Pomiar składowych sił skrawania i chropowatości powierzchni podczas precyzyjnego toczenia czystego tytanu

• Autorzy: Kowalczyk M.

Warianty tytułu

EN

Measurements of cutting forces and surface roughness when precision turning of pure titanium

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki pomiarów składowych sił skrawania oraz parametrów chropowatości podczas precyzyjnego toczenia czystego tytanu (GRADE 2) ostrzem z polikrystalicznego diamentu PCD. Toczenie przeprowadzono w atmosferze powietrza. W celu realizacji badań zestawiono aparaturę pomiarową: tory do pomiaru parametrów chropowatości powierzchni obrobionej i składowych sił skrawania. Badania doświadczalne przeprowadzono wykorzystując metodę Taguchi. Parametry obróbki (prędkość skrawania v_c i głębokość skrawania a_p) stanowiły parametry wejściowe natomiast wybrane parametry chropowatości i składowe siły skrawania stanowiły parametry wyjściowe. W badaniach zastosowano następujący zakres parametrów skrawania: prędkość skrawania: 50-150m/min, głębokość skrawania: 0,01 – 0,1mm, natomiast posuw był stały, f = 0,036mm/obr. Rezultaty eksperymentu zostały przedstawione w postaci wykresów i ilustracji.

EN

The article presents the results measurements of cutting forces and roughness parameters when precision turning pure titanium (GRADE 2) of polycrystalline diamond PCD. Turning carried out in an air atmosphere. The following testing equipments were prepared: cutting force dynamometer with amplifier and measuring device for machined surface quality parameters (roughness) determination. Experimental studies were carried out using the Taguchi method. The machining parameters (cutting speed v_c and depth of cut a_p) were considered as input parameters. The surface roughness and cutting forces were selected as process output measure of performance. During the real cutting tests the following ranges of cutting parameters were applied: cutting speed: 50 – 150m/min depth of cut: 0.01 – 0.1mm and feed was constant f = 0.036mm/rev. The results of the researches are presented in the form of charts and contour maps.

Słowa kluczowe

PL

toczenie; tytan; badania; metoda Taguchi; siły skrawania; chropowatość

EN

turning; titanium; Taguchi method; cutting forces; roughness

• Wydawca: Wydawnictwo Wrocławskiej Rady FSNT NOT
• Czasopismo: Inżynieria Maszyn
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 18, z. 4
• Strony: 55--71
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kowalczyk M.

• Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji Produkcji, Wydział Mechaniczny, Politechnika Krakowska

