Optimization of the effect of cutting parameters on surface roughness of inconel 718 nickel based super alloy in drilling processes by Taguchi method and gray relational analysis

Abstract

Talaşlı imalatta verimli bir üretim yapmak için maliyetleri azaltmak gerekmektedir. Ayrıca maliyetleri azaltarak ürün kalitesinin de artırılması gerekir. Üretim maliyetlerini düşürmek ve ürün kalitesini arttırmak için işleme sırasında kullanılan kesici takımlar doğru seçilmeli, işleme parametreleri de uygun belirlenmelidir. Bu çalışmada, imalat sanayinde sıklıkla kullanılan nikel esaslı bir süperalaşım olan Inconel 718 çeliğine delme işlemi uygulanmıştır. Delme işleminde en iyi delik kalitesini bulabilmek için farklı kesme parametreleri ve seviyeleri kullanılmıştır. Delme işlemleri kaplamalı ve kaplamasız olmak üzere iki ayrı matkap ucu ile yapılmıştır. Deneyler sonunda deliklerin yüzey pürüzlülükleri incelenmiştir. Taguchi yöntemi ile deney listesi oluşturulmuş ve deneyler sonunda elde dilen yüzeylerin yüzey pürüzlülükleri ölçülmüştür. Sonuçlar, Taguchi ve GİA (Gri İlişkisel Analiz) yöntemleri kullanılarak optimizasyon yapılmıştır. Optimizasyonlar, yüzey pürüzlülüğünün en küçük değeri istendiği için en küçük en iyi sinyal-gürültü oranı seçilerek yapılmıştır. Deneyler sonunda en düşük yüzey pürüzlülüğünü elde ettiğimiz kesme parametreleri ve seviyeleri belirlenmiştir. Optimum parametre seviyelerinin dizilimi A2B3C1D3 çıkmıştır. Yüzey pürüzlülüğüne en çok etki eden parametre belirlenmiş ve çalışmanın güven düzeyi Varyans analizi kullanılarak bulunmuştur. En etkin parametre kesme hızı, çalışmanın güven düzeyi %84.23 olmuştur.

To make an efficient production in machining, it is necessary to reduce costs. In addition, product quality should be increased by reducing costs. In order to reduce production costs and increase product quality, the cutting tools used during machining should be selected correctly and the machining parameters should be determined accordingly. In this study, drilling was applied to Inconel 718 steel, which is a nickel-based superalloy frequently used in the manufacturing industry. Different cutting parameters and levels are used to find the best hole quality in drilling. Drilling operations were made with two separate drill bits, coated and uncoated. At the end of the experiments, the surface roughness of the holes was investigated. The test list was created with the Taguchi method and the surface roughness of the surfaces obtained at the end of the experiments was measured. The results were optimized using Taguchi and GIA (Gray Relational Analysis) methods. Optimizations were made by choosing the smallestbest signal-to-noise ratio since the smallest value of the surface roughness was desired. At the end of the experiments, the cutting parameters and levels at which we obtained the lowest surface roughness were determined. The sequence of optimum parameter levels was A2B3C1D3. The parameter affecting the surface roughness the most was determined. And the confidence level of the study was found by using analysis of variance. The most effective parameter was the cutting speed, the confidence level of the study was 84.23%.