Sertleştirilmiş X40CrMoV5-1 Çeliğinin Tornalanmasında Kesme Kuvvetinin Deneysel ve Nümerik Olarak İncelenmesi
Experimental and Numerical Investigation of Cutting Force in Turning of Hardened X40CrMoV5-1 Steel
Yazar: Yaşar, Nafiz
Dergi: Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, Vol. 6 No. 4, 2018
Anahtar kelimeler: Engineering ; Mühendislik ; Sert tornalama,Deform 3D,Takım çeliği,Sonlu elemanlar metodu,Taguchi ; Hard turning,Deform 3D,Tool steel,Finite element method,Taguchi

X40CrMoV5-1sıcak iş takım çeliği, enjeksiyon ve ekstrüzyon kalıplarında yüksek sıcaklık,tokluk ve aşınma direnci gerektiren parçaların imalatında yaygın olarakkullanılır. Diğer yandan, silindirik parçaların nihai geometriyegetirilmesinde, taşlama yerine sert tornalamanın tercih edilmesi üretim zamanıve maliyeti azaltırken, aynı zamanda parçanın yorulma mukavemetinde iyileşme sağlamaktadır.Bu çalışmada, vakumla ısıl işlemde 55±1 HRC'ye sertleştirilmiş X40CrMoV5-1takım çeliğinin seramik kesici takımlar (kaplamalı ve kaplamasız) kullanılarak tornalanmasındaelde edilen esas kesme kuvveti (Fc) değerleri deneysel ve nümerik olarak incelenmiştir.Sert tornalama deneyleri, kesme parametrelerinin (ilerleme hızı, kesme hızı vekesme derinliği) farklı seviyeleri kullanılarak Taguchi L32 deney tasarımınagöre gerçekleştirilmiştir. Fc değerlerinin deneysel olarak belirlenmesinde Kistler9257B dinamometre ve ekipmanları kullanılmıştır. Sonlu elemanlar yöntemine dayalıolarak yapılan kesme simülasyonları DEFORM 3D yazılımında gerçekleştirilmiştir.Ayrıca, kesme parametrelerinin Fc üzerindeki etkileri %95 güven düzeyinde yapılanvaryans analizi (ANOVA) ile belirlenmiştir. Fc değerleri için deneysel ve nümerikanaliz sonuçları arasındaki benzerlik kaplamasız takımlar için ortalama %94,kaplamalı takımlar için %91 olarak bulunmuştur.  Deneysel verilere dayanılarak yapılan ANOVAsonuçlarına göre en önemli faktörün kesme derinliği olduğu tespit edilmiştir.

X40CrMoV5-1hot work tool steel is commonly used in injection and extrusion molds and alsomanufacturing of parts requiring high temperature, toughness and abrasionresistance. On the other hand, the preference of hard turning instead ofgrinding reduces the production time and cost, while improving the fatiguestrength of the part in the case of putting the cylindrical parts into finalform. In this study, the main cutting force (Fc) was investigatedexperimentally and numerically during machining of hardened X40CrMoV5-1 toolsteel with vacuum and heat treatment to 55 ± 1 HRC by coated and uncoatedceramic inserts. Hard turning experiments were performed according to theTaguchi L32 experimental design using different levels of feed rate, cutting speedand depth of cut. Kistler 9257B dynamometer and equipments were used inexperimentally determination of Fc values. Cutting simulations based on thefinite element method were performed in DEFORM 3D software. In addition, theeffects of cutting parameter on Fc were identified via analysis of variance(ANOVA) at 95% confidence level. The similarity between experimental andnumerical analysis results for Fc values ​​was found to be 94% for uncoatedtools and 91% for coated tools. It was determined that depth of cut is the mostsignificant factor according to ANOVA results obtained by using experimentaldata.