Analysis and Optimization of Effects on Surface Roughness of Cutting Parameters on Turning of AA6061 Alloy

Abstract

In this study, the effects of cutting parameters on surface roughness in turning of AA6061 alloy with uncoated and TiB2 coated cutting tools were investigated by experimental. The machining tests were carried on CNC turning without coolant. Machining tests were designed by the Taguchi L18 (2¹ x 3³) index at different levels of cutting tool coating and cutting parameters. The results obtained from cutting tests were analyzed statistically. The optimum level in cutting parameters is determined for the best-machined surface roughness (Ra). According to Anova analysis results, it has been determined that the most efficient parametric is feed rate by 64.28% on surface roughness.

Keywords

• AA 6061,Machinability,Surface Roughness

AA 6061 Alaşımının Tornalanmasında Kesme Parametrelerinin Yüzey Pürüzlülüğü Üzerine Etkisinin Analizi ve Optimizasyonu

Abstract

Bu çalışmada, kaplamasız ve TiB2 kaplamalı kesici takımlar ile AA6061 alaşımının tornalanmasında yüzey pürüzlülüğü üzerinde kesme parametrelerinin etkileri deneysel olarak araştırıldı. İşleme deneyleri CNC torna tezgâhında soğutma sıvısı kullanılmadan gerçekleştirilmiştir. İşleme deneyleri kesici takım kaplaması ve kesme parametrelerinin farklı düzeylerinde Taguchi L18 (2¹x3³) dizinine göre tasarlanmıştır. İşleme deneyleri sonucunda elde edilen veriler istatiksel olarak analiz edilmiştir. En iyi işlenmiş yüzey pürüzlülüğü için optimum kesme parametrelerinin seviyeleri belirlenmiştir. Varyans analiz sonuçlarına göre ilerleme miktarı %64,28 katkı oranı ile yüzey pürüzlülüğünü etkileyen en etkin faktör olmuştur.

Keywords

• AA 6061 Alaşımı,İşlenebilirlik,Yüzey Pürüzlülüğü,Optimizasyon

References

1. [1] A. R. Jeshvaghani, H. Zohdi, H. R. Shahverdi, M. Bozorg, S. M. M. Hadavi, "Influence of multi-step heat treatments in creep age forming of 7075 aluminum alloy: Optimization for springback, strength and exfoliation corrosion," Materials Characterization, Vol. 73, pp. 8-15, November 2012. Doi: 10.1016/j.matchar.2012.05.012.
2. [2] E. Kilickap, "Modeling and optimization of burr height in drilling of Al-7075 using Taguchi method and response surface methodology," Int. J. Adv. Manuf. Technol., Vol. 49, pp. 911-923, January 2010. Doi: 10.1007/s00170-009-2469-x
3. [3] H. Demir, S. Gündüz, "The effects of aging on machinability of 6061 aluminium alloy," Materials and Design, Vol. 30, pp. 1480-1483, May 2009. Doi: 10.1016/j.matdes.2008.08.007
4. [4] P. Jayaramana, K. L. Mahesh, "Multi-response optimization of machining parameters of turning AA6063 T6 aluminium alloy using grey relational analysis in taguchi method," Procedia Engineering, Vol. 97, pp. 197-204, 2014. Doi: 10.1016/j.proeng.2014.12.242
5. [5] M. Kurt, Y. Kaynak, E. Bağcı, "Evaluation of drilled hole quality in Al 2024 alloy," Int. J. Adv. Manuf. Technol., Vol. 37, pp. 1051-1060, July 2008. Doi:10.1007/s00170-007-1049-1
6. [6] P. G. Benardos, G. C. Vosniakos, "Predicting surface roughness in machining: A review," International Journal of Machine Tool and Manufacturing, Vol. 43, pp. 833-844, May 2007. Doi: 10.1007/s00170-007-1049-1
7. [7] B. Rajeswari, K. S. Amirthagadeswaran, "Experimental investigation of machinability characteristics and multi-response optimization of end milling in aluminium composites using RSM based grey relational analysis," Measurement, Vol. 105, pp. 78-86, July 2017. Doi: 10.1016/j.measurement.2017.04.014
8. [8] A. R. Gonçalves, B. M. Silva, "Influence of copper content on 6351 aluminum alloy machinability," Procedia Manufacturing, Vol. 1, pp. 683-695, 2015. Doi: 10.1016/j.promfg.2015.09.014

9. [9] M. S. Ranganath, Vipin, R. S. Mishra, Prateek, Nikhil, "Optimization of surface roughness in CNC turning of aluminium 6061 using Taguchi techniques," International Journal of Modern Engineering Research (IJMER), Vol. 5, pp. 42-50, 2015.
10. [10] ISO 3685, "Tool-Life Testing With Single-Point Turning Tools," 1993.
11. [11] K. Palanikumar, "Experimental investigation and optimisation in drilling of GFRP composites," Measurement, Vol. 44, pp. 2138-2148, December 2011. Doi: 10.1016/j.measurement.2011.07.023
12. [12] I. Asilturk, H. Akkus, "Determining the effect of cutting parameters on surface roughness in hard turning using the Taguchi method," Measurement, Vol. 44, pp. 1697-1704, November 2011. Doi: 10.1016/j.measurement.2011.07.003
13. [13] N. Masmiati, A. A. D. Sarhan, "Optimizing cutting parameters in inclined end milling for minimum surface residual stress - Taguchi approach," Measurement, Vol. 60, pp. 267-275, January 2015. Doi: 10.1016/j.measurement.2014.10.002
14. [14] I. Ciftci, "Machining of austenitic stainless steels using CVD multi-layer coated cemented carbide tools," Tribology International, Vol. 39, pp. 565-569, June 2006. Doi: 10.1016/j.triboint.2005.05.005
15. [15] M. Akgün, H. Demir, & İ. Çiftçi, "Mg2Si partikül takviyeli magnezyum alaşımlarının tornalanmasında yüzey pürüzlülüğünün optimizasyonu," Politeknik Dergisi, Cilt. 21, pp. 645-650, Aralık 2017. Doi: 10.2339/politeknik.385481