CBN kesici uçları ile DIN 1.2367 çelik malzemesinin sert tornalama sırasında güç tüketimi ve yüzey pürüzlülüğü ilişkilerinin incelenmesi
Investigation of the relationship between power consumption and surface roughness during hard turning of DIN 1.2367 steel with CBN tools
Yazar: NAİME EREN
Danışman: DOÇ. DR. FATİH HAYAT
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Bu çalışmada, sert tornalama işlemi ile DIN 1.2367 sıcak iş takım çeliğinin işleme özellikleri araştırılmıştır. Deney malzemesinin 55 HRC sertlik değerine ulaşması için homojenleştirme işlemi ile 900 oC'de 2 saat ısıtıldıktan sonra, yağda soğutulmuştur. Soğutulan malzemedeki iç gerilimlerin giderilmesi amacıyla malzeme tekrar 500 oC'ye kadar ısıtılmış ve 1 saat bekletilerek, havada soğutulma yapılmıştır. Malzemenin iç yapısının ve sertliğinin homojen hale geldiğini anlamak amacıyla malzeme yüzeyinde 1 mm talaş kaldırma işlemi yapılmıştır. Daha sonra farklı noktalarda sertlik değeri ölçülmüştür ± 1 HRC lik sertlik değeri homojen bir sertleştirme işleminin gerçekleştirdiğini göstermektedir. Isıl işlem ile sertleştirilmiş bir DIN 1.2367 sıcak iş takım çeliğinin kübik bor nitrür (CBN) kesici takımlar kullanılarak işlenebilirliği incelenmiştir. Taguchi L27 dikey dizinine göre sert tornalama deneyleri yapılmıştır. Akım (A), işleme süresi (s), güç tasarrufu (W) ve ortalama yüzey pürüzlülüğü (Ra) üzerinde kesme derinliği, ilerleme miktarı ve kesme hızının etkileri incelenmiştir. Her faktör için üç değer belirlenmiştir. Kesme şartlarının çıkış parametreleri üzerindeki önem seviyeleri varyans analizi ile belirlenmiştir. Ayrıca, bu parametrelerin tahmini için regresyon analizi ile matematiksel modelleme yapılmıştır. Deneysel sonuçlar ile elde edilen çıkış parametrelerinin değerlerinin karşılaştırılması yapılmıştır. Geliştirilen modellerin uygulanabilirliği değerlendirilmiştir.
DIN 1.2367 çeliğinin işlenmesinde, en düşük yüzey pürüzlülüğü (Ra) değeri CBN kesici takım ile 0,10 mm kesme derinliği, 230 m/dk kesme hızı ve 0,05 mm/dev ilerleme miktarında 0,24 µm olarak tespit edilmiştir. En düşük güç tüketimi ise, 0,30 mm kesme derinliği, 230 m/dk kesme hızı ve 0,11 mm/dev ilerleme miktarında 499,45 W olarak tespit edilmiştir.

Abstract:
In this study, the machining properties of DIN 1.2367 hot work tool steel with hard turning were investigated. In order for the test material to reach a hardness value of 55 HRC, it was cooled in oil after being heated at 900 oC for 2 hours by homogenization. In order to relieve the internal stresses in the cooled material, the material was reheated to 500 oC and kept for 1 hour, and then cooled in air. In order to understand that the internal structure and hardness of the material became homogeneous, 1 mm chip removal was performed on the material surface. Then, the hardness value was measured at different points. The hardness value of ±1 HRC indicates that a homogeneous hardening process was carried out. The machinability of a DIN 1.2367 hot work tool steel hardened by heat treatment using cubic boron nitride (CBN) cutting tools was investigated. Hard turning experiments were carried out according to the Taguchi L27 vertical sequence. The effects of cutting depth, feed rate and cutting speed on current (A), machining time (s), power saving (W) and average surface roughness (Ra) were investigated. The effects of depth of cut, feed rate and cutting speeds on factors such as current (A), time (s), power consumption (W) and average surface roughness (Ra) were investigated. Three values are determined for each factor. The significance levels of the cutting conditions on the output parameters were determined by analysis of variance. In addition, mathematical modeling with regression analysis was performed to estimate these parameters. The applicability of the developed models was evaluated by comparing the values of the output parameters obtained with the experimental results.
In the processing of DIN 1.2367 steel, the lowest surface roughness (Ra) value was determined as 0,24 µm with a CBN cutting tool at 0,10 mm cutting depth, 230 m/min cutting speed and 0,05 mm/rev feed rate. The lowest power consumption was determined as 499,45 W at 0,30 mm cutting depth, 230 m/min cutting speed and 0,11 mm/rev feed rate.