AI Summary & Key Takeaways
AI InsightAs a result, it has been seen that 130º point angle uncoated carbide drill gives better results in terms of moment, thrust force, average surface roughness and delamination, under specified cutting parameters and drilling conditions in CFRP/Al-7075 stacking drilling.
📌 3 Key Takeaways
Abstract
In this study, the drillability of CFRP/Al-7075 stacked structure which is formed by carbon fiber reinforced polymer composite (CFRP) material, which is used intensively in the field of military and civil aviation, and Al-7075 alloy has been investigated by drilling with uncoated carbide drills with different point angles. In the drilling processes thrust force (Fz), moment (Mz), hole average surface roughness (Ra), chip structure and delamination (Fd) occurring in CFRP material were investigated. Experimental studies were performed under dry cutting conditions with 50 m/min cutting speed and 0.05 mm/rev constant feed rate by using three different drill (120º-130º-140º) point angles uncoated carbide drills. 120° and 130° point angle drills are showed close Fz and Fd values in the CFRP material, while the lowest Fz, Mz, Ra and lowest Fd value are obtained respectively in 130°-120º-140º point angle drills. In the 140° point angle drill, a large amount of burring and built-up edge (BUE) was formed on the main cutting edge and Al chips were plastered in the drill helix flutes. After experimental studies, the effects of drill point angles on thrust force and average surface roughness were determined by ANOVA at 95% confidence interval and multiple comparison tests were applied. As a result, it has been seen that 130º point angle uncoated carbide drill gives better results in terms of moment, thrust force, average surface roughness and delamination, under specified cutting parameters and drilling conditions in CFRP/Al-7075 stacking drilling.
Özet
Bu çalışmada, askeri ve sivil havacılık alanında yoğun olarak kullanılmakta olan karbon fiber takviyeli polimer kompozit (CFRP) malzeme ve Al-7075 alaşımının oluşturduğu CFRP/Al-7075 istifli yapının, 120º-130º-140º uç açılarına sahip kaplamasız karbür matkaplar ile delinebilirliği araştırılmıştır. Delme süreçlerinde itme kuvveti (Fz), moment (Mz), delik ortalama yüzey pürüzlülükleri (Ra), talaş yapıları ve CFRP malzemede meydana gelen delaminasyonlar (Fd) incelenmiştir. Deneysel çalışmalar kuru kesme şartlarında 50 m/dk.. kesme hızı ve 0,05 mm/dev. sabit ilerleme değerinde, doğrudan delme yönteminde gerçekleştirilmiştir. 120° ve 130° uç açılı matkaplar CFRP malzemede yakın Fz ve Fd değerleri sergilerken, uç açılarına göre en düşük Fz, Mz, Ra ve en düşük Fd verileri sırasıyla 130°-120º-140º uç açılı matkaplarda elde edilmiştir. 140° uç açılı matkapta, esas kesici kenarda yoğun miktarda çapaklanma ve yığıntı talaş (Built up edge BUE) meydana gelmiş ayrıca matkap helis kanallarında Al talaşları sıvanmıştır. Deneysel çalışmaların ardından matkap uç açılarının itme kuvveti (Fz) ve ortalama yüzey pürüzlülüğü (Ra) üzerine etkileri %95 güven aralığında ANOVA ile belirlenmiş ve çoklu karşılaştırma testleri uygulanmıştır. Sonuç olarak, 130º uç açılı kaplamasız karbür matkabın moment, itme kuvveti, ortalama yüzey pürüzlülüğü ve delaminasyon bakımından belirtilen kesme parametreleri ve delme koşulları doğrultusunda CFRP/Al-7075 istifli delme işleminde daha iyi sonuçlar verdiği görülmüştür.