Experimental and Statistical Investigation of The Effects of Heat-Assisted Turning of AISI 4340 Steel on Dimensional Stability and Surface Roughness

Abstract

Bu çalışmada iş malzemesinin boyutsal kararlılık özelliklerini ve yüzey kalitesini iyileştirmek için ısı destekli işleme (IDİ) yöntemi kullanılmıştır. Çevrimiçi ölçümler yapılarak kesme için harcanan güç (Pc, kW) ve iş malzemesi sıcaklığı (Tmr, °C) belirlenmiştir. Çevrimdışı ölçümlerde iş parçası çapı ölçülerek çap ölçüsündeki sapma (ÇÖS, µm) değeri belirlenmiş ve yüzey pürüzlülüğü (Ra, µm) ölçülmüştür. IDİ yönteminde kesme için harcanan güç (Pc) değerinde maksimum %14,43 azalma sağlanmıştır. Aynı kesme şartlarında ÇÖS değeri konvansiyonel işlemede 80 µm olarak gerçekleşirken, IDİ yönteminde 50 µm’ a düşmektedir. Yüzey pürüzlülüğü (Ra, µm) konvansiyonel işlemede 2,66 µm olarak gerçekleşirken, IDİ yönteminde 2,42 µm’ a düşmektedir. İstatistiksel analiz sonuçlarına göre ÇÖS ve yüzey pürüzlülüğü üzerinde en etkili işlem parametresi ilerleme oranı (f) olmuştur. Ancak IDİ yönteminin her ikisi üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu görülmüştür. Ön ısıtma, kesme ile eş zamanlı yapılamadığı için üretilen ısı iş malzemesi hacminde genleşmeye neden olmaktadır. Bu durum TIG esaslı IDİ yöntemini kullanarak hassas boyutsal toleranslara sahip parçaların işlenmesini zorlaştırır.