Yıl: 2021 Cilt: 7 Sayı: 2 Sayfa Aralığı: 99 - 110 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.30855/gmbd.2021.02.03 İndeks Tarihi: 29-07-2022

Sertleştirilmiş AISI H13 Takım Çeliğinin Delme Performansını İyileştirmek İçin Elektro Erozyon İşleme Parametrelerinin Taguchi Yöntemi Kullanılarak Modellenmesi ve Optimizasyonu

Öz:
AISI H13 sıcak iş takım çeliği, sahip olduğu mekanik ve termal özellikleri nedeniyle endüstriyel kalıpçılık uygulamalarında sıklıkla kullanılan bir malzemedir. Elektro Erozyonla İşleme yöntemi (EEİ) ise özellikle karmaşık geometriye sahip ve ölçüsel hassasiyeti yüksek parçaların işlenmesinde tercih edilen bir yöntemdir. Bu çalışmada; sertleştirilmiş AISI H13 sıcak iş takım çeliğinin farklı işleme parametreleri (akım şiddeti, vurum süresi, elektrot tipi) kullanılarak elektro erozyon işleme yöntemi ile delinmesinde, işleme parametrelerinin delik çapı ve kalitesi üzerindeki etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Deneysel tasarım Taguchi yöntemi ile oluşturulmuş, deneysel parametreleri L27 ortoghonal dizin kullanılarak belirlenmiştir. Deneysel tasarımda, işleme parametreleri olarak üç farklı elektrot tipi (bakır, grafit, Tuncop), üç farklı vurum süresi (200, 300, 400 µs), üç farklı akım şiddeti (4, 8, 12 A), 0,5 mm talaş derinliği ve 50 µs bekleme süresi kullanılmıştır. Deneysel sonuçlar, varyans analizi (ANOVA) ve sinyal / gürültü (S/N) oranı kullanılarak değerlendirilmiştir. Yapılan çalışmanın sonucunda, işleme parametrelerinin delik çapının ölçüsel doğruluğu üzerinde etkili olduğu belirlenmiştir. Sinyal/Gürültü oranları incelendiğinde, elektrot çapına en yakın delik çapını elde etmek için gerekli işleme parametrelerinin A3B1C1 (Bakır−200 µs−4 A) olduğu belirlenmiştir. Anova analizi sonuçları değerlendirildiğinde, delik çapının ölçüsel doğruluğu üzerinde en etkili işleme parametresinin elektrot malzemesi olduğu, en az etki eden işleme parametresinin ise vurum süresi olarak oluştuğu tespit edilmiştir.
Anahtar Kelime: Anova Taguchi Elektro Erozyon İşleme Ölçü Tamlığı

Modelling and Optimization of Electrical Discharge Machining Parameters Using the Taguchi Method to Improve the Drilling Performance of Hardened AISI H13 Tool Steel

Öz:
AISI H13 hot work tool steel is a material that is frequently used in industrial molding applications due to its mechanical and thermal properties. Electric Discharge Machining (EDM) is a preferred method especially for the machining of parts with complex geometry and high dimensional precision. In this study; the effects of machining parameters on hole diameter and surface quality were investigated experimentally when drilling hardened AISI H13 hot work tool steel using different machining parameters (current, pulse on- time, electrode material) by electric discharge machining method. The experimental design was developed with the Taguchi method, experimental parameters were determined using the L27 orthogonal array. In the experimental design; three different electrode material (Copper, Graphite, Tuncop), three different pulse-on times (200, 300, 400 µs), three different currents (4, 8, 12 A), 0.5 mm depth of cut and 50 µs pulse of time was used as machining parameters. Experimental results were evaluated by using analysis of variance (ANOVA) and signal/noise (S/N) ratio. As a result of the study, it was determined that the machining parameters have an effect on the dimensional accuracy of the hole diameter. Processing parameters that the required to obtain the hole diameter closest to the electrode diameter was determined as A3B1C1 (Copper - 200 µs - 4 A) using Signal/Noise ratios. When the ANOVA results were evaluated, it was determined that the most effective machining parameter on the dimensional accuracy of the hole diameter as the electrode material, and the least effective machining parameter was the pulse-on time.
Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
  • [1] Y. Karaca, “Investigation of Vc Coatability Of 1.2344 Hot Work Tool Steel With Box Cementation Method,” Nevsehir Journal of Science and Technology, pp. 106-110, 2020. doi: https://dx.doi.org/10.17100/nevbiltek.734281
  • [2] S. Koca, “Investigation Of The Relationship Between Tool Wear And Resıdual Stress That Happens During The High Feed Machining Of The 55 HRC Hardened Tool Steel DIN 1.2344 ESR,” Uludağ University, Graduate School of Natural and Applied Sciences, Department of Mechanical Engineering Uludağ Üniversitesi, Turkey, 2013.
  • [3] M. Özer, “The Effect of Deep Cryogenic Processing and Tempering Heat Treatment of AISI H13 Tool Steel on Microstructure, Hardness and Impact Energy,” Gazi University Journal of Science Part C: Design and Technology, vol. 7, no. 3, pp. 688-699,2020. doi: https://dx.doi.org/10.29109/gujsc.603355
  • [4] Narcis Pellicer, Joaquim Ciurana & Jordi Delgado “Tool Electrode Geometry And Process Parameters Influence on Different Feature Geometry and Surface Quality in Electrical Discharge Machining of AISI H13 Steel,” Journal of Intelligent Manufacturing, vol. 22, pp. 575–584, 2011. doi: https://dx.doi.org/10.1007/s10845-009-0320-8
  • [5] M. Zeyveli and H. Demir, “Experimental Study Of Surface Roughness For Machining Of AISI H13 Hot Work Tool Steel,” Erciyes University Institute of Science and Technology Journal of Science, vol. 25, no. 1, pp. 251-261, Feb. 2009.
  • [6] A.G. Jaharah, C. G. Liang, S.Z. Wahid, M. N. Ab Rahman and C.H. Che Hassan, “Performance Of Copper Electrode In Electrical Discharge Machining (EDM) Of AISI H13 Harden Steel,” International Journal of Mechanical and Materials Engineering (IJMME), vol. 3, no. 1, pp. 25-29, 2008.
  • [7] P. Kuppan and S. Narayanan, “Effect of EDM Parameters on Hole Quality Characteristics in Deep Hole Drilling of Inconel 718 superalloy,” Int. J. Manufacturing Research, vol. 10, no. 1, 2015. doi: 10.1504/IJMR.2015.067617
  • [8] A. Hasçalık and U. Çaydaş, “The Effects Of Cutting Parameters On The Microstructure And Surface Roughness In The WEDM," Fırat Üniversty Research of Eastern Anatolia Region, vol. 1, no. 3, pp.118-121, 2003.
  • [9] C. Özek and C. Özel, “An Investigation On Cutting Behaviour Of AISI8620 Gear Steel By Wedm Machine," Dokuz Eylul University Faculty of Engineering Journal of Science and Engineering, vol. 5, no. 2, pp. 47-52, 2003.
  • [10] A. Pramanik, K. A. Basak, N. M. Islami and G. Littlefair, “Electrical Discharge Machining of 6061 Aluminium Alloy,” Trans. Nonferrous Met. Soc. China vol. 25, pp. 2866−2874, 2015.
  • [11] H. K. Dave, V. J. Mathai, K. P. Desai and H. K. Raval, “Studies on Quality of Microholes Generated on Al 1100 using Micro-ElectroDischarge Machining Process,” Int J Adv Manuf Technol, no.76, pp.127–140, 2015. doi: https://dx.doi.org/10.1007/s00170-013-5542-4
  • [12] A. Kumar, V. Kumar, and J. Kumar, “Investigation of Microstructure and Element Migration For Rough Cut Surface of Pure Titanium After WEDM,”International Journal of Microstructure and Materials Properties (IJMMP), vol. 8, no. 4-5, pp. 343-356, 2013. doi:https://dx.doi.org/10.1504/IJMMP.2013.057071
  • [13] H. Serencam and M. Uçurum, “Performance Evaluation Of Adsorption Properties For Ni(Ii) Removal With Flying Ash Using Taguchi Experimental Design,” Niğde Ömer Halis Demir University Journal of Engineering Sciences, vol. 8, no.1, pp. 336-344, 2019. https://doi.org/10.28948/ ngumuh.517135
  • [14] B. Özlü, M. Akgün and H. Demir, “Analysis and Optimization of Effects on Surface Roughness of Cutting Parameters on Turning of AA6061 Alloy,” Gazi Journal of Engineering Sciences (GJES), vol. 5, no. 2, pp. 151-158, 2019.
