Kuru, minimum miktarda yağlama ve nano-minimum miktarda yağlama sistemi ile talaş kaldırmada kesme parametrelerinin incelenmesi: 304 paslanmaz çelik malzeme ile uygulama

Abstract

Makine mühendisliği alanında önemli bir konu olan talaş kaldırma işlemleri, endüstriyel üretim süreçlerinde temel bir yer tutmaktadır. Bu anlamda, kesme parametrelerinin belirlenmesinin ve optimizasyonunun, işlemin verimliliği ve ürün kalitesi üzerinde doğrudan etkili olan kritik bir faktör olduğu kabul edilmektedir. Bilindiği üzere minimum miktarda yağlama, çevre dostu bir yaklaşım olup, yağlama miktarını en aza indirerek kaynakları verimli kullanmayı ve operatör sağlığını korumayı amaçlamaktadır. Bu sistemin talaş kaldırma işlemlerinde nasıl etkili olduğunu anlamak, sürdürülebilir üretim için önemli bir adım olma potansiyeli taşımaktadır. Bu çalışmada, 304 paslanmaz çelik malzeme kullanılarak kuru, minimum miktarda yağlama ve nano- minimum miktarda yağlama sistemleri ile talaş kaldırmada kesme parametreleri incelenmiştir. Bu süreçte diğer değişkenler sabit tutularak 3 farklı ilerleme hızı ve 3 farklı kesme hızı ile toplamda 27 adet deney yapılmıştır. Kesme derinliği tüm deneylerde sabit tutulmuştur. Elde edilen ilk bulgu olarak ilerleme hızı sabit tutularak kesme hızı arttırıldığında ve kesme hızı sabit tutularak ilerleme hızı arttırıldığında tüm parametrelerde artış gözlemlenmiştir. Bununla birlikte, tüm parametreler için kuru yapılan deneylere kıyasla minimum miktarda yağlama ile yapılan deneylerde iyileşme gözlemlenmiştir. Son olarak, minimum miktarda yağlama ile yapılan deneylere kıyasla nano minimum miktarda yağlama ile yapılan deneylerde iyileşme tespit edilmiştir. Kuru yapılan deneylerde minimum miktarda yağlama ile yapılan deneylere geçildiğinde yüzey pürüzlülüğü verilerinde %23, titreşim verilerinde %30 ve güç verilerinde %4 düzeyinde bir azalma gözlemlenmiştir. Ancak ses düzeyinde %4 artış ortaya çıkmıştır. Diğer yandan, minimum miktarda yağlama ile yapılan deneylerden nano minimum miktarda yağlama ile yapılan deneylere geçildiğinde ise yüzey pürüzlülüğü verilerinde %13, titreşim verilerinde %15, güç verilerinde %2 ve ses düzeyinde %2 düzeyinde bir azalma bulgulanmıştır. Çalışmanın bulguları tartışılarak gelecekte yapılacak araştırmalara önerilerde bulunulmuştur.Machining processes, an essential issue in mechanical engineering, have a fundamental place in industrial production processes. In this sense, it is accepted that the determination and optimization of cutting parameters are critical factors that directly affect the efficiency of the process and product quality. As it is known, minimum quantity lubrication is an environmentally friendly approach that aims to use resources efficiently and protect operator health by minimizing the quantity of lubrication. Understanding how this system is effective in machining operations has the potential to be an essential step toward sustainable production. This study examined cutting parameters in machining with dry, minimum quantity lubrication, and nano-minimum quantity lubrication systems using 304 stainless steel material. In this process, 27 experiments were conducted with three different feed rates and cutting speeds, keeping other variables constant. The depth of cut was kept constant in all experiments. As the first finding, an increase in all parameters was observed when the cutting speed was increased while keeping the feed rate constant and when the feed rate was increased while keeping the cutting speed constant. However, improvements were observed in experiments with minimal lubrication compared to dry experiments for all parameters. Finally, an improvement was detected in the experiments with nano-minimum quantity lubrication compared to those with minimum quantity lubrication. When the dry experiments were switched to experiments with minimum quantity lubrication, a decrease of 23% in surface roughness data, 30% in vibration data and 4% in power data was observed. However, there was a 4% increase in sound level. On the other hand, when switching from experiments with the minimum quantity lubrication to experiments with the nano-minimum quantity lubrication, a decrease of 13% in surface roughness data, 15% in vibration data, 2% in power data, and 2% in sound level was found. The study's findings were discussed, and suggestions were made for further research.