Tornalama İşlemlerinde Kesme Parametreleri ile İşlenebilirlik Arasındaki İlişki Üzerine Bir Derleme

Abstract

Bu çalışma, kesme kuvvetleri, takım aşınması ve yüzey pürüzlülüğü parametrelerine dayalı literatür çalışmalarını inceleyip sentezleyerek tornalama işlemlerinde işlenebilirliğin kapsamlı bir değerlendirmesini sunmaktadır. Önceki çalışmalar, kesme parametrelerinin önemini açıkça ortaya koymaktadır. Kesme hızındaki artış esas olarak kuvvetleri ve pürüzlülüğü azaltırken, ilerleme ve derinlikteki artışlar temas alanını genişleterek kesme kuvvetlerini, sıcaklığı ve aşınmayı artırma eğilimindedir. Takım aşınması, flanş/krater aşınması ve BUE oluşumu yoluyla yüzey bütünlüğünü ve işlem kararlılığını doğrudan etkilemektedir. Özellikle östenitik paslanmaz çelikler, titanyum ve nikel bazlı süper alaşımlar ve parçacık takviyeli kompozitler kesme mekanizmasına, takım-malzeme etkileşimine ve hıza duyarlıdır. Çevresel olarak sürdürülebilir soğutma-yağlama stratejileri (MQL, bitkisel bazlı yağlar, kriyojenik/CO? bazlı çözümler) sürtünmeyi ve sıcaklığı azaltarak aşınmayı azaltır ve yüzey kalitesini iyileştirir. Ultrasonik tornalama durumunda, anlık temas ve ortalama kuvvetler azaltılarak benzer faydalar sağlanır. İncelenen çalışmalarda dinamometreler, taramalı elektron mikroskopları, yüzey pürüzlülüğü ölçüm cihazları ve çeşitli yazılımlar kullanılmıştır. Ayrıca, Taguchi/ANOVA/RSM yöntemlerine dayalı olarak optimum parametre pencereleri raporlanmıştır. Sonuç olarak, uygun parametre seçimi ile çevre dostu soğutma ve yağlama ve/veya yardımcı işlemlerin birleşimi, takım ömrünü uzatır, yüzey bütünlüğünü iyileştirir ve enerji ve maliyet verimliliğini artırır. Bu yaklaşım, işlenmesi zor malzemeler için bile tekrarlanabilir ve endüstriyel olarak uygulanabilir bir yol haritası sunar.This study presents a comprehensive evaluation of machinability in turning operations by reviewing and synthesizing the literature based on the parameters of cutting forces, tool wear, and surface roughness. Previous studies clearly present the significance of cutting parameters. While an increase in speed mainly reduces the forces and roughness, increases in feed and depth tend to increase cutting forces, temperature, and wear by enlarging the contact area. Tool wear directly affects the surface integrity and process stability through flank/crater wear and BUE formation. In particular, austenitic stainless steels, titanium and nickel-based superalloys, and particle-reinforced composites are sensitive to the cutting mechanism, tool-material interaction, and speed. Environmentally sustainable cooling-lubrication strategies (MQL, plant-based oils, cryogenic/CO?-based solutions) reduce wear by reducing friction and temperature, improving the surface quality. In the case of ultrasonic turning, similar benefits are provided by reducing instantaneous contact and average forces. In the examined studies, dynamometers, scanning electron microscopes, surface roughness measurement instruments, and various software were used. Additionally, optimum parameter windows were reported based on Taguchi/ANOVA/RSM methods. Consequently, the combination of appropriate parameter selection and environmentally friendly cooling and lubrication and/or auxiliary processes extends tool life, improves surface integrity, and increases energy and cost efficiency. This approach offers a repeatable and industrially applicable roadmap, even for materials that are difficult to machine.