Narzędzia help

Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
first last
cannonical link button

http://yadda.icm.edu.pl:80/baztech/element/bwmeta1.element.baztech-f6c32ecd-d7b0-4057-9574-1b4fb4d34970

Czasopismo

Advances in Manufacturing Science and Technology

Tytuł artykułu

Identification of friction and heat partition model at the tool-chip-workpiece interfaces in dry cutting of an Inconel 718 alloy with cBN and coated carbide tools

Autorzy Zemzemi, F.  Rech, J.  Salem, W. B.  Dogui, A.  Kapsa, P. 
Treść / Zawartość
Warianty tytułu
PL Identyfikacja tarcia i model podziału ciepła w strefie kontaktu wiór-ostrze-materiał obrabiany w toczeniu na sucho nadstopu Inconel 718 narzędziami z CBN i węglików spiekanych z naniesionymi powłokami
Języki publikacji EN
Abstrakty
EN This paper aims at characterizing the frictional behaviour at the cutting tool-workmaterial interface during the dry machining of a Inconel 718 in its aged state with various coated carbide tools and c-BN tools. A specially designed open tribometer has been used to characterize friction coefficient, heat partition coefficient under extreme conditions corresponding to the ones occurring in cutting. The tribometer provides the evolution of the apparent friction coefficient and of the heat partition coefficient for a large range of sliding velocity and contact pressure. It has been shown that friction coefficient as well as heat partition coefficient decrease with sliding velocity or contact pressure. A threshold effect of the contact pressure has been highlighted. On the contrary, any sensitivity to coatings deposited on carbide has been observed, whereas c-BN leads to very low friction coefficients.
PL W pracy określono charakterystykę tarciowego zachowania się strefy kontaktu wiór-ostrze obrabianego w toczeniu na sucho nadstopu Inconel 718 po starzeniu narzędziami wykonanymi z różnych gatunków węglików spiekanych z naniesionymi powłokami i polikrystalicznego CBN. Zaprojektowano i wykonano tribometr do wyznaczania wartości współczynnika tarcia i współczynnika podziału ciepła. Badania prowadzono w warunkach ekstremalnych zbliżonych do występujących w procesie skrawania na sucho. Tribometr umożliwia pomiary w czasie wartości pozornego współczynnika tarcia i przepływ ciepła dla dużego zakresu wartości prędkości skrawania i nacisku normalnego. Wykazano, że zarówno współczynnik tarcia, jak i podziału ciepła zmniejszają się przy wzroście prędkości i siły normalnej skrawania. Określono graniczny efekt nacisku kontaktowego. Nie stwierdzono wpływu rodzaju powłoki na ostrzu z węglika spiekanego na wartość współczynnika tarcia. Natomiast skrawanie narzędziami z ostrzem p-CBN prowadzi do uzyskania bardzo małej wartości współczynnika tarcia.
Słowa kluczowe
PL Inconel 718   skrawanie   tarcie   współczynnik podziału ciepła   regularny azotek boru CBN   powłoki   węgliki spiekane  
EN Inconel 718   cutting   friction   heat partition coefficient   cubic boron nitride   coatings   carbides  
Wydawca Komitet Budowy Maszyn PAN
Czasopismo Advances in Manufacturing Science and Technology
Rocznik 2014
Tom Vol. 38, nr 1
Strony 5--22
Opis fizyczny Bibliogr. 24 poz., fot., rys.
Twórcy
autor Zemzemi, F.
  • Université de Monastir, Ecole Nationale d’Ingénieurs de Monastir, Laboratoire de Génie Mécanique, Monastir, Tunisia
autor Rech, J.
  • Université de Lyon, ENISE, LTDS, CNRS UMR 5513, 58 Rue Jean Parot, 42000 Saint-Etienne, France, joel.rech@enise.fr
autor Salem, W. B.
  • Université de Monastir, Ecole Nationale d’Ingénieurs de Monastir, Laboratoire de Génie Mécanique, Monastir
autor Dogui, A.
  • Université de Monastir, Ecole Nationale d’Ingénieurs de Monastir, Laboratoire de Génie Mécanique, Monastir
autor Kapsa, P.
  • Université de Lyon, Ecole Centrale de Lyon, LTDS, CNRS UMR 5513, Ecully, Tel.: +33 6 77 09 81 23; fax: +33 4 77 43 75 39
Bibliografia
[1] A. JAWAID, S. KOKSAL, S. SHARIF: Cutting performance and wear characteristics of PVD coated and uncoated carbide tools in face milling Inconel 718 aerospace alloy. Journal of Materials Processing Technology, 116(2001), 2-9.
[2] I.A. CHOUDHURY, M.A. El-BARADIE: Machinability of nickel-base super alloys: a general review. Journal of Materials Processing Technology, 77(1998), 278-284.
[3] E.O. EZUGWU, D.A. FADARE, J. BONNEY, R.B. Da SILVA, W.F. SALES: Modelling the correlation between cutting and process parameters in high-speed machining of Inconel 718 alloy using an artificial neural network. International Journal of Machine Tools & Manufacture, 45(2005), 1375-1385.
