Endüstriyel gri ve küresel grafitli (SFERO) dökme demirin frezelenmesinde kesme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğü, takım aşınması ve kesme sıcaklığına etkisi
The effects of cutting parameters on surface roughness, tool wear and cutting temperature in the milling of industrial gray and spheroidal graphite cast iron
Yazar: RAŞİT DÜZCE
Danışman: DOÇ. DR. GÜRCAN SAMTAŞ
Düzce Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Dökme demir = Cast iron ; Kesme sıcaklığı = Cutting temperature ; Optimizasyon = Optimization ; Taguchi yöntemi = Taguchi method ; Yüzey pürüzlülüğü = Surface roughness

Özet:
Dökme demirler, sertlik, aşınma direnci, işlenebilirlik, korozyon direnci ve mukavemet gibi mekanik özelliklerinin yanı sıra kolay üretilebilir ve ekonomiktirler. Bundan ötürü yaygın olarak kullanılan mühendislik malzemeleridir. Dökme demirlerin işlenebilirliği, dökümün tipine ve mikro yapısına bağlıdır. Bu çalışmada GG25 (gri dökme demir) ve GGG60 (küresel grafitli dökme demir) parametrelerinin yüzey pürüzlülüğü, kesici uç aşınması ve kesme sıcaklığı üzerine etkileri araştırılmıştır. Kullanılan malzemeler için özel olarak döktürülmüş deney numuneleri kullanılmıştır. GG25 için üç farklı kaplamaya sahip kesici uç (TiALN, TiN-TiCN-AL2O3 ve ALTiN kaplamalı), üç farklı kesme hızı (150, 200 ve 250 m/dak), üç farklı ilerleme oranı (0,10, 0,25 ve 0,35 mm/diş) ve üç farklı kesme derinliği (0,5, 1 ve 1,5 mm) kullanılmıştır. GGG60 için üç farklı kaplamaya sahip kesici uç (TiALN, TiN-TiCN-AL2O3 ve ALTiN kaplamalı), üç farklı kesme hızı (175, 225 ve 300 m/dak), üç farklı ilerleme oranı (0,10, 0,20 ve 0,30 mm/diş) ve üç farklı kesme derinliği (0,5, 1 ve 1,5 mm) kullanılmıştır. Deneysel tasarım ve optimisazyon için Taguchi metodu kullanılmıştır. Her iki malzeme için deneysel tasarımda Taguchi L27 (34) ortagonal dizi kullanılmıştır. Her iki malzeme için her bir deney sonrası malzeme yüzeyinden iki adet pürüzlülük ölçümü yapılmış bu tezde bu iki ölçümün ortalaması kullanılmıştır. Deneysel sonuçlar Taguchi metodu kullanılarak optimize edilmiş, optimisazyon sonrası optimize parametler ile her bir sonuç için üç adet doğrulama deneyi yapılmıştır. Doğrulama deney sonuçları ortalaması ile hesaplanan Taguchi tahmin değerleri karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırma sonucunda hatalar çok küçük çıkmış ve sonuçlar göstermiştir ki Taguchi metodu bu çalışmaya başarılı bir şekilde uygulanmıştır. Ayrıca her iki malzeme için deneysel sonuçlar varyans analizi, iki boyutlu grafikler ve üç boyutlu grafiklerle değerlendirilmiş, kesme parametrelerinin deneysel sonuçlara etkileri araştırılmıştır.

Abstract:
In addition to their properties such as hardness, wear resistance, machinability, corrosion resistance and strength, cast irons are also easily manufacturable and economical. For this reason, they are prevalently used engineering materials. The machinability of cast irons is dependent on the type of cast and its microstructure. This study investigated the effects of cutting parameters on surface roughness, tool wear and cutting temperature in GG25 (gray cast iron) and GGG60 (spheroidal graphite cast iron). Experimental samples that were cast specifically for these materials were used. For GG25, cutting bits with three different coatings (TiALN, TiN-TiCN-AL2O3andALTiNcoatings), three different cutting speeds (150, 200 and 250 m/min), three different feed rates (0.10, 0.25 and 0.35 mm/tooth) and three different depths of cut (0.5, 1 and 1.5 mm) were used. For GGG60, cutting bits with three different coatings (TiALN, TiN-TiCN-AL2O3andALTiN coatings), three different cutting speeds (175, 225 and 300 m/min), three different feed rates (0.10, 0.20 and 0.30 mm/tooth) and three different depths of cut (0.5, 1 and 1.5 mm) were used. The Taguchi method was utilized for experimental design and optimization. For both materials, the Taguchi L27 (34) orthogonal array was used in the experimental design. After each experiment, two roughness measurements were made on the material's surface, and the average of these two measurements was used for the analysis for each material. The experimental results were optimized using the Taguchi method, and three confirmation experiments were conducted for each result that was obtained using the optimized parameters. The mean values of the results of the confirmation experiments and the calculated Taguchi prediction values were compared. The error terms that were found as a result of this comparison were very small, and the results revealed that the Taguchi method was successfully implemented in this study. Moreover, the experimental results for both materials were analyzed using analysis of variance, two-dimensional plots and three-dimensional plots, and the effects of the cutting parameters on the experimental results were evaluated.