Experimental Investigation of the Effect on Surface Roughness of Cutting Tool Coating and Cutting Parameters on CNC Milling of AA7475-T7351 and AA2219-T7351 Alloys

Year 2024, Volume: 36 Issue: 1, 85 - 95, 28.03.2024

Simge İrizalp Handenur Karaoğlu Yiğit Erçayhan Selda Akgün

https://doi.org/10.35234/fumbd.1329895

Abstract

In this study, cutting speed (500, 600, 700 m/min), feed (0.1 and 0.15 mm/tooth), and depth of cut (1 and 8 mm) were used as parameters in the machining of AA2219-T851 and AA7475-T7351 alloys, and the effects of cutting parameters on surface roughness were investigated by using uncoated WC cutting tool and ZrN coated cutting tool. The surface roughness of the machined surfaces was investigated by surface profilometer. As a result of the machining operations, the cutting speed, feed, depth of cut, and cutting tool were determined at which the optimum surface quality was obtained. As a result, the surface results of two aluminum alloys that have different strengths were compared, and optimum machining parameters were found. The lowest surface roughness was obtained at 700 mm/min cutting speed, 0.1 mm/tooth, and 1 mm feed parameters, and as the feed rate increased, the surface quality increased and better surface properties were achieved by using ZrN-coated cutting tool.

Keywords

AA7475-T7351, AA2219-T851, Milling, Cutting Parameters, Surface Roughness

AA7475-T7351 ve AA2219-T851 Alaşımlarının Frezelenmesinde Kesici Takım Kaplamalarının ve Kesme Parametrelerinin Yüzey Pürüzlülüğü Üzerine Etkisinin Deneysel Olarak İncelenmesi

Abstract

Bu çalışmada AA 2219-T851 ve AA 7475-T7351 alaşımlarının frezelenmesinde kesme hızı (500, 600, 700m/dk), ilerleme miktarı (0,1 ve 0,15 mm/diş) ve talaş derinliği (1 ve 8 mm) değişkenleri kullanılmış ve kaplamasız tungsten karbür (WC) kesici uç ve zirkanyum nitrür (ZrN) kaplamalı kesici uç kullanılarak kesme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğü üzerindeki etkileri incelenmiştir. Deneyler sonucunda en ideal yüzey kalitesinin elde edildiği kesme hızı, ilerleme miktarı, talaş derinliği ve kesici uç belirlenmiştir. Sonuç olarak, iki farklı mekanik dayanıma sahip alüminyum alaşımının yüzey sonuçları karşılaştırılıp optimum işleme değerleri bulunmuştur. En düşük yüzey pürüzlülüğü 700 mm/dk kesme hızı, 0,1 mm/diş ve 1 mm ilerleme miktarı parametrelerinde elde edilmiş ve ilerleme hızı arttıkça yüzey kalitesinin artmasının yanında ZrN kaplamalı kesici uç kullanılması ile daha iyi yüzey özelliklerine ulaşılmıştır.

Keywords

AA7475-T7351, AA2219-T851, Frezeleme, Kesme Parametreleri, Yüzey Pürüzlülüğü

Thanks

Bu çalışmada malzeme temini ve talaşlı işlem operasyonları HMS Makine Sanayi tarafından desteklenmiştir.

