Dergiler / Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi / 2022 / Cilt: 10 - Sayı: 2

Alüminyum 6061-T651 Alaşımının Kaplamalı Kesici Uçlarla Frezelenmesinde Kesici Takım Aşınmasının Optimizasyonu

Optimization of Cutting Tool Wear When Milling 6061-T651 Aluminum Alloy with Coated Inserts

Sayfa
641–651
Yayın Tarihi
2022-10-12
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Taguchi analizi sonucu minimum aşınma değeri için elde edilen optimum kesme şartları; TiN-TiCN-Al2O3 kaplamalı kesici uç, 450 m/dak kesme hızı ve 0.30 mm/diş ilerleme oranı olarak bulunmuştur.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Bu çalışmada 80x80x30 mm ebatlarında alüminyum 6061-T651 alaşımına yüzey frezeleme işlemleri gerçekleştirilerek kesme parametrelerinin kesici takım aşınması üzerine etkileri araştırılmıştır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Yüzey frezeleme işlemi için; üç farklı kaplamaya sahip kesici uç (CVD tekniği ile TiN-TiCN-Al2O3 kaplanmış, PVD tekniği ile TiALN-NANO kaplanmış ve PVD tekniği ile ALTiN kaplanmış) üç farklı kesme hızı (250, 350 ve 450 m/dak) ve üç farklı ilerleme oranı (0.15, 0.30 ve 0.45 mm/diş) kullanılmıştır.
💡
Sonuç & Katkı:Taguchi analizi sonucu minimum aşınma değeri için elde edilen optimum kesme şartları; TiN-TiCN-Al2O3 kaplamalı kesici uç, 450 m/dak kesme hızı ve 0.30 mm/diş ilerleme oranı olarak bulunmuştur.
🔬Tür:Araştırma Makalesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:AA 6061-T651 · Yüzey frezeleme · Kesici uç aşınması

Özet

Bu çalışmada 80x80x30 mm ebatlarında alüminyum 6061-T651 alaşımına yüzey frezeleme işlemleri gerçekleştirilerek kesme parametrelerinin kesici takım aşınması üzerine etkileri araştırılmıştır. Yüzey frezeleme işlemi için; üç farklı kaplamaya sahip kesici uç (CVD tekniği ile TiN-TiCN-Al2O3 kaplanmış, PVD tekniği ile TiALN-NANO kaplanmış ve PVD tekniği ile ALTiN kaplanmış) üç farklı kesme hızı (250, 350 ve 450 m/dak) ve üç farklı ilerleme oranı (0.15, 0.30 ve 0.45 mm/diş) kullanılmıştır. Deneyler kuru şartlarda yürütülüp kesme derinliği 0.5 mm olarak tüm deneylerde sabit tutulmuştur. Deneysel tasarım ve optimizasyon için Taguchi metodu kullanılmış, Taguchi L9 (33) ortogonal dizisi seçilerek 9 deney yürütülmüştür. Her bir deney sonrası takım yan yüzey aşınmaları ölçülmüştür. Deneyler sonunda elde edilen değerler optimize edilmiş, varyans analizi (ANOVA), üç boyutlu grafikler ve regresyon metodu kullanılarak değerlendirilmiştir. Deneyler sonrası en düşük takım aşınması için kesme parametreleri, Taguchi metoduyla başarılı bir şekilde optimize edilmiştir. Taguchi analizi sonucu minimum aşınma değeri için elde edilen optimum kesme şartları; TiN-TiCN-Al2O3 kaplamalı kesici uç, 450 m/dak kesme hızı ve 0.30 mm/diş ilerleme oranı olarak bulunmuştur.

