The investigation of cutting parameters for improving cutting performance in band saw machines

Year 2023, Volume: 12 Issue: 4, 1492 - 1498, 15.10.2023

Seda Yıldız Gökhan Atalı Emrah Beker Ulaş Birgül

https://doi.org/10.28948/ngumuh.1321748

Abstract

Machine tools are required to be able to produce workpieces according to the desired technical requirements. The goal of machining is to achieve a high production volume of good quality with maximum tool life, short production time, and low cost. The surface properties obtained as a result of the changing and developing technology in cutting processes, the introduction to manufacturing, and especially the post-processing processes are of great importance. While the time obtained as a result of fast cuts has economic value, high-quality surface obtaining provides cost savings by minimizing the subsequent machining operations. Within the scope of the study, Ø120 mm ST-52 and Ø120 mm AISI 4140 materials have been cut with smart and automatic cutting modes by our domestic band saw machine. As a result of the cuts, the roughness values and curvatures of the samples have been checked with the surface roughness device and surface gauge. While the surface roughness after cutting was 4.45 µm with the automatic cutting mode, this value decreased by 16% to 3.71 µm with the smart cutting mode.

Keywords

Smart cutting, surface roughness, band saw machine, cutting performance

Thanks

The authors cordially thank the Kar Metal – SAWlutions and Sakarya University of Applied Sciences Robot Technologies and Intelligent Systems Application Research Center (ROTASAM), Turkey for supporting this study.

Şerit testere tezgâhlarında kesme performansını iyileştirmek için kesme parametrelerinin incelenmesi

Abstract

İş parçalarını istenilen teknik gereksinimlere göre üretebilmek için takım tezgahlarına ihtiyaç vardır. Talaşlı imalatta amaç, maksimum takım ömrü, kısa üretim süresi ve düşük maliyet ile kaliteli ve yüksek üretim hacmi elde etmektir. Kesme işlemlerinde değişen ve gelişen teknoloji sayesinde, imalata geçiş ve özellikle son işlemler sonucunda elde edilen yüzey özellikleri büyük önem taşımaktadır. Hızlı kesimler sonucunda elde edilen süre ekonomik değere sahipken, kaliteli yüzey elde edilmesi bir sonraki talaşlı imalat operasyonlarını minimuma indirerek maliyet tasarrufu sağlamaktadır. Çalışma kapsamında yerli üretimimiz olan şerit testere makinası ile Ø120 mm ST-52 ve Ø120 mm AISI 4140 malzemeler akıllı ve otomatik kesim modları ile kesilmiştir. Kesimler sonucunda numunelerin pürüzlülük değerleri ve eğrilikleri yüzey pürüzlülük cihazı ve yüzey mastarı ile kontrol edilmiştir. Otomatik kesme modu ile kesim sonrası yüzey pürüzlülüğü 4.45 µm iken, akıllı kesme modu ile bu değer %16 azalarak 3.71 µm olarak tespit edilmiştir.

Keywords

Akıllı kesim, yüzey pürüzlülüğü, şerit testere makinası, kesme performansı

References

• İ. Asiltürk ve A. Ünüvar, İmalatta yapay sinir ağlarının kullanılması. TMMOB Makina Mühendisleri Odası III. Makina Tasarım ve İmalat Teknolojileri Kongresi, Konya, Türkiye, 16-17 Eylül 2005.
• Y. Uğurlu, Takım tezgâhları ile imalatta iş güvenliği kurallarının ve uygulamalarının Türkiye genelinde incelenmesi ve irdelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Çankaya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye, 2017.
• O. Oral, Çok eksenli işleme merkezleri için akıllı takım sisteminin tasarımı ve kontrolü. Doktora Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye, 2013.
• A. Ünüvar, H. Sağlam ve A. S. Ersoyoğlu, Şerit testere ile kesmede, kesme kuvveti modeli oluşturulması. 4th International Advanced Technologies Symposium, Konya, Türkiye, 28-30 Eylül 2005.
• M. Sarwar, M. Persson, H. Hellbergh and J. Haider, Measurement of specific cutting energy for evaluating the efficiency of bandsawing different workpiece materials. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 49(12-13), 958-965, 2009. https://doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2009.06.008.
• A. Ünüvar, H. Sağlam, A. S. Ersoyoğlu, Şerit testere ile kesmede, kesme parametrelerinin takım ömrüne etkisinin incelenmesi. TMMOB Makine Mühendisleri Odası III. Makine Tasarımı ve İmalat Teknolojileri Kongresi, Konya, Türkiye, 16-17 Eylül 2005.
• E. Sarıaslan, Elektrik akımı kullanarak ısıtma ile testerede kesmede kesme parametrelerinin kesmeye etkilerinin incelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye, 2016.
• T. Yılmaz, İ. Ucun ve İ. Ucun, Lama testere ile AISI 1020 malzemesinin kesilmesi işleminde takım performansının incelenmesi. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 14 (2), 11-18, 2014. https://doi.org/10.5578/fmbd.7624.
• K. Cheng, Z. C. Niu and R. C. Wang, Smart cutting tools and smart machining: development approaches and their implementation and application perspectives. Chinese Journal of Mechanical Engineering, 30, 1162-1176, 2017. https://doi.org/10.1007/s10033-017-0183-4.
• Y. Meng, J. Wei, J. Wei, H. Chen and Y. Cui, An ANSYS/LS-DYNA simulation and experimental study of circular saw blade cutting system of mulberry cutting machine. Computers and Electronics in Agriculture, 157, 38-48, 2019. https://doi.org/10.1016/j.compag.2018.12.034.
• A. Sönmez ve C. Söğütlü, Biçme işleminde kesiş yönü ve daire testere diş sayısının ağaç malzeme yüzey pürüzlülüğüne etkisi. Politeknik Dergisi, 12 (1), 55-60, 2009.
• J. Ni, J. Lang and C. Wu, Effect of surface texture on the transverse vibration for sawing. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 92, 4543-4551, 2017. https://doi.org/10.1007/s00170-017-0486-8.
• G. Quintana and J. Ciurana, Chatter in machining processes: A review. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 51 (5), 363-376, 2011. https://doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2011.01.001.
• R. Okai, C. Tanaka, Y. Iwasaki and T. Ohtani, Application of a novel technique for band sawing using a tip-inserted saw regarding surface profiles. Holz als Roh- und Werkstoff, 63, 256-265, 2005. https://doi.org/10.1007/s00107-005-0023-6.
• L. V. Kremleva, V. I. Malygin and N. V. Lobanov, Dynamic stability of band saw machines. Russian Engineering Research, 36 (9), 735-740, 2016. https://doi.org/10.3103/S1068798X16090100.
• R. W. Taylor and P. J. Thompson, Study of bandsaw blade wear and its effects on cutting rates and economics. Proceedings of the Seventeenth International Machine Tool Design and Research Conference, 133-140, 1977. https://doi.org/10.1007/978-1-349-81484-8_16.
• C. Wang, S. B. C. Ghani, K. Cheng and R. Rakowski, Adaptive smart machining based on using constant cutting force and a smart cutting tool. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture, 227 (2), 249-253, 2013. https://doi.org/10.1177/0954405412466233.
• X. Sun, R. Bateman, K. Cheng and C. S. Ghani, Design and analysis of an internally cooled smart cutting tool for dry cutting. School of Engineering and Design, Brunel University, Uxbridge, UK, 2011. https://doi.org/10.1177/0954405411424670.