Deney tasarımı yöntemi ile matkap uçlarında performans optimizasyonu

ÜRGEN, Mustafa Kamil; SAVAŞKAN, Metin; TAPTIK, Yılmaz

Deney tasarımı yöntemi ile matkap uçlarında performans optimizasyonu

Metin SAVAŞKAN, (İstanbul Teknik Üniversitesi, Kimya Metalurji Fakültesi, İstanbul, Türkiye)

Yılmaz TAPTIK, (İstanbul Teknik Üniversitesi, Kimya Metalurji Fakültesi, İstanbul, Türkiye)

Mustafa Kamil ÜRGEN (İstanbul Teknik Üniversitesi, Kimya Metalurji Fakültesi, İstanbul, Türkiye)

İTÜ Dergisi Seri D: Mühendislik

15 2

Yıl: 2004 Cilt: 3 Sayı: 6 Sayfa Aralığı: 117 - 128 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 29-07-2022

Deney tasarımı yöntemi ile matkap uçlarında performans optimizasyonu

Öz:

Deney tasarımı teknikleri mühendislik çalışmalarına önemli avantajlar getirmektedirler. Çalışmada bu yaklaşımın detayları, ince sert seramik kaplı (TiAlN ve TiN) matkap uçlarının performans optimizasyonu örneği ele alınarak incelenmiştir. Hedeflenen optimum noktaya ulaşabilmek için endüstriyel ortamda en önemli faktörler olan kaplama türü, kesme hızı ve ilerleme hızının etkileri Taguchi Deney Tasarımı tekniği yardımı ile incelenmiştir. Deney sonuçlarının değerlendirilmesinde varyans analizi ve sinyal/gürültü oranı kullanılmış, deneyler ise Taguchi $L_9$ dik düzenine göre yapılarak, Tam Faktöriyel Deney Tasarımında gereken deney sayısının sadece üçte biri ile (27yerine 9 deney) hedeflenen sonuçların elde edilmesi mümkün olmuştur.

Anahtar Kelime:

Performance optimization of drill bits using design of experiments

Öz:

In this paper advantages of design of experiment techniques in engineering applications were investigated by the example of the performance optimization problem of hard ceramic coatings on HSS drills. TiN and TiAlN coatings on HSS tools have shown significant improvements on tool life. To achieve the limits of the improvements, optimization of processing parameters is as important as the selection of proper coating type. Cutting speed and feeding rate have been chosen as the most important process parameter, which can be easily adjusted under industrial conditions. The work focused on the main effects of coating type, cutting speed and feeding rate on the overall performance by using design of experiment techniques. The statistical methods of signal-to-noise ratio and analysis of variance are applied for the analysis of the results and for the determination of the effects of each parameter on the drilling process. Design of the experiments is based on Taguchi $L_9$ orthogonal array, which provides a decrease of the necessary number of experiments to 1/3 of a conventional full factorial design. As a result, the analyses show that an optimum cutting force is provided in case of TiAlN coatings, when cutting speed is 25 m/min and feeding rate is 164 mm/min. The efficiency of the optimization by Taguchi technique under industrial conditions has been proved by the decrease of the number of necessary experiments from 27 to 9.

Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

Davim J. P., (2001). A note on the determination of I optimal jcutting conditions for surface finish obtained in turning using design of experiments, Journal of Materials Processing Technology, 116, 305-308.
Di Mascio, R., Barton, G. W., (2001). The economic assessment of process control quality using a Taguchi-based method, Journal of Process Control, 11, 81-88.
Dowey, S. J., Raehle, B., Matthews, A., (1998). Performance Analysis of Coated Tools in Real-life Industrial Experiments Using Statistical Techniques, Surface & Coatings Technology, 99, 213-221.
Dröse, J., (1987). Titannitrid-beschichtete HSS-Spiralbohrer Leistungfahigkeit und Verschleissmechanismen, Doktora Tezi, RWTH Aachen, 1-26.
Hoff, M., (1986). Analyse und Optimierung des Bohrprozesses, Doktora Tezi, RWTH Aachen, 1-3.
Kalidas S., DeVor, R. E., Kapoor, S. G., (2001). Experimental investigation of the effect of drill coatings on hole quality under dry and wet drilling conditions, Surface and Coatings Technology, 148, 117-128.
Keleş 0., (1996). Matkap Uçlarının Ark PVD ile TİN Kaplanmasında Proses Parametrelerinin Taguchi Metodları ile Optimizasyonu, İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, İstanbul, 186-229.
Lim, C. Y. H., Lim, S. C, Lee, K. S., (1999). The performance of TiN-coated high speed steel tool inserts in turning, Tribology international, 32, 393-398.
Montgomery, D. C, (2001). Design and analysis of experiments, 5th Edition, John Wiley, Wiley & Sons, New York, 1-19.
Ross, P. J., (1989). Taguchi techniques for quality engineering, loss function, orthogonal experiments, parameter and tolerance design, McGraw-Hill International Book Company, ISBN 0-07-053866-2, 1-66,167-202.
Scheffler, E., (1997). Statistische Versuchsplanung und -auswertung, Eine Einführung in die Praxis der statistischen Versuchsplanung, Deutscher Verlag fur Grundstoffindustrie Stuttgart, ISBN 3-342-00366-9, 1-50.
Smith, I. J., Gillibrand, D., Brooks, J. S., Miinz, W.-D., Harvey, S., Goodwin, R., (1997). Dry cutting performance of HSS twist drills coated with improves TiAIN, Surface and Coatings Technology, 90, 164-171.
Subramanian, C., Stafford, K. N., Wilks, T. P., Ward, I. P, Mephee, M. A., (1993), Performance evaluation of TiN-coated twist drills using force measurement and microscopy, Surface and Coatings Technology, 62, 641-648
Taguchi, G., (1990). Introduction to quality engineering, Asian Productivity Organisation, Japan, ISBN 92-833-1083-7, 97-132.
Taptık, Y., (1996). Qualitaet und Qualitaetssicherung Ark-PVD-TiN Beschichteter Werkzeuge, Teil 1: Feststellung der Kundenanforderungen und Beschreibung der Qualitat, Metali, 50 6/96,424-432.
Taptık, Y., (1996). Qualitaet und Qualitaetssicherung Ark-PVD-TiN Beschichteter Werkzeuge, Teil 2: Erzeugung TiN beschichteter Bohrwerkzeuge mit angeforderter Qualitat, Metali, 50 11/96, 727-735.
Tsao, C.-C, (2002). Prediction of flank wear of different coated drills for JIS SUS 304 stainless steel using neural network, Journal of Material Processing Technology, 5618, 1-7.
Yang W. H., Tarng Y. S., (1998). Design optimization of cutting parameters for turning operations based on the Taguchi method, Jounal of Materials Processing Technology, 84, 122-129.

