Investigating the influence of machining parameters and tool coatings on surface qualtiy of titanium parts in aerospace industry

Fahrettin Öztürk

Makale detayları

Investigating the influence of machining parameters and tool coatings on surface qualtiy of titanium parts in aerospace industry

Yazarlar:

Fahrettin Öztürk

Yayıncı:

Nigde Omer Halisdemir University

Ana Başlıklar:

Makine Mühendisliği (Diğer)

Dergi:

Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Vol.14 Issue 1, pp.27-35

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

1/2025

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2001339036

pISSN:

2564-6605

Anahtar kelimeler:

Özet:

 In the aerospace sector, most titanium components are produced through milling, which poses several challenges in achieving superior surface quality. Consequently, optimizing cutting parameters and choosing appropriate cutting tool coatings are critical factors influencing the surface roughness of these parts. This study examines the impact of depth of cut, cutting speed, and feed rate on surface roughness when milling the Ti-6Al-4V alloy. It also provides an in-depth analysis of three different coatings - Aluminum Chromium Nitride AlCrN, tungsten-based AlCrN, and tungsten-based Aluminum Titanium Nitride AlTiN - in terms of surface quality. The findings reveal that cutting speed is the most significant factor affecting surface roughness in experiments conducted using the Taguchi method, with three values assigned to each parameter. Moreover, the tungsten-based AlCrN coating demonstrated the best average surface roughness values. Overall, this study offers valuable insights into factors affecting surface roughness in titanium milling and presents practical recommendations for selecting cutting parameters and tool coatings to improve surface quality in aerospace parts production. In future research, additional factors such as tool geometry and cooling strategies can also be investigated to further improve surface quality in titanium machining.

 In the aerospace sector, most titanium components are produced through milling, which poses several challenges in achieving superior surface quality. Consequently, optimizing cutting parameters and choosing appropriate cutting tool coatings are critical factors influencing the surface roughness of these parts. This study examines the impact of depth of cut, cutting speed, and feed rate on surface roughness when milling the Ti-6Al-4V alloy. It also provides an in-depth analysis of three different coatings - Aluminum Chromium Nitride AlCrN, tungsten-based AlCrN, and tungsten-based Aluminum Titanium Nitride AlTiN - in terms of surface quality. The findings reveal that cutting speed is the most significant factor affecting surface roughness in experiments conducted using the Taguchi method, with three values assigned to each parameter. Moreover, the tungsten-based AlCrN coating demonstrated the best average surface roughness values. Overall, this study offers valuable insights into factors affecting surface roughness in titanium milling and presents practical recommendations for selecting cutting parameters and tool coatings to improve surface quality in aerospace parts production. In future research, additional factors such as tool geometry and cooling strategies can also be investigated to further improve surface quality in titanium machining.

 In the aerospace sector, most titanium components are produced through milling, which poses several challenges in achieving superior surface quality. Consequently, optimizing cutting parameters and choosing appropriate cutting tool coatings are critical factors influencing the surface roughness of these parts. This study examines the impact of depth of cut, cutting speed, and feed rate on surface roughness when milling the Ti-6Al-4V alloy. It also provides an in-depth analysis of three different coatings - Aluminum Chromium Nitride AlCrN, tungsten-based AlCrN, and tungsten-based Aluminum Titanium Nitride AlTiN - in terms of surface quality. The findings reveal that cutting speed is the most significant factor affecting surface roughness in experiments conducted using the Taguchi method, with three values assigned to each parameter. Moreover, the tungsten-based AlCrN coating demonstrated the best average surface roughness values. Overall, this study offers valuable insights into factors affecting surface roughness in titanium milling and presents practical recommendations for selecting cutting parameters and tool coatings to improve surface quality in aerospace parts production. In future research, additional factors such as tool geometry and cooling strategies can also be investigated to further improve surface quality in titanium machining.

 Havacılık endüstrisinde çoğu titanyum parça frezeleme işlemi kullanılarak üretilir ve yüksek yüzey kalitesinin elde edilmesinde çeşitli zorluklar vardır. Bu nedenle talaşlı imalatta kesme parametrelerinin optimize edilmesi ve kesici takım kaplamalarının seçilmesi parçaların yüzey pürüzlülüğünü etkileyen en önemli faktörlerdir. Bu çalışmada Ti-6A1-4V alaşımının frezelenmesi sırasında kesme derinliği, kesme hızı ve ilerleme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğüne etkileri araştırılmıştır. Ayrıca yüzey kalitesine dayalı AlCrN Alüminyum Krom Nitrür, AlCrN-tungsten bazlı ve AlTiN Alüminyum Titanyum Nitrür-tungsten bazlı olmak üzere üç farklı kaplama derinlemesine incelenmektedir. Taguchi yöntemi kullanılarak her parametre için üç değer belirlenerek yapılan deneylerde sonuçlar, yüzey pürüzlülüğünü etkileyen en önemli parametrenin kesme hızı olduğunu göstermektedir. Ayrıca AlCrN-tungsten bazlı Ayrıca tungsten bazlı AlCrN kaplama en iyi ortalama yüzey pürüzlülüğü değerlerini göstermiştir. Genel olarak bu çalışma, titanyum frezelemede yüzey pürüzlülüğünü etkileyen faktörler hakkında değerli bilgiler vermekte ve havacılık parçaları üretiminde yüzey kalitesini iyileştirmek için kesme parametrelerinin ve takım kaplamalarının seçilmesine yönelik pratik öneriler sunmaktadır. Gelecekteki araştırmalarda, titanyum işlemede yüzey kalitesini daha da artırmak için takım geometrisi ve soğutma stratejileri gibi ek faktörler de araştırılabilir.

Makale detayları

Investigating the influence of machining parameters and tool coatings on surface qualtiy of titanium parts in aerospace industry

Yazarlar:

Fahrettin Öztürk

Yayıncı:

Nigde Omer Halisdemir University

Ana Başlıklar:

Makine Mühendisliği (Diğer)

Dergi:

Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Vol.14 Issue 1, pp.27-35

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

1/2025

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2001339036

pISSN:

2564-6605

Ti-6Al-4V

Machining parameters

Milling

Surface roughness

Taguchi methodTi-6Al-4V

İşleme parametreleri

Frezeleme

Yüzey pürüzlülüğü

Taguchi yöntemi

Sayı

Makale detayları

Yazarlar: Fahrettin Öztürk

Yayıncı: Nigde Omer Halisdemir University

Ana Başlıklar: Makine Mühendisliği (Diğer)

Dergi: Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Vol.14 Issue 1, pp.27-35

Belge Tipi: Makale

Yayın Tarihi: 1/2025

Belge Dili: İngilizce

Document ID (Org No.): 2001339036

pISSN: 2564-6605

Sayı

Yazarlar:

Fahrettin Öztürk

Yayıncı:

Nigde Omer Halisdemir University

Ana Başlıklar:

Makine Mühendisliği (Diğer)

Dergi:

Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Vol.14 Issue 1, pp.27-35

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

1/2025

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2001339036

pISSN:

2564-6605