Tornalama işleminde oluşan sesin yüzey pürüzlülüğü üzerine etkisinin analizi
Analysis of the effect of sound generated during turning process on surface roughness
Yazar: CANSU İNAN
Danışman: PROF. DR. SÜLEYMAN NEŞELİ
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Teknolojinin hızlı gelişimi; üretimi de hızlı olmaya zorlamış böylece yüksek devir ve yüksek ilerleme hızlarında çalışabilecek kesici takımların ve makinelerin piyasaya çıkmasını sağlamıştır. Bu takımların optimum koşullarda kullanılması üretilen parça kalitesine, tezgâh ve takım ömrüne olumlu katkılar sağlamaktadır. Bir kesici takımın en yüksek performansta çalışıyor olmasını sağlamak için üretici firma tarafından önerilen kesme parametrelerinin (ilerleme hızı, kesme hızı, talaş derinliği, soğutma sıvı cinsi vs.) kullanılması gerekmektedir. Aksi takdirde yüzey kalitesi kötü ürünler mamul edilecek, kullanılan enerji miktarı artacak, kesici uçta aşınmalar/kırılmalar meydana gelecek vb. böylece maddi kayıplara sebebiyet verecektir. Bu nedenle seçilen parametrelerin iş parçası, takım tezgâhı ve kesici takım ile uyumlu olması üretimde kaliteyi artıracaktır. Aynı zamanda takım tezgâhlarında oluşacak diğer faktörlerinde (örneğin takım ucu salgısı ve tezgâh rijitliği gibi) dikkate alınması gerekmektedir. Bu faktörlerin önemsenmemesi durumunda tezgâhta oluşacak titreşim miktarı artacağından periyodik basınç değişimlerinin (sesin)  artmasına sebep olacak ve yüzey kalitesi olumsuz etkilenecektir. Yüzey pürüzlülüğünün fazla olması iş parçasının çalışması esnasında yüksek sürtünme kuvvetleri oluşturarak aşınmayı ve kırılmayı artıracaktır. Bu yüzden talaşlı imalatta dikkat edilmesi gereken önemli bir faktördür. 
Bu çalışmada imalat süreçleri sırasında takım-iş parçası ara yüzündeki temastan meydana gelen sesler ile kullanılan kesme parametreleri ve yüzey pürüzlülüğü arasındaki ilişkililik analizi yapılmıştır. Yapılan bu çalışmada; 3 farklı seviyede kesme hızı (60, 80, 100 m/dak), üç farklı seviyede ilerleme hızı (0.2, 0.4, 0.6 mm/dev) ve üç farklı seviyede talaş derinlikleri (0.4, 0.6, 0.8 mm) Taguchi L_9 ortogonal deney tasarımı kullanılarak 9 farklı deney gerçekleştirilmiştir. Yapılan deneysel çalışmaya göre işlenen iş parçası yüzeyindeki pürüzlülük değerleri ve kesme esnasında oluşan ses şiddetinin ölçümü yapılmıştır. Verilerden elde edilen grafikler değerlendirilerek en etkili parametreler belirlenmiştir. Seçilen parametreler arasında pürüzlülük için en etkili parametreler sırasıyla ilerleme hızı, kesme hızı ve talaş derinliği olurken ses şiddeti için en etkili parametrelerin kesme hızı, talaş derinliği ve ilerleme hızı olduğu sonucuna varılmıştır. Yapılan deneysel çalışma ile ilerleme hızının yüzey pürüzlülüğünde %20, tezgâh devrinin ses şiddetinde %10 civarında değişikliğe neden olduğu sonucu çıkmaktadır. İlerleme hızının artması ile kesme işlemi sırasında oluşan ses şiddeti ve iş parçası-kesici uç arasındaki mekanik etkileşimle oluşan yüzey pürüzlülüğü genellikle doğrusal olarak artmakta olduğu sonucuna varılmıştır.

Anahtar Kelimeler: Kesme Parametreleri ve Kesici takım, Ses, Yüzey pürüzlülüğü

Abstract:
The rapid development of technology has forced production to be fast, thus enabling the introduction of cutting tools and machines that can work at high speed and high feed rates to the market. The use of these tools in optimal conditions makes positive contributions to the quality of the parts produced, the life of the machine and the tool. In order to ensure that a cutting tool is operating at the highest performance, the cutting parameters recommended by the manufacturer (feed rate, cutting speed, chip depth, type of coolant, etc.) must be used. Otherwise, products with poor surface quality will be manufactured, the amount of energy used will increase, abrasions / breaks will occur on the insert, etc. thus, it will cause financial losses. Therefore, the compatibility of the selected parameters with the workpiece, machine tool and cutting tool will improve the quality in production. At the same time, other factors that will occur on machine tools (for example, tool tip secretion and machine rigidity) should be taken into account. If these factors are ignored, the amount of vibration that will occur on the countertop will increase, which will lead to an increase in periodic pressure changes (sound), and the surface quality will be negatively affected. An excess of surface roughness will create high friction forces during the operation of the workpiece, increasing wear and breakage. Therefore, it is an important factor to be considered in machining manufacturing.
In this study, the correlation analysis between the sounds generated by the contact on the tool-workpiece interface during the manufacturing processes and the cutting parameters and surface roughness used was performed. In this study, 9 different experiments were performed using Taguchi L_9 orthogonal experimental design with cutting speed at 3 different levels (60, 80, 100 m/min), feed speed at three different levels (0.2, 0.4, 0.6 mm/dev) and chip depth at three different levels (0.4, 0.6, 0.8 mm). According to the experimental study, roughness values on the surface of the processed workpiece and the sound intensity generated during cutting were measured. The most effective parameters were determined by evaluating the graphs obtained from the data. Among the selected parameters, it was concluded that the most effective parameters for roughness were feed rate, cutting speed and chip depth Decently, while the most effective parameters for noise intensity were cutting speed, chip depth and feed rate. With the experimental study conducted, it is concluded that the speed of progress causes a change of about 20% in the surface roughness and 10% in the sound intensity of the machine revolution. It was concluded that the noise intensity generated during the cutting process with the increase in the feed rate and the surface roughness caused by the mechanical interaction between the workpiece and the insert generally increases linearly.

Keywords: Cutting Parameters and Cutting Tool, Sound, Surface Roughness