Abstract

In this study, the effects of cutting parameters on cutting tool wear were investigated by performing surface milling on 80x80x30 mm 6061-T651 aluminum alloy. Inserts with three different coatings (TiN-TiCN-Al2O3 coated by CVD technique, TiALN-NANO coated by PVD technique, and ALTiN coated by PVD technique), three different cutting speeds (250, 350, and 450 m/min), and three different feed rates (0.15, 0.30, and 0.45 mm/tooth) were used for the face milling process. The experiments were conducted in a dry setting and the depth of cut was kept constant at 0.5 mm in all experiments. The Taguchi method was used for the design and optimization of the experiments; Taguchi L9 (33) orthogonal array was selected and 9 experiments were conducted. Tool flank wear was measured after each run. The obtained results were optimized and evaluated using variance analysis (ANOVA), 3-D graphs, and regression method. After the measurements, cutting parameters were optimized successfully using the Taguchi method to achieve minimum tool wear. As a result of the Taguchi analysis, the optimum cutting conditions obtained for minimum wear value were determined as the TiN-TiCN-Al2O3 coated insert, 450 m/min cutting speed, and 0.30 mm/tooth feed rate.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

BEKTAŞ, B. S., SAMTAŞ, G. (2022). Alüminyum 6061-T651 Alaşımının Kaplamalı Kesici Uçlarla Frezelenmesinde Kesici Takım Aşınmasının Optimizasyonu. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, Cilt: 10 - Sayı: 2, 641–651. https://ajindex.com/articles/493803

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (14)

  1. J. Hirsch, B. Skrotzki, and G. Gottstein, Aluminium Alloys, Their Physical and Mechanical Properties, Germany: WILEY-VCH Verlag GmbH&Co. KGaA, 2008, pp. 2286
  2. J. Kechagias, C. K. Ziogas, M. Pappas and I. Ntziatzias, “Parameter optimization during finish end milling of Al alloy 5083 using robust design”, Proceedings of the World Congress on Engineering (WCE 2011), London, 2011, pp. 1
  3. J. Kechagıas, G. Petropoulos, V. Iakovakis and S. Maropoulos, “An investigation of surface texture parameters during turning of a reinforced polymer composite using design of experiments and analysis”, Int. J. Experimental Design and Process Optimisation, vol. 1, no. 2/3, pp. 164–177, 2009
  4. A. R. Meyers and T. J. Slattery, Basic Machining Reference Handbook, New York: Industrial Press, 2001
  5. Y. Chen, Y. Yang, Z. Feng, B. Huang, and X. Luo, “Surface gradient nanostructures in high speed machined 7055 aluminum alloy”, Journal of Alloys and Compounds, vol. 726, pp. 367-377, 2017
  6. D. Vakondios, P. Kyratsis, S. Yaldız and A. Antoniadis, “Influence of milling strategy on the surface roughness in ball end milling of the aluminum alloy AL7075-T6”, Measurement, vol. 45, pp. 1480-1488, 2012
  7. B. Rao and Y.C. Shin, “Analysis on hidh – speed face-milling of 70075-T6 aluminum using carbide and diamond cutters”, International J. of Machine Tools and Manufacture, vol. 41, pp. 1763-1781, 2001
  8. Taber (2022, April 8), 6000 Series Aluminum Alloys [Online]. Available:
  9. R. A. Gonçalves and M.B. Da Silva, “Influence of Copper Content on 6351 Aluminum Alloy Machinability”, Procedia Manufacturing, vol. 1, pp. 683-695, 2015
  10. D. J. Lloyd, “Some aspects of the metallurgy of automotive al alloys”, Materials Forum, vol. 4, no. 28, pp. 107-117, 2004
  11. G. Campatelli and A. Scippa, “Prediction of milling force coefficients for aluminum 6082-T4”, Procedia CIRP I, pp. 563-568, 2012
  12. S.F. Dimin, T.J.S. Anand, R. Jamli and A. Kamely, “Surface quality investigation of Al 6061-T6511 using TiALN soated milling tool”, İnternational Journal of Basic & Applied Sciences IJBAS-IJENS, vol. 10, no. 4, pp. 55-59, 2010
  13. B. Rahmati, A.A.D. Sarhan and M. Sayuti, “Morphology of surface generated by end milling AL6061-T6 using molybdenum disulfide (MoS2 ) nano lubrication in end milling machining”, Journal of Cleaner Production, vol. 66, pp. 685-691, 2014
  14. M. Sayuti, O.M. Erh, A.A.D. Sarhan and M. Hamdi, “Investigation on the morphology of