Geri Dön

AA 6082 T6 alaşımının farklı kaplamalı matkaplarla delinmesinde kesme performansının deneysel ve istatiksel araştırılması

The experimental and statistical investigation of cutting performance in drilling of AA 6082-T6 alloy using different coated drills

PDF İndir

  1. Tez No: 952759
  2. Yazar: İBRAHİM TURAN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. HALİL DEMİR, DOÇ. DR. BARIŞ ÖZLÜ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Karabük Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 84

Özet

Bu tez çalışmasında, Al 6082-T6 alüminyum alaşımının delinmesinde kesme parametreleri ile kesici takım kaplamasının yüzey pürüzlülüğüne, kesme sıcaklığına, delik çap değişimine, delik dairesellik değişimine ve delik silindiriklik değişimine etkileri deneysel olarak değerlendirilmiştir. Ayrıca deneyler sonunda elde edilen sonuçlar ile bu sonuçlardan üretilen Sinyal/Gürültü (S/N) oranları kullanılarak Taguchi, Yapay Sinir Ağları (YSA) ve Adaptif Nöro-Bulanık Çıkarım Sistemi (ANBÇS) yöntemlerinin tahmin doğruluğu karşılaştırılmıştır. Çalışmada üç farklı matkap kaplaması (kaplamasız, TiAlN ve TiSiN), üç farklı kesme hızı (120, 160 ve 200 m/dak) ve üç farklı ilerleme miktarı (0,11, 0,15 ve 0,19 mm/dev) seçilmiştir. Deney tasarımı Taguchi L27 ortogonal deney dizinine göre hazırlanmıştır. Delme operasyonu CNC dik işleme merkezinde gerçekleştirilmiştir. Delme operasyonları boyunca kesme sıcaklığı Fluke Ti9 kızılötesi kamera ile ölçülmüştür. Delik çapı, dairesellik ve silindiriklik sapmaları Mitutoyo CMM cihazı ile ölçülürken; yüzey pürüzlülüğü ölçümleri Time TR200 cihazı ile yapılmıştır. Modelleme sürecinde edilen deneysel veriler Taguchi yöntemi, Yapay Sinir Ağı ve ANBÇS ile analiz edilmiştir. Her bir çıktı parametresi için modelleme performansı Ortalama Mutlak Yüzde Hata (MAPE), Ortalama Kare Hata (MSE), Kök Ortalama Kare Hata (RMSE) ve R² kriterlerine göre değerlendirilmiştir. Çalışma sonucunda elde edilen bulgulara göre, en düşük yüzey pürüzlülük değeri kaplamasız takımla 200 m/dak kesme hızında ve 0,11 mm/dev ilerleme miktarında 1,07 µm ölçülmüştür. En yüksek yüzey pürüzlülük değeri ise TiSiN kaplı takımla 120 m/dak kesme hızında ve 0,19 mm/dev ilerleme miktarında 2,42 µm olmuştur. Kaplamalı takımların özellikle sünek malzemelerde BUE/BUL oluşumunu artırarak yüzey kalitesini olumsuz etkilediği, TiAlN kaplamanın ise TiSiN'e göre daha düşük sürtünme katsayısına sahip olması sebebiyle daha iyi sonuçlar verdiği tespit edilmiştir. En düşük kesme sıcaklığı kaplamasız matkapla, 120 m/dak kesme hızında ve 0,11 mm/dev ilerleme miktarında 27,9 °C ölçülürken, en yüksek kesme sıcaklığı TiSiN kaplı matkapta, 200 m/dak kesme hızında ve 0,19 mm/dev ilerleme miktarında 48,2 °C ölçülmüştür. En düşük delik çap değişimi ve delik dairesellik değişimi kaplamasız matkapla, 120 m/dak kesme hızında ve 0.11 mm/dev ilerleme miktarında sırasıyla 10,0062 mm ve 0,0029 mm ölçülmüştür. En yüksek delik çap değişimi ve delik dairesellik değişimi TiAlN kaplı matkapla, 200 m/dak kesme hızında ve 0.19 mm/dev ilerleme miktarında sırasıyla 10,0276 mm ve 0,0082 mm olmuştur. En düşük delik silindiriklik değişimi TiSiN matkapla, 120 m/dak kesme hızında ve 0,11 mm/dev ilerleme miktarında 0,007 mm ölçülürken, en yüksek delik silindiriklik değişimi TiAlN kaplı matkapta, 200 m/dak kesme hızında ve 0,19 mm/dev ilerleme miktarında 0,067 mm ölçülmüştür. S/N oranlarının doğrudan çıktı parametrelerinden daha doğru tahmin sonuçları verdiği belirlenmiştir. Taguchi yöntemi ile yapılan modellemelerde yüzey pürüzlülüğü için MAPE %0,9, kesme sıcaklığı için %0,7, delik çapı, dairesellik ve silindiriklik için ise sırasıyla %0,002, %0,98 ve %1,75 olarak hesaplanmıştır. YSA yöntemi ile elde edilen tahminlerde bu değerler yüzey pürüzlülüğü için %2, delik çapı için %0,005, dairesellik için %0,9 ve silindiriklik için %1,48 olarak bulunmuştur. ANBÇS yöntemi ise genel olarak en yüksek başarıyı göstermiş, örneğin delik çapı tahmini için MAPE %0,026, dairesellik için %2,76 ve silindiriklik için %1,7 olarak hesaplanmıştır. Ayrıca tüm yöntemlerde S/N oranı ile yapılan tahminlerin, doğrudan çıktı parametresiyle yapılan tahminlere kıyasla hata oranlarını %20 ile %93 arasında azalttığı görülmüştür.

