Micro-turning is a micro-mechanical cutting method used to produce small diameter cylindrical parts. Since the diameter of the part is usually small, it may be a little difficult to improve the surface quality by a second operation, such as grinding. Therefore, it is important to obtain the good surface finish in micro turning process using the ideal cutting parameters. Here, the multi-objective optimization of micro-turning process parameters such as cutting speed, feed rate and depth of cut were performed by response surface method (RSM). Two important machining indices, such as surface roughness and material removal rate, were simultaneously optimized in the micro-turning of a Ti6Al4V alloy. Further, the scanning electron microscope (SEM) analysis was done on the cutting tools. The overall results depict that the feed rate is the prominent factor that significantly affects the responses in micro-turning operation. Moreover, the SEM results confirmed that abrasion and crater wear mechanism were observed during the micro-turning of a Ti6Al4V alloy.

No abstract

Mikro tornalama işlemi, mikro silindirik parçaların imalatında kullanılan bir mikro işleme yöntemidir. Talaş derinliği ve ilerleme değeri çok küçük olması nedeniyle, iş parçasının tane boyutuna yakın değerlerinde kesme işlemleri yapılabilmektedir. Bu durumda, kesme kuvvetleri sadece iş parçasının türüne değil, aynı zamanda tane boyutuna, yüzeydeki artık gerilmelere ve tane yönlenmesine göre değişkenlik gösterir. Bu çalışmada mikro tornalama işleminde kesme kuvvetlerinin mekanistik modellemesi gerçekleştirilmiştir. Kesme deneyleri ortogonal şartlarda gerçekleştirilmiş ve iş parçası olarak Ti6Al4V alaşımı kullanılmıştır. Çalışmada farklı ilerleme değerleri kullanılarak kesme kuvveti katsayıları elde edilmiştir. Ayrıca çalışmada kullanılan DEFORM 2D ticari yazılımı ile nümerik modelleme yapılmış, kesme kuvveti katsayıları mekanistik model ile karşılaştırılmıştır. Kuvvet katsayılarının birbirleri ile uyumlu olduğu gözlenmiş, bu çalışmada kullanılan iş parçası ve takım çifti için kesme ve kenar kuvveti katsayıları elde edilmiştir. Sonuçların doğrulanmasını yapmak adına, elde edilen kesme ve kenar kuvveti katsayıları kullanılarak, farklı ilerleme değerleri ve yanaşma açılarında kesme kuvvetleri hesaplanmış ve bu sonuçlar arasındaki farkın kabul edilebilir düzeyde olduğu saptanmıştır.

No abstract

Micro-turning is very similar to conventional turning, but is a cutting operation in which the tool geometry effect is more important. For this reason, the cutting geometry and cutting parameters used in micro turning must be carefully selected. In this work, during the machining of the Ti6Al4V alloy in micro cutting conditions, the effect of different edge radii of the insert on the cutting forces, tool stresses, and residual stresses was investigated. The appropriate material model is determined by comparing the force data obtained from the cutting experiments with the model results. Numerical solutions have been made for different edge radii. The cutting speed and depth of cut were considered as constant. Different feed rate values and different edge radii were chosen as variables. According to the results obtained, the increasing edge radius causes an increase in cutting (especially in the direction of feed) forces. Increasing edge radius causes a decrease in tool stresses. Most importantly, the increase of the edge radius causes the residual stresses under the surface to occur, usually in the form of compression.