Talaşlı imalat parametrelerinin takım çeliklerinin yüzey pürüzlülüğüne olan etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of machining parameters on the surface roughness of tool steels
- Tez No: 1025282
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ YİĞİT ERÇAYHAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Milling, AISI 4140, AISI H13, Taguchi Method, Surface Roughness, Tool Wear, Frezeleme, AISI 4140, AISI H13, Taguchi Yöntemi, Yüzey Pürüzlülüğü, Takım Aşınması
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Ekonomi Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
This study aims to improve the surface quality of AISI 4140 and AISI H13 steel plates by optimizing the parameters used in milling operations under industrial conditions. The optimum combination of parameters that provide the lowest surface roughness under real manufacturing conditions was determined, and the effects of these parameters on tool wear were investigated. For this purpose, the parametric effects of cutting speed, feed rate, and depth of cut on surface roughness were systematically examined in the face milling of heat-treated AISI 4140 and AISI H13 steels with a hardness range of 41–42 HRC using AlTiN-coated WC cutting tools. The Taguchi L32 orthogonal array was applied as the experimental design, and ANOVA analysis was performed to determine the statistical significance and effects of the parameters. In addition to the best and worst parameters obtained from this analysis, the types of wear mechanisms occurring in cutting tools during milling operations performed with the currently used parameters were comprehensively examined through SEM/EDS analyses. The ANOVA results revealed that feed rate was the most influential parameter on surface roughness, followed by cutting speed. The developed quadratic regression model demonstrated high predictive accuracy and was observed to be suitable for reliable use in industrial applications. SEM/EDS analyses revealed that, despite the same hardness level and cutting conditions, AISI 4140 produced significantly more severe tool wear than AISI H13 under all conditions. Abrasive wear, adhesive wear, built-up layer formation, coating delamination, micro-fracture, and thermal cracks were identified as the dominant wear mechanisms.
Özet (Çeviri)
Bu çalışmada, endüstri koşullarında AISI 4140 AISI H13 çelik plakaların frezeleme operasyonunda kullanılan parametrelerin optimizasyonu ile yüzey kalitesinin iyileştirilmesi hedeflenmiştir. Gerçek üretim koşullarında en düşük yüzey pürüzlülüğünü sağlayan optimum parametre kombinasyonları belirlenerek bu parametrelerin takım aşınması üzerindeki etkileri incelenmiştir. Bu amaçla, ısıl işlem uygulanmış 41-42 HRC sertlik aralığına sahip AISI 4140 ve AISI H13 çeliklerinin AlTiN kaplamalı WC kesici uçlarla yüzey frezelemesinde kesme hızı, ilerleme hızı ve talaş derinliğinin yüzey pürüzlülüğü üzerindeki parametrik etkileri sistematik biçimde incelenmiştir. Deneysel çerçeve olarak Taguchi L32 ortogonal dizisi uygulanarak parametrelerin istatistiksel anlamlılığını ve etkisini belirlemek amacıyla ANOVA analizi gerçekleştirilmiştir. Bu analiz sonucunda elde edilen en iyi, en kötü parametrelerin yanı sıra mevcut durumda kullanılan parametre ile gerçekleştirilen frezeleme işleminde kesici takımlarda oluşan aşınma mekanizma tipleri SEM/EDS analizleri ile kapsamlı biçimde ele alınmıştır. ANOVA sonuçları, yüzey pürüzlülüğü üzerinde en belirleyici parametrenin ilerleme hızı olduğunu ortaya koymuş; bunu kesme hızı izlemiştir. Geliştirilen kuadratik regresyon modeli yüksek tahmin doğruluğu sergilemiş ve endüstriyel uygulamalar için güvenle kullanılabilir nitelikte olduğu gözlenmiştir. SEM/EDS analizleri, aynı sertlik ve kesme koşullarına karşın AISI 4140'ın AISI H13'e kıyasla tüm koşullarda belirgin biçimde daha şiddetli takım aşınması ürettiğini ortaya koymuştur. Baskın aşınma mekanizmaları olarak abrasif aşınma, adhezif aşınma, yığıntı katmanı (built-up layer) oluşumu, kaplama delaminasyonu, mikro-kırılma ve termal çatlaklar tespit edilmiştir.
Benzer Tezler
- Deney tasarımı yöntemlerinin karşılaştırmalı kullanımı ile sert seramik kaplı matkap uçlarının performans değerlendirmesi ve optimizasyonu
Comparative analysis of design of experiment techniques on the performance evaluation and optimization of hard ceramic coated driil bits
METİN SAVAŞKAN
Doktora
Türkçe
2003
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YILMAZ TAPTIK
- Yüksek talaş kaldırma performansı sağlayan dönen yuvarlak uçlu tornalama takımının geliştirilmesi
Development of self-propolled rotary turning tool for high performance machining (material removal)
UĞUR EMİROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERHAN ALTAN
- Çeliklerin farklı sertlik oranlarında işlenebilirliklerinin araştırılması
The investigation of machining of steels in different hardness degrees
SERAP DEMİROK
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Makine MühendisliğiGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüTasarım ve İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BABÜR ÖZÇELİK
- Bor alaşımlı çeliklerin alın frezelenmesinde kesme kuvvetlerinin ve yüzey pürüzlülüğünün incelenmesi
Investigation of cutting forces and surface roughness of bor alloyed steel materials on surface milling
SERVET GÜLMEZ
Doktora
Türkçe
2003
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA GÜRLER
- Yüksek alaşımlı paslanmaz çeliğin sürdürülebilir işlenebilirliğinin araştırılması
Investigation of the sustainable machinability of high alloy stainless steel
TUBA KILINÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiBingöl ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ADEM YAR
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÜSAME ALİ USCA