Investigation of the Effect of Cutting Parameters on Surface Roughness in Turning of AISI 420 Steel Using Finite Element Analysis and Taguchi Experimental Design

Abstract

AISI 420 martensitik paslanmaz çelik, yüksek korozyon direnci nedeniyle makine, petrol ve petro kimya endüstrilerinde, gıda ve gıda üretim tesislerinde, otomotiv sanayinde, buhar türbin kanatlarında ve tıbbi aletlerin üretiminde sıklıkla kullanılmaktadır. Bu çelik türünün tornalanması, özellikle yüksek yüzey kalitesine sahip parçaların üretiminde önemli bir prosestir. Son ürünün yüzey kalitesi, ürünün genel kalitesini ve işleme sürecinin verimliliğini belirleyen kritik bir faktördür. Bu nedenle bu çalışmada sonlu elemanlar yöntemi ve Taguchi deney tasarımı kullanılarak AISI 420 martensitik paslanmaz çeliğin tornalanmasında kesme parametrelerinin (kesme hızı, ilerleme miktarı ve kesme derinliği) mutlak yüzey pürüzlülük değerine (Rz) etkileri araştırılmıştır. İşleme deneyleri sonlu elemanlar analizi yazılımı olan ThirdWave AdvantEdge programında yapılmıştır. Çalışmanın sonlu elemanlar analizi sonucunda kesme hızının artırılması ile Rz değerinin azaldığı, ilerleme miktarının ve kesme derinliğinin artırılması ile Rz değerlerinin arttığı tespit edilmiştir. Yapılan Taguchi deney tasarımı sonucu elde edilen istatiksel analizler sonucu optimum kesme parametreleri 0.1 mm/rev ilerleme miktarı, 230 m/min kesme hızı ve 0.9 mm kesme derinliği olarak belirlenmiştir. Ayrıca, Rz’ye etki eden en önemli kesme parametresinin ilerleme miktarı olduğu tespit edilmiştir.