The dynamics of wear of cutting inserts during turning of non-homogeneous material on the example of polymer concrete

• Autorzy: Kępczak N. , Rosik R. , Pawłowski W. , Sikora M. , Witkowski B. , Bechciński G. , Stachurski W.

Identyfikatory

DOI

10.17531/ein.2018.3.18

Warianty tytułu

PL

Dynamika zużycia płytek skrawających podczas toczenia niejednorodnego materiału na przykładzie polimerobetonu

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The article presents the results of studies on the dynamics of wear of five different cutting inserts (for machining difficult-to-cut materials, for finishing cast iron machining, for roughing cast iron machining, for steel machining and for stainless steel machining) during turning a non-homogeneous material such as polymer concrete. Polymer concrete is a difficult-to-cut, anisotropic, composite material. During the tests, a record of the components of the cutting force in real time was made. After each machining pass, the Ra and Rz surface roughness values were measured in the direction perpendicular to the machining marks and photos were taken under the microscope of the inserts corners, on the basis of which the width of major flank wear land and the width of minor flank wear land were measured. The view of each insert after the tests was also presented. Finally, the conclusions about the dynamics of wear of inserts taking part in the study as well as their applicability during polymer concrete turning were formulated.

PL

W niniejszym artykule zaprezentowano wyniki badań dynamiki zużycia pięciu różnych płytek skrawających (do obróbki materiałów trudnoobrabialnych, do wykończeniowej obróbki żeliwa, do zgrubnej obróbki żeliwa, do obróbki stali oraz do obróbki stali nierdzewnej) podczas toczenia niejednorodnego materiału, jakim jest polimerobeton. Polimerobeton jest trudnoobrabialnym, anizotropowym materiałem kompozytowym. Podczas wykonywania badań dokonywany był zapis składowych siły skrawania w czasie rzeczywistym. Po wykonaniu każdego przejścia obróbczego zostały zmierzone wartości parametrów chropowatości Ra oraz Rz obrobionej powierzchni w kierunku prostopadłym do śladów obróbki oraz zostały wykonane zdjęcia pod mikroskopem naroży płytek, na podstawie których zmierzono zużycie głównej powierzchni przyłożenia oraz pomocniczej powierzchni przyłożenia. Zaprezentowano również wygląd każdej z płytek po przeprowadzonych badaniach. Na koniec sformułowano wnioski na temat dynamiki zużycia płytek biorących udział w badaniu, a także stosowalności ich podczas toczenia polimerobetonu.

Słowa kluczowe

EN

dynamic of wear; turning; polymer concrete; cast iron; surface roughness; cutting force

PL

dynamika zużycia; toczenie; polimerobeton; odlew mineralny; chropowatość powierzchni; siły skrawania

• Wydawca: Polskie Naukowo-Techniczne Towarzystwo Eksploatacyjne
• Czasopismo: Eksploatacja i Niezawodność
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 20, no. 3
• Strony: 478--483
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys. kolor.

Twórcy

autor

Kępczak N.

• Institute of Machine Tools and Production Engineering Faculty of Mechanical Engineering, Lodz University of Technology ul. Stefanowskiego 1/15, 90-924 Lodz, Poland

autor

Rosik R.

• Institute of Machine Tools and Production Engineering Faculty of Mechanical Engineering, Lodz University of Technology ul. Stefanowskiego 1/15, 90-924 Lodz, Poland

autor

Pawłowski W.

• Institute of Machine Tools and Production Engineering Faculty of Mechanical Engineering, Lodz University of Technology ul. Stefanowskiego 1/15, 90-924 Lodz, Poland

autor

Sikora M.

• Institute of Machine Tools and Production Engineering Faculty of Mechanical Engineering, Lodz University of Technology ul. Stefanowskiego 1/15, 90-924 Lodz, Poland

autor

Witkowski B.

• Institute of Machine Tools and Production Engineering Faculty of Mechanical Engineering, Lodz University of Technology ul. Stefanowskiego 1/15, 90-924 Lodz, Poland

autor

Bechciński G.

• Institute of Machine Tools and Production Engineering Faculty of Mechanical Engineering, Lodz University of Technology ul. Stefanowskiego 1/15, 90-924 Lodz, Poland

autor

Stachurski W.

• Institute of Machine Tools and Production Engineering Faculty of Mechanical Engineering, Lodz University of Technology ul. Stefanowskiego 1/15, 90-924 Lodz, Poland

Bibliografia

• 1. Bruni C, Forcellese A, Gabrielli F, Simoncini M. Effect of lubrication-cooling technique, insert technology and machine bed material on the workpart surface finish and tool wear in finish turning of AISI 420B. International Journal of Machine Tools & Manufacture 2006; 46: 1547-1554, https://doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2005.09.007.
• 2. Bruni C, Forcellese A, Gabrielli F, Simoncini M. Hard turning of an alloy steel on a machine tool with a polymer concrete bed. Journal of Materials Processing Technology 2008; 202: 493-499, https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2007.10.031.
• 3. Cichosz P. Narzędzia skrawające. Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 2007.
• 4. Cortés F, Castillo G. Comparison between the dynamical properties of polymer concrete and grey cast iron for machine tool applications. Materials and Design 2007; 28: 1461-1466, https://doi.org/10.1016/j.matdes.2006.03.012.
• 5. Dane techniczne materiału odlewu mineralnego EPUMENT 140-5 GB (http://website.epucret.de/uploads/media/EPUMENT_140-5_GB.pdf)
• 6. Erbe T, Król J, Theska R. Mineral casting as material for machine base-frames of precision machines. Twenty-third Annual Meeting of the American Society for Precision Engineering and Twelfth ICPE, October 2008, Portland, Oregon.
• 7. Haddad H, Al Kobaisi M. Optimization of the polymer concrete used for manufacturing bases for precision tool machines. Composites: Part B 2012; 43: 3061-3068, https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2012.05.003.
• 8. Instrukcja laboratoryjna do ćwiczenia OU-5 "Zużycie narzędzi skrawających" - Instytut Obrabiarek i Technologii Budowy Maszyn, Wydział Mechaniczny Politechniki Łódzkiej (http://ioitbm.p.lodz.pl/labs/tw/OU-5.pdf).
• 9. Jaworski J, Kluz R, Trzepieciński T. Operational tests of wear dynamics of drills made of low-alloy high-speed HS2-5-1 steel. Eksploatacja i Niezawodnosc - Maintenance and Reliability 2016; 18 (2): 271-277, https://doi.org/10.17531/ein.2016.2.15.
• 10. Kuczmaszewski J, Pieśko P. Wear of milling cutters resulting from high silicon aluminium alloy cast AlSi21CuNi machining. Eksploatacja i Niezawodnosc - Maintenance and Reliability 2014; 16 (1): 37-41.
• 11. Niaki M R, Fereidon A, Ahangari M G. Mechanical properties of epoxy/basalt polimer concrete: Experimental and analytical study. Structural Concrete 2017: 1-8.
• 12. Polska norma PN-EN ISO 4287:1999 - Struktura geometryczna powierzchni: metoda profilowa.
• 13. Vrtanoski G, Dukovski V. Design of polimer concrete main spindle housing for CNC lathe. 13th International Scientific Conference on Achievements in Mechanical and Materials Engineering 2005.