Determination of cutter path strategies and cutting parameters effects on surface roughness in pocket milling by Taguchi method

Plastik hacim kalıp imalatında sık karşılaşılan cep yüzey işleme uygulamalarında son işleme yüzey kalitesinin, ileri bitirme işlemlerinde kullanılan yöntemler ile elde edilen pürüzlülük değerlerine mümkün olduğunca yaklaştırılması arzulanır. Kesme hızı, ilerleme, talaş derinliği, kesici yanal adımı ile uygun takım yolu stratejisinin seçimi işleme zamanı ve yüzey durumunu belirleyen önemli değişkenlerdir. Bu değişkenlerin her birinin tek tek yüzey pürüzlülüğü üzerine etkileri bilinmekte ancak birbirleri ile kombinasyonu sonucunda hangi neticelerin ortaya çıkabileceği açık olarak tahmin edilememektedir. Yapılan bu deneysel çalışmada, cep yüzey işlemede farklı takım yolu hareketleri ile kesme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğüne etkileri incelenmiştir. Son talaş kaldırma işlemi için takım yolu stratejileri olarak, tek yönlü, zigzag ve spiral takım yolları kullanılmıştır. Kesme hızı, ilerleme, talaş derinliği ve kesici yanal adımı değerleri belirlenen dört farklı seviyede tanımlanmış ve Taguchi ortogonal dizi ile deney tasarımları gerçekleştirilmiştir. Deneyler, hacim kalıp çeliği olarak yaygın kullanılan IMPAX EN/DIN 1.2738 çeliği üzerinde, düz uçlu HSSE parmak frezeler ile yapılmıştır. Deneyler sonucunda elde edilen ortalama pürüzlülük değerleri ile ANOVA tabloları oluşturulmuş, her bir takım yolu için ilgili parametrelerin yüzey pürüzlülüğü üzerindeki etkileri belirlenmiştir. İlgili koşullar altında cep işleme için en ideal takım yolunun spiral takım yolu olduğu tespit edilmiştir.In pocket milling operations, which they are often encountered in plastic mould manufacture, narrowing the gap as far as possible between the surface roughness values obtained at finish milling and the surface roughness values met by further finishing operations is in demand. Selection of cutting speed, feed rate, depth of cut and step over values with appropriate cutter path strategies are all important variables which define cutting time and surface texture. The effects of every single variable on surface roughness are known, but results revealed in their combinations cannot be clearly estimated. In the experimental study conducted, surface roughness variations under different cutter path strategies and cutting parameters in pocket milling have been investigated. In finish milling one direction, back and forth and spiral cutter path strategies have been employed. Four different levels for cutting speed, feed rate, depth of cut and step over values have been determined and design of experiment has been conducted by Taguchi orthogonal array. The experiments are done on commonly used IMPAX EN/DIN 1.2738 mould material with four flutesHSSE end mills. ANOVA tables have been compiled with average surface roughness values obtained from the experiments. The effects of related parameters on surface roughness have been determined for each cutter paths. The ideal cutter path strategy under the conditions considered in pocket milling has been found out as spiral