Design and evaluation of an embedded double jet nozzle for MQL delivery intending machinability improvement in turning operation

Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi

Baday

2019

ÖZTornalama işlemlerinde, istenmeyen yüksek değerlerdeki yüzey pürüzlülük ve titreşim değerlerini gidermek için iş parçaları tezgâha doğru bir şekilde bağlanması gerekmektedir. Bir iş parçası; uygun bir basınç ile ayna ve punta arasına bağlanmadığında, bu, onun eksenden kaçık salgılı bir şekilde dönmesine ve ölçü tamlığının bozulmasına yol açmaktadır. Bunun sonucunda, iş parçasında istenmeyen, yüksek değerlerde yüzey pürüzlülük ve titreşim değerleri meydana gelir. Bu çalışmanın amacı, Taguchi metodunu kullanarak AISI 304 paslanmaz çeliğinin tornalanmasında en düşük yüzey pürüzlülüğü ve titreşim değerlerini elde etmek için en uygun ayna ve punta basıncını tespit etmektir. İşleme deneylerinde, sabit kesme hızı, ilerleme ve kesme derinliğinde 5 farklı ayna ve punta basıncı kullanılmıştır. Deney tasarımı için Taguchi L25 (5^2) ortogonal dizilimi seçilmiştir. En küçük en iyidir yaklaşımına göre S/N (sinyal/gürültü) oranı kullanılarak yüzey pürüzlülüğü ve titreşim değerleri için en uygun ayna ve punta basıncı belirlenmiştir. S/N oranlarına göre optimum ve en düşük titreşim değerlerini veren ayna ve punta basıncı sırasıyla 18 bar ve 5 bar iken, optimum yüzey pürüzlülük değerlerini veren ayna ve punta basıncı değerleri ise sırasıyla 18 bar ve 11 bar olarak tespit edilmiştir. Fakat en düşük yüzey pürüzlülük değeri ise ayna basıncı 18 bar ve punta basıncı 5 barda elde edilmiştir. Taguchi deney tasarımındaki S/N oranı sonuçlarına göre, yüzey pürüzlülüğü ve titreşim üzerinde ayna basıncının punta basıncından daha etkili olduğu ortaya çıkmıştır. Sonuç olarak; ayna ve punta basıncı parametrelerinin optimizasyonu için Taguchi yöntemindeki faktör tasarımının; basit, sistematik ve verimli bir yöntem olduğu anlaşılmıştır. Anahtar Kelimeler-Ayna ve Punta Basıncı, Yüzey Pürüzlülüğü, Titreşim, Taguchi Metodu, Optimizasyon1 *Sorumlu yazar iletişim: huseyin.gurbuz@batman.edu.tr (https://orcid.org/0000-0003-1391-172X) Makine Mühendisliği Bölümü, Batman Üniversitesi, Mühendislik-Mim. Fakültesi, Türkiye 2 İletişim: sehmus.baday@batman.edu.tr (https://orcid.org/0000-0003-4208-8779) Makine ve İmalat Mühendisliği Bölümü, Batman Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Türkiye ABSTRACTIn turning operations, the workpieces must be correctly attached to the workbench to eliminate undesirable high values of surface roughness and vibration. When a workpiece is not attached with an appropriate pressure between chuck and tailstock, this will cause it to rotate eccentrically out-of-axis and deterioration of dimensional accuracy. As a result of this, undesirable high surface roughness values and vibrations in the workpiece occur. The aim of this study is to determine the optimum chuck and tailstock pressure using Taguchi method in order to obtain the lowest surface roughness and vibration values in turning of AISI 304 stainless steel. In the machining experiments, at constant cutting speed, feed and depth of cut, 5 different chuck and tailstock pressures, were used. For the experimental design, Taguchi L25 (5^2) orthogonal array was chosen. According to th...

