Monitorowanie temperatury skrawania

• Autorzy: Bartoszuk M. , Nowak A.

Warianty tytułu

EN

Monitoring of the cutting temperature

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł niniejszy omawia przykłady praktyczne różnych sposobów monitorowania temperatury skrawania. Omawiane metody badawcze zilustrowano w oparciu o przypadek toczenia ortogonalnego na sucho stali austenitycznej AISI 321 ostrzami węglikowymi H10F bez- i z powłokami ochronnymi o różnej konfiguracji warstw. W artykule szczególną uwagę poświęcono metodzie termoelementu naturalnego w odmianie jednonożowej oraz pomiarom termowizyjnym. W podsumowaniu pokazano zalety i wady omawianych metod pomiaru temperatury skrawania.

EN

The paper discusses practical examples of different ways of monitoring the cutting temperature. These test methods are illus-trated based on the case of dry orthogonal turning of AISI 321 austenitic stainless steel by cemented carbide inserts H10F with and without protective coatings of varied layer configurations. In this paper particular attention is paid to the natural thermocouple in single-point cutting. Examples of application of the test method (Figs. 2 and 4) are shown, and measurement chain calibration is discussed (Figs. 5 and 6). Table 3 shows the results of the calibra-tion, i.e. the contact temperature as a function of the thermoelectrical force for selected tribological pairs of the tool-workpiece material. Moreover, the paper deals in detail with the methodology of the infrared imaging of the temperature distribution in the cutting zone. The considerations are based on the temperature distribution analysis on the top of the chip, which is directly in contact with the atmosphere (Fig. 10). Based on the literature data [2, 8] and the results of own research [3] an original method of calibrating the thermal imaging measurement chain was proposed (Fig. 7). This allowed determining the emissivity of the chip surface in settings similar to cutting conditions. In conclusion, there are presented the advantages and disadvantages of the discussed cutting temperature measurement methods by referring them to the literature results and the results of own research.

Słowa kluczowe

PL

temperatura skrawania; strefa kontaktu; źródło ciepła

EN

cutting temperature; cutting zone; heat source

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 60, nr 1
• Strony: 16--19
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Bartoszuk M.

• Politechnika Opolska, Katedra Technologii Maszyn i Automatyzacji Produkcji ul. Mikołajczyka 5, 45-271 Opole

autor

Nowak A.

• Politechnika Opolska, Katedra Technologii Maszyn i Automatyzacji Produkcji ul. Mikołajczyka 5, 45-271 Opole

Bibliografia

• [1] Grzesik W.: Podstawy skrawania materiałów metalowych, WNT, Warszawa, 1998.
• [2] Jaspers S. P. F. C., Dautzenberg J. H.: Material Behaviour in metal cutting: strains, strain rates and temperatures in chip formation, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 121, 2002, s. 123-135.
• [3] Bartoszuk M.: Badania oddziaływań termicznych w strefie skrawania dla stali AISI 321, VI Konf. Nauk. Szkoła Obróbki Skrawaniem – Efektywne Wytwarzanie, Lądek Zdrój, 2012, s. 167-174.
• [4] Michalski L., Eckersdorf K.: Pomiary temperatury, WNT, Warszawa, 1986.
• [5] Komanduri R., Hou Z. B.: A review of the experimental techniques for the measurement of heat and temperatures generated in some manufacturing processes and tribology, Tribology International, Vol. 34, 2001, s. 653-682.
• [6] Silva M. B., Wallbank J.: Cutting temperature: prediction and measurement methods a review, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 88, 1999, s. 195-202.
• [7] Zębala W.: Analityczna i eksperymentalna identyfikacja stanu strefy obróbki w procesie skrawania, Oficyna Wydawnicza Politechniki Krakowskiej, Kraków, 2004.
• [8] Minkina W. A., Rutkowski P., Wild W. A.: Podstawy pomiarów termowizyjnych, Część II – Współczesne rozwiązania systemów termowizyjnych, Nr 1, 2000, s. 11-14.
• [9] Jankowiak M., Twardowski P.: Przydatność różnych metod pomiaru temperatury ostrza skrawającego, Archiwum Technologii Maszyn I Atomatyzacji, Vol. 21, Nr 2, 2001, s. 95-102.
• [10] Noże tokarskie składane, Katalog produktów firmy PAFANA, 2011.
• [11] Obróbka skrawaniem. Produkty i usługi. Katalog firmy Oerlicon Balzers, 2011.
• [12] Leshock C. E., Shin Y. C.: Investigation on cutting temperature in turning by a tool-work thermocouple technique, Transaction of the ASME, Vol. 119, 1997, s. 502-508.
• [13] Grzesik W.: Experimental investigstions of the cutting temperature when turning with coated indexable inserts, International Journal of Machine Tools & Manufacture, Vol. 39, 1999, s.355-369.
• [14] Abhang L.B., Hameedullah M.: Chip-Tool Interface Temperature Prediction Model for Turning Process, International Journal of Engineering Science and Technology, Vol. 2/4, 2010, s. 382-393.
• [15] Rech J.: Influence of cutting tool coatings on the tribological phenomena at the tool–chip interface in orthogonal dry turning, Surface & Coatings Technology, Vol. 200, 2006, s. 5132-5139.
• [16] Filice L., Micari F., Settineri L., Umbrello D.: Wear modelling in mild steel orthogonal cutting when using uncoated carbide tools, Wear, Vol. 262, 2007, s. 545-554.
• [17] Yvonnet J., Umbrello D., Chinesta F., Micari F.: A simple inverse procedure to determine heat flux on the tool in orthogonal cutting, Int. Journal of Machine Tools & Manufacture, Vol. 46, 2006, s. 820-827.
• [18] Aneiro F. M., Coelho R. T., Brandão L. C.: Turning Hardened Steel Using Coated Carbide at High Cutting Speeds, J. of the Braz. Soc. of Mech. Sci. & Eng., Vol XXX/2, 2008, s. 104-109.