  • [15] E. Kavcı “Investigations of Adsorption of Direct Red BWS Textile Dye Using Taguchi L9 Orthogonal Experimental Design,” Niğde Ömer Halis Demir University Journal of Engineering Sciences, vol. 10, no. 1, pp. 358-363, 2021. doi: https://dx.doi.org/10.28948/ngumuh.669972
  • [16] F. Kara, M. Karabatak, M. Ayyıldız and E. Nas, “Effect Of Machinability, Microstructure And Hardness Of Deep Cryogenic Treatment in Hard Turning Of AISI D2 Steel With Ceramic Cutting,” Journal of Materials Research and Technology, vol. 9, no. 1, pp. 969-983, 2020. doi: https://dx.doi.org/10.1016/j.jmrt.2019.11.037
  • [17] O. Özbek and N. A. Özbek, “Application Of Taguchi Method in The Optimization Of Cutting Parameters For Surface Roughness in Turning Of Hardened AISI 4140 Steel,” Journal of Advanced Technology Sciences, vol. 5, no. 3, pp. 41-48, 2016.
  • [18] M. H. Cetin et al., “Evaluation of Vegetable Based Cutting Fluids With Extreme Pressure And Cutting Parameters in Turning of AISI 304L by Taguchi Method”, Journal of Cleaner Production, vol. 19, no. 17, pp. 2049-2056, 2011. doi: https:// dx.doi.org/10.1016/j.jclepro.2011.07.013
  • [19] E. Nas and H. Gökkaya, “Experimental and Statistical Study On Machinability Of The Composite Materials With Metal Matrix Al/ B4C/Graphite,” Metallurgical and Materials Transactions A, vol. 48, pp.5059-5067, 2017.
  • [20] B. Özlü, M. Akgün and H. Demir, "Analysis and Optimization of Effects on Surface Roughness of Cutting Parameters on Turning of AA6061 Alloy." Gazi Journal of Engineering Sciences (GJES) vol. 5, no. 2, pp. 151-158, 2019.
  • [21] M. Yavuz, H. Gokce and U. Şeker, “Investigation of the Effect of Drill Geometry on Tool Wear and Chip Formation,” Gazi Journal of Engineering Sciences (GJES), vol. 3, no. 1, pp. 11-19, 2017.
APA nas e, YILDIRIM GÜLTEKİN S, Zurnacı E (2021). Sertleştirilmiş AISI H13 Takım Çeliğinin Delme Performansını İyileştirmek İçin Elektro Erozyon İşleme Parametrelerinin Taguchi Yöntemi Kullanılarak Modellenmesi ve Optimizasyonu. , 99 - 110. 10.30855/gmbd.2021.02.03
Chicago nas engin,YILDIRIM GÜLTEKİN SIDIKA,Zurnacı Erman Sertleştirilmiş AISI H13 Takım Çeliğinin Delme Performansını İyileştirmek İçin Elektro Erozyon İşleme Parametrelerinin Taguchi Yöntemi Kullanılarak Modellenmesi ve Optimizasyonu. (2021): 99 - 110. 10.30855/gmbd.2021.02.03
MLA nas engin,YILDIRIM GÜLTEKİN SIDIKA,Zurnacı Erman Sertleştirilmiş AISI H13 Takım Çeliğinin Delme Performansını İyileştirmek İçin Elektro Erozyon İşleme Parametrelerinin Taguchi Yöntemi Kullanılarak Modellenmesi ve Optimizasyonu. , 2021, ss.99 - 110. 10.30855/gmbd.2021.02.03
AMA nas e,YILDIRIM GÜLTEKİN S,Zurnacı E Sertleştirilmiş AISI H13 Takım Çeliğinin Delme Performansını İyileştirmek İçin Elektro Erozyon İşleme Parametrelerinin Taguchi Yöntemi Kullanılarak Modellenmesi ve Optimizasyonu. . 2021; 99 - 110. 10.30855/gmbd.2021.02.03
