Investigation of the relationship between tool wear and residual stress in high feed milling of DIN1.2344 ESR mold steel with 55 HRC hardness

Bu çalışmada, 55 HRc sertliğe sahip DIN1.2344 ESR kalıp çeliğinden hazırlanan deney numunelerine cep açma işlemi CNC dik işleme tezgahında gerçekleştirilmiştir. 3 farklı kesme hızı ve 5 farklı diş başı ilerleme değeri kullanılmıştır. İşleme sonunda takım aşınmaları mikroskop yardımıyla tespit edilmiştir. Ardından deney numuneleri üzerindeki kalıcı gerilmeler X-ray ve delik delme metodu kullanılarak saptanmıştır. Deney sonuçlarının değerlendirilmesi sonucu; - Takım aşınması ve kalıcı gerilmeler birlikte düşünüldüğünde optimum bir işleme parametresine tek bir deneyde ulaşılmamıştır. - Kesme hızındaki artışın, ilerleme miktarındaki artışa göre kalıcı gerilmeleri daha fazla etkilediği sonucuna ulaşılmıştır. - Takım aşınmasının sıcaklık ve mekanik etki yaptığı düşünülmektedir. Aşınmadaki artış bir taraftan sürtme etkisi ile sıcaklık artışı ve dolayısıyla yüzeyde çekme kalıcı gerilmeleri oluştururken bir yandan da mekanik bir bastırmaya çalışma ile parçayı plastik deformasyona uğratarak küre takımlarda olduğu gibi basma kalıcı gerilmeleri oluşturmaktadır. - Takım aşınmasına bağlı olmaksızın kesme hızındaki artışın, kalıcı gerilmelerin yüzeyden olan derinliğini büyük ölçüde etkilediği tespit edilmiştir. - Takım aşınmasının kalıcı gerilmeler üzerinde önemli ölçüde etkisi olmasına karşın kalıcı gerilme tahmininin doğrudan takım aşınmasına bakılarak yapılamayacağı saptanmıştır.In this study, test samples prepared from the hardened tool steel with 55 HRc hardness were subjected to pocketing operation in a CNC vertical machine. 3 different cutting speeds and 5 different feed rates were used. At the end of the machining, tool wear was determined by a microscope. After that, residual stress on the machined test specimens was determined by using X-Ray deflection and hole drilling methods. The experimental results indicated that; - As tool wear and residual stresses considered together, an optimum processing parameters have not been obtained in a single experiment. - It is concluded that; the increase in cutting speed affects residual stresses more than the increase in feed rate. - It is thought that tool wear affects temperature as well as mechanical impact. The increase in tool wear effects the temperature increase and friction and hence creates surface tensile residual stresses. It also attempts to suppress with a mechanical load causing plastic deformation as the ball nose endmills that causes compressive residual stresses. - Regardless of tool wear, increase in cutting speed has found to effect the depth from the surface of residual stresses significantly. - Although tool wear has a significant effect on the residual stresses, it is decided that prediction of residual stresses can not be made just by looking into the tool wear.Feka Otomotiv A.ŞGökhan Metal Ltd. Şti. BursaAtılım Üniversitesi Metal Mükemmeliyet Merkez