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

Bayburt Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Pub Date : 2023-12-22 DOI:10.55117/bufbd.1388187

Barış Özlü, Levent Uğur, Aytaç Yıldız

{"title":"Investigation of the Effect of Cutting Parameters on Surface Roughness in Turning of AISI 420 Steel Using Finite Element Analysis and Taguchi Experimental Design","authors":"Barış Özlü, Levent Uğur, Aytaç Yıldız","doi":"10.55117/bufbd.1388187","DOIUrl":null,"url":null,"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.","PeriodicalId":430699,"journal":{"name":"Bayburt Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi","volume":"53 6","pages":""},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2023-12-22","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Bayburt Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.55117/bufbd.1388187","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}

引用次数: 0

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.

查看原文本刊更多论文

利用有限元分析和田口试验设计研究车削 AISI 420 钢时切削参数对表面粗糙度的影响

AISI 420 马氏体不锈钢具有很强的耐腐蚀性，常用于机械、石油和石化工业、食品和食品生产设备、汽车工业、蒸汽轮机叶片和医疗器械。这种钢的车削加工是一项重要的工艺，尤其是在生产表面质量高的零件时。最终产品的表面质量是决定产品整体质量和加工过程效率的关键因素。因此，本研究采用有限元法和田口实验设计，研究了切削参数（切削速度、进给速度和切削深度）对车削 AISI 420 马氏体不锈钢的绝对表面粗糙度值 (Rz) 的影响。加工实验在有限元分析软件 ThirdWave AdvantEdge 中进行。研究的有限元分析结果表明，Rz 值随着切削速度的增加而减小，而 Rz 值随着进给率和切削深度的增加而增大。根据田口试验设计得出的统计分析结果，确定最佳切削参数为 0.1 mm/rev 进给率、230 m/min 切削速度和 0.9 mm 切削深度。此外，还确定影响 Rz 的最重要切削参数是进给量。

本文章由计算机程序翻译，如有差异，请以英文原文为准。

求助全文

约1分钟内获得全文求助全文

来源期刊

Bayburt Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi

自引率

0.00%

发文量