Experimental investigation of the effects of cutting parameters on geometric tolerances in machining

Abstract

İmalat sanayinde büyük öneme sahip olan talaşlı imalat prosesinde istenilen, hassas tolerans aralığında ve düşük yüzey pürüzlülük değerlerinde parça imal edebilmek en önemli amaç olarak görülmektedir. Yüzey kalitesi ve ölçü tamlığı, temas ve etkileşim halinde çalışan makine parçalarının dayanımını ve performansını önemli derecede etkilemektedir. Bu çalışmalar esnasında CNC tornalama işlemi ile üretilen ve özellikle imalat sektöründe genişçe kullanım alanına sahip olan SAE 1040 malzemelerin geometrik tolerans değerlerinden silindiriklik, dairesellik ve doğrusallık değerleri analiz edilmiştir. Prosese etkisi yüksek olan bu bağımlı değişkenler üzerine etki eden, tornalama işlemlerinde büyük öneme sahip olan kesme parametre değişkenlerinin etkisi incelenmiştir. Deneyler DOOSAN Lynx 2100 CNC torna tezgâhında Q8 Brunel XF 450 soğutma sıvısı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Takım tutucu olarak WIDIA DWLNR-2525M08 ve kesici uç olarak WNMG0804086P TN20P tercih edilmiştir. İşlemler üç farklı talaş derinliğinde (1 mm, 1.5 mm, 2 mm), üç farklı kesme hızında (150 m/dak, 200 m/dak, 275 m/dak) ve üç farklı ilerlemede (0.15 mm/dev, 0.2 mm/dev, 0.24 mm/dev) gerçekleştirilmiştir. Deneyler sonrası elde edilen numune parçalarının silindiriklik, dairesellik ve düzlemsellik değerleri DEA GLOBAL CMM 3D ölçüm cihazında ölçülmüştür. Elde edilen verilerin değerlendirilmesi için, istatistiksel yöntem olan Taguchi metodu kullanılmıştır. Bu metot ile deneylere harcanacak zaman ve maliyetten tasarruf sağlanmış, deney sonuçlarından elde edilen veriler yorumlanmıştır. Ek olarak bağımlı ve bağımsız değişkenler arasındaki en etkili olan parametreleri belirlemek için varyans analizi (ANOVA) kullanılmıştır.In the machining process, which is of great importance in the manufacturing industry, the most crucial aim is to be able to manufacture parts in the desired sensitive tolerance range and low surface roughness values. Surface quality and dimensional accuracy significantly affect the strength and performance of machine parts operating in contact and interaction. During these studies, of the geometric tolerance values, cylindricality, circularity and linearity values of SAE 1040 materials, which are produced by the CNC turning process and are widely used primarily in the manufacturing sector, were analysed. The effect of cutting parameter variables, which have a high impact on the process and have great importance in turning operations, were investigated. The experiments were carried out on a DOOSAN Lynx 2100 CNC Lathe by using Q8 Brunel XF 450 coolant. WIDIA DWLNR-2525M08 as a tool holder and WNMG0804086P TN20P as a cutting insert were used. The operations were performed at three different depths of cut (1 mm, 1.5 mm, 2 mm), three different cutting speeds (150 m/min, 200 m/min, 275 m/min), and three different feeds (150 m/rev), 200 m/rev, 240 m/rev). The cylindricality, circularity and linearity values of the sample parts obtained after the experiments were measured in the DEA GLOBAL CMM 3D measuring device. The Taguchi method, which is a statistical method, was used to evaluate the obtained data. With respect to the Taguchi method, time and cost savings were efficiently used, and the data obtained from the experiment were interpreted. In addition, analysis of variance (ANOVA) was used to determine the most influential parameters between dependent and independent variables