Acoustic Emission and Motor Current Optimization and Analysis in Turning

Abstract

Optimization of cutting parameters in turning is very important for increasing the surface quality, production efficiency and tool lifeof the workpiece. In industrial applications, it is important to make an optimization study for each material because a large number ofmaterials are used in the field of machining. However, the optimization of materials used in parts carrying critical loads in manydifferent sectors is essential. Therefore, in the scope of this study, optimum cutting parameters for turning 5140 steel were determined.The experiments were carried out under dry machining conditions and 2 different cutting speeds, depth of cut, feed rate and approachangle were investigated. The cutting parameters were evaluated with the data obtained from the acoustic emission and flow sensors,and Taguchi method was used as the optimization technique. In addition, the effect of cutting parameters on acoustic emission andcurrent has been investigated. According to the results, while cutting speed was the most influential parameter on engine current(70.8%) and acoustic emission (89.5%), statistical analysis results were found to be in a high confidence interval for both motorcurrent (92.5%) and acoustic emission (95.9%). According to the optimization results, the parameters that will minimize the motorcurrent and acoustic emission were determined as $v_1f_1d_1κ_1$ and $v_1f_1d_2κ_2$, respectively.

Özet

Tornalamada kesme parametrelerinin optimizasyonu, iş parçasının yüzey kalitesinin, üretim verimliliğinin ve takım ömrününartırılması için oldukça önemlidir. Endüstriyel uygulamalarda oldukça fazla sayıda malzemenin talaşlı imalat alanında kullanılmasısebebiyle bu malzemelerin verimli bir şekilde işlenebilmesi için kesme parametrelerinin optimizasyonu önemlidir. Ancak özellikbirbirinden farklı birçok sektörde kritik yük taşıyan parçalarda kullanılan malzemelerin optimizasyonu elzemdir. Bu nedenle, buçalışma kapsamında 5140 çeliğinin tornalanması için optimum kesme parametreleri belirlenmiştir. Deneyler kuru işleme koşullarındagerçekleştirilmiş olup 2 farklı kesme hızı, talaş derinliği, ilerleme hızı ve yaklaşma açısı incelenmiştir. Kesme parametreleri, akustikemisyon ve akım sensörlerinden alınan verilerle değerlendirilmiş olup optimizasyon tekniği olarak Taguchi yöntemi kullanılmıştır.Ayrıca kesme parametrelerinin akustik emisyon ve akım üzerindeki etkisi incelenmiştir. Sonuçlara göre kesme hızı motor akımı(70.8%) ve akustik emisyon (89.5%) üzerinde en etkili parametre olurken, istatistiksel analiz sonuçlarının hem motor akımı (92.5%)hem de akustik emisyon (95.9%) için yüksek güven aralığında olduğu görümüştür. Optimizasyon sonuçlarına göre motor akımı veakustik emisyonu minimum yapacak parametreler sırası ile $v_1f_1d_1κ_1$ ve $v_1f_1d_2κ_2$ olarak tespit edilmiştir.