Tool Flank Wear Analysis for MQL Assisted Milling of Strenx 1100Structural Steel

Strenx 1100 Yapısal Çeliğinin MMY Destekli Frezelenmesinde Serbest Yüzey Aşınması Analizi

Abstract

Strenx 1100 structural steel has unique material properties enables to utilize in important engineering applications such as marine andheavy vehicles. Due to the surface integrity of the parts produced by this material is of paramount importance, tool wear conditionneeds to be considered as well. As being applicable and easy to measure, tool flank wear (VB) is widely preferred in the field andreflects the remaining tool life. Minimum quantity lubrication (MQL) has been preferred most recently in machining operationsespecially for the hard-to-cut materials to improve the machinability characteristics. This paper contains experiments and furtheranalysis of tool flank wear during MQL assisted milling of the Strenx 1100 steel. Cutting speed, feed rate and depth of cut wereincluded in the experimental plan and Taguchi L9 design was adopted. Measured wear results were evaluated with 3d surface plots,analysis of variance (ANOVA) and optimization of parameters were carried out depend on signal to noise (S/N) ratio. Accordingly,cutting speed is the first parameter affecting tool flank wear about 53.2% and followed by feed rate about 35.77%. Parametricoptimization depend on S/N ratio shows that first order of theall cutting parameters need to be selected for minimum tool flank wearwhich is observed on 3d graphs that the increase in the amount of wear with higher parameter levels. This comprehensive analysis is aguide for the practical applications in the industry as providing the limitations during applying a wide range of cutting parameters.

Özet

Strenx 1100 yapısal çeliği, deniz araçları ve ağır araçlar gibi önemli mühendislik uygulamalarında kullanılmasına olanak sağlayanbenzersiz malzeme özelliklerine sahiptir. Bu malzemeden üretilen parçaların yüzey bütünlüğü büyük önem taşıdığından, takım aşınmadurumunun da dikkate alınması gerekir. Uygulanabilir ve kolay ölçülebildiği için, takım serbest yüzey aşınması (VB) bu alanda yaygınolarak tercih edilir ve kalan takım ömrünü yansıtır. İşlenebilirlik özelliklerini iyileştirmek adına özellikle kesilmesi zor malzemeleriçin son zamanlarda işleme operasyonlarında minimum miktarda yağlama (MQL) uygulanmaktadır. Bu çalışma Strenx 1100 çeliğininMMY destekli frezelemesi sırasında serbest yüzey aşınması analizini ve deneylerini içerir. Kesme hızı, ilerleme ve talaş derinliğideneysel plana dâhil edilmiş ve Taguchi L9 tasarımı benimsenmiştir. Ölçülen aşınma sonuçları 3 boyutlu yüzey grafikleri iledeğerlendirilmiş, varyans analizi (ANOVA) ve parametrelerin optimizasyonu sinyal / gürültü (S / N) oranına bağlı olarakgerçekleştirilmiştir. Buna göre, kesme hızı serbest yüzey aşınmasını yaklaşık% 53.2 oranında etkileyen ilk parametredir ve bunuyaklaşık % 35.77 ile ilerleme izlemektedir. S / N oranına bağlı parametrik optimizasyon, minimum serbest yüzey aşınması için kesmparametrelerinin birinci sırasının seçilmesi gerektiğini göstermektedir. Bu kapsamlı analiz, çok çeşitli kesme parametrelerininuygulanması sırasında sınırlamaları ortaya koyduğu için endüstrideki pratik uygulamalar için bir kılavuz niteliğindedir.