Sertleştirilmiş çeliklerin ön ısıtmalı işlenmesi
Hardened steel preheated machining
Yazar: BENEK HAMAMCI
Danışman: PROF. DR. MEHMET CENGİZ KAYACAN
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, sertliği 61HRC, DIN 1.2842 soğuk iş takım çeliğine CBN (kübik bor nitrür) kesici uçlarla, indüksiyon fırını ile ön ısıtmalı yüzey frezeleme işlemi yapılmıştır. İşleme sırasında oluşan kesme kuvvetleri, yüzey pürüzlülük değerleri ve kesici uçlarda meydana gelen aşınmalar belirlenmiştir.
Taguchi metodu ile ön ısıtmalı frezeleme işlemi; 0,6mm sabit kesme derinliğinde, 154.4, 278.1, 451.3, 524.5m/dak kesme hızı, 0.05, 0.075, 0.1, 0.15mm/diş ilerleme hızı ve 350, 400, 450, 500oC ön ısıtma sıcaklığı parametrelerine göre L16 deney tasarımı oluşturulmuştur. Kesme işlemi esnasında oluşan kesme kuvveti sinyalleri ölçülmüştür. Kesme işleminden sonra kesici uçlarda meydana gelen aşınmalar ve iş parçası yüzeyinde oluşan yüzey pürüzlülük değeri belirlenmiştir.
L16 tasarımına göre yapılan deneylerin sonuçlarının optimizasyonu yapılmıştır. Optimizasyon ile sinyal/gürültü oranlarına göre kesme hızı, takım aşınma, yüzey pürüzlülük miktarlarının maksimum ve minimum değerleri belirlenmiştir. Optimizasyon sonucu elde edilen minimum veriler doğrulama deneyleri ile test edilmiş ve diğer deney kombinasyonları Taguchi metodu ile tahmin edilmiştir. Tahmin edilen ve deneyler sonucu ile elde edilen veriler ANOVA varyans analizine tabi tutulmuştur. Bu analiz sonucunda, ön ısıtma sıcaklığı, kesme hızı, ilerleme hızının, yüzey pürüzlülük, kesme kuvveti, takım aşınması üzerindeki etkileri istatiksel olarak belirlenmiştir. Ayrıca ön ısıtma ile işleme yapılmış parçaların mikroyapı ve sertlik değerleri incelenmiştir.
Aşınma miktarları ve yüzey pürüzlülük değerleri akıllı yöntemlerden biri olan evrimsel programlama ile modellenerek matematiksel olarak denklemleri türetilmiştir. Çalışma sonunda elde edilen veriler daha önce çalışılmış literatür bilgisiyle karşılaştırılmıştır.

Abstract:
In this study, pre-heated with induction furnace surface milling process was applied to DIN 1.2842, 61HRC hardness cold work tool steel by CBN inserts. Cutting forces occured during machining, surface roughness and wear occurring on the cutting insert were determined.
Pre-heated milling process was experimantally designed by using the Taguchi L16 method with parameters of at constant cutting depth 0.6mm, 154.4, 278.1, 451.3, 524.5m/min cutting speed, 0.05, 0.075, 0.1, 0.15mm/tooth feed rate and 350, 400, 450, 500oC the preheating temperature formed cutting signals were measured during cutting operations. At the end of the machining insert wear and workpiece surface roughness were determined.
The results of the L16 designed experiments were optimized. With the optimization maximum and minimum values of cutting speed, tool wear, surface roughness were determined by considering signal/noise ratio. The minimal data obtained by optimisation was tested by verification experiments and other experimental combinations were estimated by using Taguchi method. ANOVA variance analysis was applied estimated and experimentally found data. As a result of this analysis, the effects of pre-heating temperature, cutting speed, feed rate on surface roughness, the effects on tool wear, cutting force and tool wear were determined statistically. Of pre-heated milling parts microstructure and hardness values was also examined.
Wear and surface roughness values were modeled with one of the intelligent method the evolutionary programming and mathematical equations were derived. The data obtained from this study was compared with the previous literature.