[4] P.C. JINDAL, A.T. SANTHANAM, U. SCHLEINKOFER, A.F SHUSTER: Performance of PVD TiN, TiCN, and TiAlN coated cemented carbide tools in turning. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 17(1999)1-3, 163-170.
[5] J. MONAGHAN, T. MacGINLEY: Modelling the orthogonal machining process using coated carbide cutting tools. Computational Materials Science, 16(1999)1-4, 275-284.
[6] E. UHLMANN, M. GRAF von der SCHULENBURG, R. ZETTIER: Finite element modeling and cutting simulation of Inconel 718. CIRP Annals – Manufacturing Technology, 56(2007)1, 61-64.
[7] S.L. SOO, D.K. ASPINWALL, R.C. DEWES: 3D FE modelling of the cutting of Inconel 718. Journal of Materials Processing Technology, 150(2004)1-2, 116-123.
[8] G. DONG, H. ZHAOPENG, H. RONGDI, C. YANLI, J.N. MUGUTHU: Study of cutting deformation in machining nickel-based alloy Inconel 718. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 51(2011)6, 520-527.
[9] H.A. SONAWANE, S.S. JOSHI: Analytical modeling of chip geometry and cutting forces in helical ball end milling of superalloy Inconel 718. CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology, 3(2010)3, 204-217.
[10] T. OZEL: The influence of friction models on finite element simulations of machining. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 46(2006)5, 518-530.
[11] C. BONNET, F. VALIORGUE, J. RECH, C. CLAUDIN, H. HAMDI, J.M. BERGHEAU, P. GILLES: Identification of a friction model – Application to the context of dry cutting of an AISI 316L austenitic stainless steel with a TiN coated carbide tool. Journal of Materials Processing Technology, 48(2008), 1211-1223.
[12] T.H.C. CHILDS: Friction modelling in metal cutting. Wear, 260(2006), 310-318.
[13] P.J. ARRAZOLA, D. UGARTE, D.X. DOMINGUEZ: A new approach for the friction identification machining through the use of finite element modelling. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 48(2008), 173-183.
[14] F. ZEMZEMI, J. RECH, W. BEN SALEM, A. DOGUI, P. KAPSA: Identification of a friction model at tool/chip/workpiece interfaces in dry machining of AIS14142 treated steels. Journal of Materials Processing Technology, 209(2009), 3978-3990.
[15] W. GRZESIK, P. NIESLONY: A computational approach to evaluate temperature and heat partition in machining with multilayer coated tools. International Journal of Machine Tool and Manufacture, 43(2003), 1311-1317.
[16] P.J. ARRAZOLA, T. OZEL: Investigations on the effect of friction modeling in finite element simulation of machining. International Journal of Mechanical Sciences, 52(2010), 31-42.
[17] P. HEDENQUIST, M. OLSSON: Sliding wear testing of coated cutting tool materials. Tribology International, 23(1991)3, 143-150.
[18] C. CLAUDIN, A. MONDELIN, J. RECH, G. FROMENTIN: Effects of a straight oil on friction at the tool-workmaterial interface in machining. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 50(2010), 681-688.
[19] A. MONDELIN, C. CLAUDIN, J. RECH, F. DUMONT: Effects of lubrication mode on friction and heat partition coefficients at the tool-workmaterial interface in machining. Tribology Transactions, 54(2011), 247-255.
[20] F. ZEMZEMI, W. BEN SALEM, J. RECH, A. DOGUI, P. KAPSA: New tribometer designed for the characterisation of the friction properties at the tool/chip/workpiece interfaces in machining. Tribo Test, 14(2008), 11-25.
[21] J. RECH, C. CLAUDIN, E. D’ERAMO: Identification of a friction model – Application to the context of dry cutting of an AISI 1045 annealed steel with a TiN-coated carbide tool. Tribology International, 42(2008), 738-744.
[22] W. GRZESIK, P. NIESLONY: Prediction of friction and heat flow in machining incorporating thermophysical properties of the coating–chip interface. Wear, 256(2004), 108-177.
[23] A. EGAÑA, J. RECH, P.J. ARRAZOLA: Characterization of friction coefficient and heat partition coefficient during machining of a TiAl6V4 titanium alloy and a cemented carbide. Submitted to Tribology Transactions.
[24] H. Ben ABDELALI, C. CLAUDIN, J. RECH, W. BEN SALEM, P. KAPSA, A. DOGUI: Experimental characterization of friction coefficient at the tool-chip-workpiece interface during dry cutting of AISI 1045. Wear, doi:10.1016/j.wear.20.11.05.030.
Uwagi
EN Authors would like to express their gratitude to the AUBERT & DUVAL Company for the furniture of the Inconel 718 alloy.
Kolekcja BazTech
Identyfikator YADDA bwmeta1.element.baztech-f6c32ecd-d7b0-4057-9574-1b4fb4d34970
Identyfikatory
DOI 10.2478/amst-2014-0001