AISI 304 paslanmaz çeliğin tornalanmasında kesici takım yükseklik ayarının geometrik toleranslara, yüzey pürüzlülüğüne ve kesme kuvvetlerine etkisi
The effect of cutting tool height setting on geometric tolerances, surface roughness and cutting forces in turning AISI 304 stainless steel
Yazar: ERCAN DEMİRER
Danışman: DOÇ. DR. YUNUS KAYIR
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: CNC tezgahları = CNC machinery ; Ostenitik çelik = Austenitic steel ; Paslanmaz çelik = Stainless steel ; İşlenebilirlik = Machinability

Özet:
Bu çalışmada, kesici takım yükseklik ayarının etkisi CNC torna tezgahında AISI 304 östenitik paslanmaz çeliğin tornalanmasıyla araştırılmıştır. Deneylerde, iki farklı kesici takım (negatif ve pozitif) kullanılmış ve kesici takımların kesme performansları karşılaştırılmıştır. Deney faktörleri olarak, iki farklı kesici uç yarıçapı (0,4 mm, 0,8 mm), üç farklı kesme hızı (100, 150, 225 m/dak), üç farklı ilerleme miktarı (0,15;0,25;0,35 mm/dev), üç farklı kesme derinliği (0,8;1,3; 2 mm) ve iş parçası eksenine göre üç farklı kesici takım yükseklik ayarı (-0,5;0;+0,5 mm) seçilmiştir. Deney tasarımında Taguchi L36 modeli kullanılmıştır. Elde edilen deney tasarımı, negatif ve pozitif kesici takımlar için ayrı ayrı uygulanmıştır. Kesme kuvvetleri bir dinamometreyle ölçülmüştür. Deneyler sonucunda, yüzey pürüzlülüğü, dairesellik sapması, silindiriklik sapması ve yüzey sertliği değerleri işlenen parça yüzeylerinden belirlenmiştir. Deney sonuçları Taguchi yöntemi ve ANOVA analiziyle değerlendirilmiştir. Kesici takım yükseklik ayarı ve kesme parametrelerinin etkisini içeren 3B grafikler oluşturulmuştur. Taguchi ve ANOVA sonucunda, iş parçası ekseni altında (H: -0,5 mm) bağlanan kesici takımın kesme kuvvetlerini arttırdığı gözlemlenmiştir. İş parçası ekseninde (H: 0 mm) ve yukarısında (H: +0,5 mm) bağlanan kesici takımlarla yapılan deneylerde yüzey pürüzlülük değerinin azaldığı anlaşılmıştır. Kesici takımların iş parçası ekseninde (H: 0 mm) bağlanmasının diğer durumlara (H: -0,5;+0,5 mm) göre dairesellik sapması ve silindiriklik sapması değerlerini azalttığı belirlenmiştir. Kullanılan kesici takımlar karşılaştırıldığında, pozitif kesici takımların negatif kesici takımlara göre daha düşük radyal kuvvetler oluşturduğu ve pozitif kesici takımlarda dairesellik sapması ve silindiriklik sapmasının daha az olduğu görülmüştür. Kesici takım yükseklik ayarının işlenen yüzey sertliğine etkisinin düşük olduğu ve kesici takımın iş parçası ekseninde (H: 0 mm) bağlanmasıyla yüzey sertlik değerinin daha düşük elde edileceği Taguchi yöntemi sonucunda anlaşılmıştır.

Abstract:
In this study, the effect of cutting tool height setting was investigated by turning AISI 304 austenitic stainless steel on a CNC lathe. In the experiments, two different cutting tools (negative and positive) were used and the cutting performances of the cutting tools were compared. As a factor in the experiment, two different insert the radius (0,4 mm, 0,8 mm), three different cutting speeds (100, 150, 225 m/min), three different feed rate (0,15;0,25;0,35 mm/rev), three different cutting depth (0,8;1,3; 2 mm) and three different cutting height setting with respect to the workpiece axis (H: 0,5;0;+0,5 mm) were selected. The Taguchi L36 model was used in the experimental design. The model was applied separately for negative and positive cutting tools. Cutting forces were measured with a dynamometer. As a result of the experiments, the surface roughness, circularity deviation, cylindrical deviation and surface hardness values were determined from the machined part surfaces. The results of the experiments were evaluated by Taguchi method and ANOVA analysis. 3D graphs have been created containing the effect of cutting tool height setting and cutting parameters. As a result of Taguchi and ANOVA, it was observed that the cutting tool setting below the workpiece axis (H: -0,5 mm) increases the cutting forces. In experiments with cutting tools setting on the workpiece axis (H: 0 mm) and above (H: +0,5 mm), it was found that the surface roughness value decreased. It has been determined that setting the cutting tools on the workpiece axis (H: 0 mm) reduces the values of circularity deviation and cylindricity deviation compared to other situations (H: -0,5;+0,5 mm). When the used cutting tools are compared, it is seen that positive cutting tools create lower radial forces than negative cutting tools, circularity deviation and cylindrical deviation are less in positive cutting tools. As a result of the Taguchi method, it was understood that the effect of cutting tool height setting on the machined surface hardness is low and that the surface hardness value of setting the cutting tool on the workpiece axis (H: 0 mm) will be lower as a result of the cutting tool height setting.