APA	SAVAŞKAN M, TAPTIK Y, ÜRGEN M (2004). Deney tasarımı yöntemi ile matkap uçlarında performans optimizasyonu. , 117 - 128.
Chicago	SAVAŞKAN Metin,TAPTIK Yılmaz,ÜRGEN Mustafa Kamil Deney tasarımı yöntemi ile matkap uçlarında performans optimizasyonu. (2004): 117 - 128.
MLA	SAVAŞKAN Metin,TAPTIK Yılmaz,ÜRGEN Mustafa Kamil Deney tasarımı yöntemi ile matkap uçlarında performans optimizasyonu. , 2004, ss.117 - 128.
AMA	SAVAŞKAN M,TAPTIK Y,ÜRGEN M Deney tasarımı yöntemi ile matkap uçlarında performans optimizasyonu. . 2004; 117 - 128.
Vancouver	SAVAŞKAN M,TAPTIK Y,ÜRGEN M Deney tasarımı yöntemi ile matkap uçlarında performans optimizasyonu. . 2004; 117 - 128.
IEEE	SAVAŞKAN M,TAPTIK Y,ÜRGEN M "Deney tasarımı yöntemi ile matkap uçlarında performans optimizasyonu." , ss.117 - 128, 2004.
ISNAD	SAVAŞKAN, Metin vd. "Deney tasarımı yöntemi ile matkap uçlarında performans optimizasyonu". (2004), 117-128.

APA	SAVAŞKAN M, TAPTIK Y, ÜRGEN M (2004). Deney tasarımı yöntemi ile matkap uçlarında performans optimizasyonu. İTÜ Dergisi Seri D: Mühendislik, 3(6), 117 - 128.
Chicago	SAVAŞKAN Metin,TAPTIK Yılmaz,ÜRGEN Mustafa Kamil Deney tasarımı yöntemi ile matkap uçlarında performans optimizasyonu. İTÜ Dergisi Seri D: Mühendislik 3, no.6 (2004): 117 - 128.
MLA	SAVAŞKAN Metin,TAPTIK Yılmaz,ÜRGEN Mustafa Kamil Deney tasarımı yöntemi ile matkap uçlarında performans optimizasyonu. İTÜ Dergisi Seri D: Mühendislik, vol.3, no.6, 2004, ss.117 - 128.
AMA	SAVAŞKAN M,TAPTIK Y,ÜRGEN M Deney tasarımı yöntemi ile matkap uçlarında performans optimizasyonu. İTÜ Dergisi Seri D: Mühendislik. 2004; 3(6): 117 - 128.
Vancouver	SAVAŞKAN M,TAPTIK Y,ÜRGEN M Deney tasarımı yöntemi ile matkap uçlarında performans optimizasyonu. İTÜ Dergisi Seri D: Mühendislik. 2004; 3(6): 117 - 128.
IEEE	SAVAŞKAN M,TAPTIK Y,ÜRGEN M "Deney tasarımı yöntemi ile matkap uçlarında performans optimizasyonu." İTÜ Dergisi Seri D: Mühendislik, 3, ss.117 - 128, 2004.
ISNAD	SAVAŞKAN, Metin vd. "Deney tasarımı yöntemi ile matkap uçlarında performans optimizasyonu". İTÜ Dergisi Seri D: Mühendislik 3/6 (2004), 117-128.