Bibliografia

• [1] BYLICA A., SIENIAWSKI J., 1985, Tytan i jego stopy, PWN, Warszawa.
• [2] BHAUMIK S. K., DIVAKAR C., SINGH A. K., 1995, Machining Ti-6Al-4V alloy with a wBN-cBN composite tool, Material& Design, 16/4, 221-226.
• [3] CISZEWSKI A., RADOMSKI A., 1968, Obróbka oraz łączenie tytanu i jego stopów, WNT, Warszawa.
• [4] CHE-HARON C.H., JAWAID A., 2005, The effect of machining on surface integrity of titanium alloy Ti–6% Al–4% V, Journal of Materials Processing Technology, 166, 188–192.
• [5] CHE-HARON C.H., 2001, Tool life and surface integrity in turning titanium alloy, Journal of Materials Processing Technology, 118, 231-237.
• [6] CHOMSAMUTR K., JONGPRASITHPORN S., 2012, Optimization Parameters of tool life Model Using the Taguchi Approach and Response Surface Methodology, IJCSI International Journal of Computer Science Issues, 9, 1/3, 120-125.
• [7] EZUGWU E.O., RDA SILVA.B., BONNEY J., MACHADO A.R., 2005, Evaluation of the performance of CBN tools when turning Ti–6Al–4V alloy with high pressure coolant supplies, International Journal of Machine Tools & Manufacture, 45, 1009–1014.
• [8] EZUGWU E.O., BONNEY J., YAMANE Y., 2003, An overview of the machinability of aeroengine alloys, Journal of Materials Processing Technology, 134, 233-253.
• [9] EZUGWU E.O., WANG Z.M., 1997, Titanium alloys and their machinability – a review, V, Journal of Materials Processing Technology, 68, 262-274.
• [10] EZUGWU E.O., BONNEY J., ROSEMAR DA SILVAB B., CAKIR O., 2007, Surface integrity of finished turned Ti–6Al–4V alloy with PCD tools using conventional and high pressure coolant supplies, International Journal of Machine Tools & Manufacture, 47, 884–891.
• [11] GAWLIK J., ZĘBALA W., 2005, Kształtowanie jakości wyrobów w obróbce precyzyjnej. Mechanik, 12/2011.
• [12] GRZESIK W., A survey of current knowladge on machining titanium and ist alloys, The 5th International Scientific Conference Development of Metal Cutting, 21-26.
• [13] KRUSZCZYŃSKI B., STACHURSKI W., ZGÓRNIAK P., 2010, Wpływ warunków obróbki podczas toczenia ostrzami typu Wiper na jakość powierzchni obrobionej i siły skrawania, Inżynieria Maszyn, 15/4, 7-20.
• [14] KURAM E., SIMSEK B. T., OZCELIK B., DEMIRBAS E., ASKIN S., 2010, Optimization of the Cutting Fluids and Parameters Using Taguchi and ANOVA in Milling, Proceedings S. of the World Congress on Engineering, II, WCE, June 30 - July 2, 2010, London, U.K.
• [15] KOLAHANI F., MANOOCHEHRI M., HOSSEINI A., 2011, Application of Taguchi Method and ANOVA Analysis for Simultaneous Optimization of Machining Parameters and Tool Geometry in Turning, World Academy of Science, Engineering and Technology, 74, 82-85.
• [16] MANTLE A.L., ASPINWALL D.K., 1997, Surface integrity and fatigue life of turned gamma titanium aluminide, Journal of Materials Processing Technology 72/3, 413-420.
• [17] MOTORCU A. R., 2010, The Optimization of Machining Parameters Using the Taguchi Method for Surface Roughness of AISI 8660 Hardened Alloy Steel, Journal of Mechanical Engineering, 56/6, 391-401.
• [18] NIKOS TSOURVELOUDIS C., 2010, Predictive Modeling of the Ti-6Al-4V alloy Surface Roughness, J Intell Robot Syst, 60, 513-530.
• [19] CHAUVY P.F., MADORE C., LANDOLT D., 1998, Variable length scale analysis of surface topography: characterization of titanium surfaces for biomedical applications, Surface and Coatings Technology, 110, 48–56.
• [20] RIBEIRO M.V., MOREIRA M.R.V, FERREIRA J.R., 2002, Optimization of titanium alloy (6Al-4V) machining, Journal of Materials Processing Technology, 1430144, 458-463.
• [21] RAMA R.S., PADMANABHAN G., 2012, Application of Taguchi methods and ANOVA in optimization of process parameters for metal removal rate in electrochemical machining of Al/5%SiC composites. International Journal of Engineering Research and Applications (IJERA), 2/3, 192-197.
• [22] RAMESH S., KARUNAMOORTHY L., PALANIKUMAR K., 2012, Measurement and analysis of surface roughness in turning of aerospace titanium alloy (gr5), Measurment, 45, 1266-1276.
• [23] RUSZAJ A., SKOCZYPIEC S., WYSZYŃSKI D., LIPIEC P., 2011, Wybrane aspekty stosowania mikro i nanotechnologii w procesach wytwarzania, Inżynieria Maszyn, 16/4, 7-18.
• [24] ZAREENA A.R., VELDHUIS S.C., 2012, Tool wear mechanisms and tool life enhancement in ultra-precision machining of titanium, Journal of Materials Processing Technology, 212, 560-570.