL RIDVANOĞULLARI
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MEHMET EMİN AKAY
Karabük Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Demiryolu araçları üzerinde bulunan tekerlek setindeki her bir tekerlek, aksa sıkı geçme yöntemiyle birleştirilmektedir. Tren tekerleği ve tren akslarının ülkemizde henüz üretimi yapılmadığından ve üzerinde taşıdığı statik ve dinamik yükler nedeniyle demiryolu araçları için büyük önem taşımaktadır. Ayrıca sıkı geçme esnasında uygulanan yüksek kuvvetler sebebiyle uygun birleşmenin olmaması tekerlek veya aksların ıskat olmasına sebebiyet verebilmektedir. Bu sebeplerden dolayı sıkı geçme için tekerlek iç çap tornalama işleminde yüzey pürüzlülüğünün 0,8 – 3,2 µm tolerans değerlerinde minimum seviyeye ulaşılması amaçlanmaktadır. Bu amaç doğrultusunda, tren tekerleğinin iç çap yüzey kalitesinin optimum işlenebilirlik koşulları araştırılmıştır. 

Deneyler, tren tekerleği için özel olarak imal edilmiş SIRMU – mt VTF 150/160 dikey CNC torna tezgâhında yapılmıştır. Deneylerde üç farklı kesme derinliği (0,5 – 1 – 1,5 mm), üç farklı ilerleme miktarı (0,1 – 0,2 – 0,3 mm/dev) ve üç farklı kesme hızı (250, 350, 450 dev/dak) uygulanmıştır. Ayrıca deneyleri gerçekleştirebilmek için bir adet titanyum nitrür ve alüminyum oksit kaplama kesici uç tercih edilmiştir. Deney tasarımı Taguchi L9 (3^3) metodu esas alınarak belirlenmiştir. Çıkış parametresi olarak her deney sonrası profilometre ile üç kez yüzey pürüzlülüğü ölçümü yapılmış ve ortalama yüzey pürüzlülüğü belirlenmiştir. Tornalama parametrelerinin etkilerini analiz edebilmek için işaret/ gürültü (S/N) oranı ve varyans analizi kullanılmıştır. 

Genel olarak deneysel sonuçların analizi, Taguchi ve ANOVA yöntemiyle gerçekleştirilmiş ve ortalama yüzey pürüzlülüğü için en uygun işlenebilirlik parametreleri tespit edilmiştir.

Abstract:
Each wheel on the set of wheels on the railway cars is connected to the axle by a tight fitting connection. Train wheels and train axles are of great importance for railway vehicles due to the static and dynamic loads they have been carrying and the fact that they are not yet produced in our country. In addition, due to the high forces applied during tightening, the lack of proper coupling can cause the wheels or axles to be damaged. For these reasons, it is aimed to reach the minimum level in the tolerance values of 0,8 – 3,2 μm for surface roughness in wheel turning. For this purpose, the optimum machinability conditions of the internal diameter surface quality of the train wheel have been investigated.

Experiments were carried out on SIRMU – mt VTF 150/160 vertical CNC lathe specially designed for train wheels machining. Three different cutting depths (0,5 – 1 – 1,5 mm), three different feed rates (0,1 – 0,2 – 0,3 mm / g) and three different cutting speeds (250, 350, 450 rpm) was applied. In addition, one titanium nitride and aluminum oxide sheathed insert is preferred in order to carry out the experiments. The design of the experiment was based on the Taguchi L9 (3 ^ 3) method. The surface roughness was measured three times with the profilometer after each test as the output parameter and the average surface roughness was determined. The signal / noise (S / N) ratio and variance analysis were used to analyze the effects of the turning parameters.

In general, the analysis of the experimental results was carried out by Taguchi and ANOVA methods and the most suitable machinability parameters for the average surface roughness were determined.