References

• Yaka, H. (2021). Tornalama Sonrası Çıkan Talaşlardan Elde Edilen Alüminyum 5000 Alaşımının Yüzey Pürüzlülüğünün Taguchi Yöntemi ile Analizi. Journal of the Institute of Science and Technology, 11(1), 464-473
• Dişbudak T. Alüminyum alaşımının talaşlı işlenmesinde ilerleme miktarı, kesme hızı ve kesme derinliğinin yüzey kalitesine etkisi. Yüksek Lisans Tezi, Abant İzzet Baysal Üniversitesi, Ocak 2015.
• Pul M. 7075,6061 ve 2024 alüminyum alaşımlarının tornalanmasında yüzey pürüzlülüğü ve takım aşınmasının karşılaştırılması, Uluslararası Mühendislik Araştırma ve Geliştirme Dergisi,2017; (9): 65-75.
• Korucu, S. 1996. Hidrolik kopya aparatı yardımı ile elde edilen parçalarda yüzey pürüzlülüğünün deneysel incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi.
• Nas E, Samtaş G, Demir H, CNC frezelemede yüzey pürüzlülüğüne etki eden parametrelerin matematiksel olarak modellenmesi, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 2012; (18): 47-59.
• Yontar A, AISI 304 Paslanmaz çeliklerin işlenebilirliğinin incelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Selçuk Üniversitesi, Konya,2011.
• Yaka, H., Demir, H., Gök, A., & Akkuş, H. (2018). Determination of optimum cutting parameters on free form surfaces in terms of form errors and machining times. Sigma Journal of Engineering and Natural Sciences, 36(4), 1153-1164
• Akkuş, H., & Yaka, H. (2021). Optimization of cutting parameters in turning of titanium alloy (grade 5) by analysing surface roughness, tool wear and energy consumption. Experimental Techniques, 1-12
• Çetin, M. , Bilgin, M. , Ulaş, H. B. & Tandıroğlu, A. (2011). Kaplamasız Sermet Takımla Aısı 6150 Çeliğinin Frezelenmesinde Kesme Parametrelerinin Yüzey Pürüzlülüğüne Etkisi . Ejovoc (Electronic Journal of Vocational Colleges) , 1 (1) , 168-176
• Gökkaya H, Sur G, Dilipak H, PVD ve CVD kaplamalı sementit karbür kesici takımların işleme parametrelerine bağlı olarak yüzey pürüzlülüğüne etkisinin deneysel olarak incelenmesi, Teknoloji, 2004; 7(3):473-478
• Hüseyinoğlu, M., (2008) 7075 Alüminyum Alaşımın Freze ile İşlenmesinde Minimum Soğutma Sıvısı Kullanmanın Performans Karakteristiklerine Etkisi. Fırat Ü.Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 48s, Elazığ.
• Akkuş, H., & Yaka, H. (2021). Experimental and statistical investigation of the effect of cutting parameters on surface roughness, vibration and energy consumption in machining of titanium 6Al-4V ELI (grade 5) alloy. Measurement, 167, 108465
• Kishawy, H. A., Dumitrescu, M., Ng, E. G., & Elbestawi, M. A. (2005). Effect of coolant strategy on tool performance, chip morphology and surface quality during high-speed machining of A356 aluminum alloy. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 45(2), 219-227.
• Kaufman, J. G. (2000). Introduction to aluminum alloys and tempers, p.26, ASM international.
• Açici, N.(2018). A356 ve A380 alaşımlarının eğilimli soğutucu ile dökümü ve yarı katı dövme işlemi. Yıldız Teknik Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 59s, İstanbul.
• Prengel, H. G., Pfouts, W. R., & Santhanam, A. T. (1998). State of the art in hard coatings for carbide cutting tools. Surface and Coatings Technology, 102(3), 183-190.
• Sharma, N., & Gupta, K. (2019). Influence of coated and uncoated carbide tools on tool wear and surface quality during dry machining of stainless steel 304. Materials Research Express, 6(8), 086585
• Hekimoğlu A. P, Turan Y. E, Çinko oranının Al-(5-50)Zn alaşımlarının yapısal ve mekanik özelliklerine etkisi, GÜFBED/GUSTIJ (2019) 9 (1): 16-25
• Erkal S, AA2024 Alüminyum alaşımlarında yaşlandırma ısıl işlemlerinin mekanik özelliklere ve işlenebilirliğe etkisi. Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi, Ankara,2011.
• Vorasri, M, Jirapattarasilp, K, Kaewkuekool, S, 2011. The effect of high-speed milling on surface roughness of hardened tool steel. World Academy of Science, Engineering and Technology, 59: 469-472
• Korkut İ. , Dönertaş M. A. Kesme Parametrelerinin Frezelemede Oluşan Kesme Kuvvetleri Üzerindeki Etkileri Politeknik Dergisi. 2003; 6(1): 385-391
• Erdoğan M, Gürdal A, Korkut İ. Şeker U, 1999. Çift fazlı çeliklerde martensit hacim oranı ve morfolojinin işlenebilirlik parametrelerinden kesme kuvvetleri üzerine etkisi, G.Ü., Teknik Eğitim Fakültesi, Politeknik Dergisi, Cilt 2, Sayı 1, Sayfa 11-24, Mart 1999