Vancouver nas e,YILDIRIM GÜLTEKİN S,Zurnacı E Sertleştirilmiş AISI H13 Takım Çeliğinin Delme Performansını İyileştirmek İçin Elektro Erozyon İşleme Parametrelerinin Taguchi Yöntemi Kullanılarak Modellenmesi ve Optimizasyonu. . 2021; 99 - 110. 10.30855/gmbd.2021.02.03
IEEE nas e,YILDIRIM GÜLTEKİN S,Zurnacı E "Sertleştirilmiş AISI H13 Takım Çeliğinin Delme Performansını İyileştirmek İçin Elektro Erozyon İşleme Parametrelerinin Taguchi Yöntemi Kullanılarak Modellenmesi ve Optimizasyonu." , ss.99 - 110, 2021. 10.30855/gmbd.2021.02.03
ISNAD nas, engin vd. "Sertleştirilmiş AISI H13 Takım Çeliğinin Delme Performansını İyileştirmek İçin Elektro Erozyon İşleme Parametrelerinin Taguchi Yöntemi Kullanılarak Modellenmesi ve Optimizasyonu". (2021), 99-110. https://doi.org/10.30855/gmbd.2021.02.03
APA nas e, YILDIRIM GÜLTEKİN S, Zurnacı E (2021). Sertleştirilmiş AISI H13 Takım Çeliğinin Delme Performansını İyileştirmek İçin Elektro Erozyon İşleme Parametrelerinin Taguchi Yöntemi Kullanılarak Modellenmesi ve Optimizasyonu. Gazi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 7(2), 99 - 110. 10.30855/gmbd.2021.02.03
Chicago nas engin,YILDIRIM GÜLTEKİN SIDIKA,Zurnacı Erman Sertleştirilmiş AISI H13 Takım Çeliğinin Delme Performansını İyileştirmek İçin Elektro Erozyon İşleme Parametrelerinin Taguchi Yöntemi Kullanılarak Modellenmesi ve Optimizasyonu. Gazi Mühendislik Bilimleri Dergisi 7, no.2 (2021): 99 - 110. 10.30855/gmbd.2021.02.03
MLA nas engin,YILDIRIM GÜLTEKİN SIDIKA,Zurnacı Erman Sertleştirilmiş AISI H13 Takım Çeliğinin Delme Performansını İyileştirmek İçin Elektro Erozyon İşleme Parametrelerinin Taguchi Yöntemi Kullanılarak Modellenmesi ve Optimizasyonu. Gazi Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol.7, no.2, 2021, ss.99 - 110. 10.30855/gmbd.2021.02.03
AMA nas e,YILDIRIM GÜLTEKİN S,Zurnacı E Sertleştirilmiş AISI H13 Takım Çeliğinin Delme Performansını İyileştirmek İçin Elektro Erozyon İşleme Parametrelerinin Taguchi Yöntemi Kullanılarak Modellenmesi ve Optimizasyonu. Gazi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2021; 7(2): 99 - 110. 10.30855/gmbd.2021.02.03
Vancouver nas e,YILDIRIM GÜLTEKİN S,Zurnacı E Sertleştirilmiş AISI H13 Takım Çeliğinin Delme Performansını İyileştirmek İçin Elektro Erozyon İşleme Parametrelerinin Taguchi Yöntemi Kullanılarak Modellenmesi ve Optimizasyonu. Gazi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2021; 7(2): 99 - 110. 10.30855/gmbd.2021.02.03
IEEE nas e,YILDIRIM GÜLTEKİN S,Zurnacı E "Sertleştirilmiş AISI H13 Takım Çeliğinin Delme Performansını İyileştirmek İçin Elektro Erozyon İşleme Parametrelerinin Taguchi Yöntemi Kullanılarak Modellenmesi ve Optimizasyonu." Gazi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 7, ss.99 - 110, 2021. 10.30855/gmbd.2021.02.03
ISNAD nas, engin vd. "Sertleştirilmiş AISI H13 Takım Çeliğinin Delme Performansını İyileştirmek İçin Elektro Erozyon İşleme Parametrelerinin Taguchi Yöntemi Kullanılarak Modellenmesi ve Optimizasyonu". Gazi Mühendislik Bilimleri Dergisi 7/2 (2021), 99-110. https://doi.org/10.30855/gmbd.2021.02.03