Section: Igi̇ri̇şunclassified

CNC Torna Tezgâhlarında Ayna ve Punta Basıncının Yüzey Pürüzlülüğü ve Titreşim Üzerine Etkisinin Taguchi Metodu İle Optimizasyonu

Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi

Baday

2019

“…Günümüz endüstrisinde talaşlı imalat uygulamalarında önemli bir yer tutan tornalama operasyonlarında, işleme ve kesme parametrelerinin optimizasyonu, araştırmacıların odaklandığı başlıca konulardan birisidir. Bu nedenle Fc ve Ra sonuçlarının istatiksel analizi, modellenmesi ve optimizasyonu için Taguchi metodu ve YSA kullanılması çok sayıda araştırmaya konu olmuştur [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15][16][17][18][19][20].…”

Section: Gi̇ri̇ş (Introduction)unclassified

“…Yazarlar, bütün işleme şartlarında çift nozullu MQL tekniğinin, hem kuru kesmeden hem de tek nozullu MQL tekniğinden Fc, Ra ve kesme sıcaklığı açısından daha iyi sonuçlar verdiğini bulmuşlardır. Doğrulama testleri yaparak tahmin sonuçları ve deneysel sonuçlarının birbirleriyle tutarlı olduğunu ortaya koymuşlardır [3]. Kaladhar tarafından, kesici takım kaplama malzemesinin AISI 304 östenitik paslanmaz çeliğin işlenmesi sırasında oluşan Ra, talaş kaldırma oranı ve takım aşınması üzerinde etkisini Taguchi L16 ortoganal dizilimi kullanarak ortaya koymuştur.…”

Section: Gi̇ri̇ş (Introduction)unclassified

Analysis of Experimental Values Obtained at Different Cutting Parameters and MQL Flows with S/N Ratios and ANN

Gönülaçar

2021

Politeknik Dergisi

“…Therefore, many investigators have employed the Taguchi method for optimizing machinability parameters of various workpieces at different machining operations. 25–34 Kıvak applied regression analysis and Taguchi method in his study to assess the milling of GX120Mn14 steel with chemical vapor deposition and physical vapor deposition coated cutting tools. As a result, it is shown that feed rate is the most important parameter influencing Ra and Taguchi method is a highly achieved method in optimization of machining parameters to obtain minimum Ra.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…Authors revealed that the confirmation test was applicable to compare experimental results with predicted values by using the Taguchi optimization method. 28 Viswanathan et al. employed the Taguchi method in order to optimize machining parameters in the turning of Mg alloy with MQL and dry cutting.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Optimization and evaluation of dry and minimum quantity lubricating methods on machinability of AISI 4140 using Taguchi design and ANOVA

Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C:

Gönülaçar

2020

In this work, it is aimed to study the effects of dry machining and minimum quantity lubrication application on machinability in turning AISI 4140 steel by utilizing different cutting parameters. Also, this study contains effects and optimization of cutting conditions (dry and minimum quantity lubricating), feed rate, and cutting speed on surface roughness (Ra) and main cutting forces (Fc) determined by employing the Taguchi method. At the end of experiments, it was established that compared to dry machining operations, minimum quantity lubricating significantly reduced cutting tool wear, while Fc and Ra decreased in general. Analyses of variance, regression analysis, signal-to-noise ratio, and orthogonal array were employed to analyze the effects and contributions of independent variables on dependent variables. The optimum levels of the dependent variables for reducing Fc and Ra using signal-to-noise rates were established. According to signal-to-noise ratios, minimum quantity lubricating had a more important effect on Fc and Ra than dry machining. The optimal conditions for Fc and Ra were at 0.16 mm/rev feed rate, 125 m/min cutting speed at minimum quantity lubricating. Analysis of variance results demonstrated that the feed rate is the most influential independent variable on Fc (93.976 %) and Ra (89.352 %). Validation test results exhibited that the Taguchi method and regression analysis were highly achieved methods in the optimization of independent variables for dependent variables. Taguchi optimization technique and regression analysis obtained from Fc ([Formula: see text] = 0.972 and [Formula: see text] = 0.997) and Ra ([Formula: see text] = 0.985 and [Formula: see text] = 0.996) measurements match really well with the experimental data.