Özet (Çeviri)

In this thesis study, the effects of cutting parameters and drill coating types on surface roughness, cutting temperature, hole diameter variation, hole roundness deviation, and hole cylindricity deviation during the drilling of Al 6082-T6 aluminum alloy were experimentally evaluated. Furthermore, the experimental results and the Signal-to-Noise (S/N) ratios derived from them were used to compare the prediction accuracy of Taguchi, Artificial Neural Networks (ANN), and Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (ANFIS) methods. Three different drill coatings (uncoated, TiAlN, and TiSiN), three cutting speeds (120, 160, and 200 m/min), and three feed rates (0.11, 0.15, and 0.19 mm/rev) were selected for the experiments. The experimental design was structured using the Taguchi L27 orthogonal array. Drilling operations were performed on a CNC vertical machining center. During the drilling process, the cutting temperature was measured using a Fluke Ti9 infrared camera. Hole diameter, roundness, and cylindricity deviations were measured using a Mitutoyo CMM device, while surface roughness was measured with a Time TR200 device. The experimental data were analyzed using Taguchi, ANN, and ANFIS modeling methods. The modeling performance for each output parameter was evaluated using Mean Absolute Percentage Error (MAPE), Mean Squared Error (MSE), Root Mean Square Error (RMSE), and R² criteria. According to the findings, the lowest surface roughness value was measured as 1.07 µm with the uncoated drill at a cutting speed of 200 m/min and a feed rate of 0.11 mm/rev. The highest surface roughness was measured as 2.42 µm with a TiSiN-coated drill at a cutting speed of 120 m/min and a feed rate of 0.19 mm/rev. It was observed that coated tools increased the formation of BUE/BUL in ductile materials, negatively affecting surface quality, whereas TiAlN coating yielded better results than TiSiN due to its lower coefficient of friction. The lowest cutting temperature, 27.9 °C, was measured using an uncoated drill at 120 m/min cutting speed and 0.11 mm/rev feed rate. The highest temperature, 48.2 °C, was recorded with a TiSiN-coated drill under 200 m/min cutting speed and 0.19 mm/rev feed rate. The lowest hole diameter variation and roundness deviation, 10.0062 mm and 0.0029 mm respectively, were achieved with an uncoated drill at 120 m/min and 0.11 mm/rev. In contrast, the highest values, 10.0276 mm and 0.0082 mm, were observed with a TiAlN-coated drill under 200 m/min and 0.19 mm/rev conditions. The minimum cylindricity deviation (0.007 mm) was measured with a TiSiN-coated drill at 120 m/min and 0.11 mm/rev, while the maximum (0.067 mm) was found with a TiAlN-coated drill at 200 m/min and 0.19 mm/rev. It was determined that S/N ratios provided more accurate prediction results compared to direct output parameters. In the Taguchi method, the MAPE values were calculated as 0.9% for surface roughness, 0.7% for cutting temperature, 0.002% for hole diameter variation, 0.98% for roundness deviation, and 1.75% for cylindricity deviation. With the ANN method, the MAPE values were found to be 2% for surface roughness, 0.005% for hole diameter, 0.9% for roundness, and 1.48% for cylindricity. The ANFIS method generally demonstrated the highest accuracy, with MAPE values of 0.026% for hole diameter, 2.76% for roundness, and 1.7% for cylindricity. Additionally, the use of S/N ratios in predictions reduced the error rates by 20% to 93% compared to direct output-based predictions across all modeling methods.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    483479

    6082-T6 alüminyum alaşımının MIG kaynağında mikroyapı ve mekanik özelliklerinin araştırılması

    Investigation of microstructure and mechanical properties in MIG welding of AA-6082-T6 alloy

    BEKİR BURAK GÜNDÜZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Makine MühendisliğiNiğde Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. KEMAL NURVEREN

  2. Tez No

    293706

    Eş kanallı açısal pres yöntemiyle üretilen Zr ve Sc ile modifiye edilmiş AA 6082 alüminyum alaşımının karakterizasyonu

    Characterization of ultrafine grained AA 6082 aluminum alloys modified with Zr and Sc and processed by equal channel angular pressing

    EMRAH FAHRİ ÖZDOĞRU

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2009

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EYÜP SABRİ KAYALI

  3. Tez No

    511185

    AA 6082-T6 alaşımında farklı aşındırıcıların katı partikül erozyonuna etkileri

    The effects of various abrasives on solid particle erosion in AA 6082-T6 alloy

    HAKAN SEZER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Havacılık MühendisliğiKocaeli Üniversitesi

    Havacılık Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. SİNAN FİDAN

  4. Tez No

    521907

    AA6082-T6 alüminyum alaşımının erozif aşınma davranışlarının incelenmesi

    The investigation of erosive wear behaviors of AA6082-T6 aluminum alloy

    AYGEN AHSEN ERDOĞAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Makine MühendisliğiKocaeli Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EROL FEYZULLAHOĞLU

  5. Tez No

    426010

    Sürtünme karıştırma nokta kaynağı ile birleştirilen AA6082-T6 alüminyum alaşımının mekanik özelliklerinin incelenmesi

    The investigation of mechanical properties of friction stir spot welded AA6082-T6 aluminium alloy

    OĞUZ TUNÇEL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Makine MühendisliğiUludağ Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. HAKAN AYDIN

Geri Dön