Studies on the effect of mill microstructure upon tool life during slot milling of Ti6Al4V alloy parts

• Autorzy: Kuczmaszewski J. , Zaleski K. , Matuszak J. , Pałka T. , Mądry J.

Identyfikatory

DOI

10.17531/ein.2017.4.13

Warianty tytułu

PL

Badania wpływu mikro stru ktury frezu na trwałość ostrza w proce sie frezowania ro wków w stopie tyt anu Ti6Al4V

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

Different forms of tool wear occur in the milling process. Mechanical wear, which has a range of varieties, is a typical form of wear connected with mill operating. One of the varieties of mechanical wear, frequently occurring during milling machiningresistant materials, is undesirable catastrophic wear. Avoiding that kind of wear by appropriate selection of technological parameters, sort of burning carbides and their microstructure constitutes basic information about reliability of the tool. This paper presents the findings from the experimental testing of the impact SC grain size in end mills on the cutting tool tooth (bit) service life and surface topography after slot milling Ti6Al4V alloy parts. The tool wear indicator was determined in compliance with PN-ISO 8688:1996. It was demonstrated that ultra fine grain SC milling cutters are the most resistant to chipping, whereas the surfaces machined with these cutting tools reveals the lowest roughness. The coarse grain SC milling cutters are among those with the shortest service life of all tested tools.

PL

W procesie skrawania występują różne formy zużycia narzędzi. Zużycie mechaniczne, które ma szereg odmian, jest typową formą zużycia związaną z eksploatacją frezów. Jedną z odmian zużycia mechanicznego, często pojawiającą się podczas skrawania materiałów trudnoobrabialnych jest niepożądane zużycie katastroficzne. Unikanie tego rodzaju zużycia poprzez odpowiedni dobór parametrów technologicznych, gatunku węglików spiekanych oraz ich mikrostruktury stanowi podstawową informację o niezawodności narzędzia. W pracy przedstawiono wyniki badań doświadczalnych wpływu wielkości ziaren węglików spiekanych we frezach walcowo-czołowych na trwałość ostrza i topografię powierzchni po procesie frezowania rowków w stopie tytanu Ti6Al4V. Wskaźniki zużycia wyznaczono w oparciu o normę PN-ISO 8688: 1996. Wykazano, że frezy o strukturze ultradrobnoziarnistej są najbardziej odporne na wykruszenia, a powierzchnia po obróbce charakteryzuje się najmniejszą chropowatością. Najmniejszą trwałością charakteryzują się frezy o strukturze gruboziarnistej.

Słowa kluczowe

EN

titanium alloys; milling; wear; roughness

PL

stopy tytanu; frezowanie; zużycie; chropowatość powierzchni

• Wydawca: Polskie Naukowo-Techniczne Towarzystwo Eksploatacyjne
• Czasopismo: Eksploatacja i Niezawodność
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 19, no. 4
• Strony: 590--596
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kuczmaszewski J.

• Department of Production Engineering Mechanical Faculty Lublin University of Technology Nadbystrzycka str., 20-618 Lublin, Poland

autor

Zaleski K.

• Department of Production Engineering Mechanical Faculty Lublin University of Technology Nadbystrzycka str., 20-618 Lublin, Poland

autor

Matuszak J.

• Department of Production Engineering Mechanical Faculty Lublin University of Technology Nadbystrzycka str., 20-618 Lublin, Poland

autor

Pałka T.

• Department of Production Engineering Mechanical Faculty Lublin University of Technology Nadbystrzycka str., 20-618 Lublin, Poland

autor

Mądry J.

• Polskie Zakłady Lotnicze Sp. z o.o. - PZL Mielec

Bibliografia

• 1. Abdel - Aaal H A, Nouari M, Mansori M El. Influence of thermal conductivity on wear when machining titanium alloys. Tribology International 2009; 42: 359-372.
• 2. Bach P, Trmal G, Zeman P, Vana J, Maly J. High performance titanium milling at low cutting speed. Procedia CIRP 2012; 1: 226-231.
• 3. Bławucki S, Zaleski K. The effect of the aluminium alloy surface roughness on the restitution coefficient. Advances in Science and Technology Research Journal 2015; 9(27): 66-71.
• 4. Chen L, El-Wardany T I, Harris W C. Modelling of the effects of flank wear land and chip formation on residual stresses. Annals of the CIRP 2004; 53(1): 95-98.
• 5. Ezugwu E O, Wang Z M. Titanium alloys and their machinability - a review. Journal of Materials Processing Technology 1997; 68: 262-274.
• 6. Grzesik W, Małecka J, Zalisz Z, Żak K, Niesłony P. Investigation of friction and wear mechanisms of TiAlN coated carbide against Ti6Al4V titanium alloy using pin – on discs tribometer. Archive of Mechanical Engineering 2016; 63(1): 113-127.
• 7. Honghua S U, Peng L I U, Yucan F U, Jiuhua X U. Tool life and surface integrity in high – speed milling of titanium alloy TA15 with PCD/PCBN tools. Chinese Journal of Aeronautics 2012; 25: 784-790.
• 8. Krolczyk G M, Nieslony P, Legutko S. Determination of tool life and research wear during duplex stainless turning. Archives of Civil and Mechanical Engineering 2015; 15(2): 347354.
• 9. Krupa K, Sieniawski J, Laskowski P. Zużycie narzędzi skrawających podczas toczenia stopu Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo. Mechanik 2010; 10: 654-661.
• 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): 37-40.
• 11. Kuczmaszewski J, Zagórski I, Dziubinska A. Investigation of ignition temperature, time to ignition and chip morphology after the high-speed dry milling of magnesium alloys. Aircraft Engineering and Aerospace Technology: An International Journal 2016; 88(3): 389-396.
• 12. Kuczmaszewski J, Zaleski K, Ed. Obróbka skrawaniem stopów aluminium i magnezu. Lublin: Politechnika Lubelska, 2015.
• 13. Nabhani F. Machining of aerospace titanium alloys. Robotics and Computer Integrated Manufacturing 2001; 17: 99-106.
• 14. Rudawska A, Reszka M, Warda T, Miturska I, Szabelski J, Stancekova D, Skoczylas A. Milling as a method of surface pre-treatment of steel for adhesive bonding. Journal of Adhesion Science and Technology 2016; 30(23): 2619-2636.
• 15. Rusinek R, Zaleski K. Dynamics of thin – walled element milling expressed by recurrence analysis. Meccanica 2016; 51(6): 1275-1286.
• 16. Shamato E, Saito A. A novel deep groove machining method utilizing variable – pitch end mill with feed – directional thin support. Precision Engineering 2016; 43: 277-284.
• 17. Su Y, He N, Li L. An experimental investigation of effects of cooling/lubrication conditions on tool wear in high – speed end milling of Ti-6Al-4V. Wear 2006; 261: 760766.
• 18. Twardowski P, Legutko S, Krolczyk G M , Hloch S. Investigation of wear and tool life of coated carbide and cubic boron nitride cutting tools in high speed milling. Advances in Mechanical Engineering 2015; 7(6): 1-9.
• 19. Zębala W, Gawlik J, Matras A, Struzikiewicz G, Ślusarczyk Ł. Research of surface finish during titanium alloy turning. Key Engineering Materials 2014; 581: 409-414.
• 20. Zareena A R, Rahman M, Wong Y S. Binderless CBN tools, a breakthrough for machining titanium alloys. Journal of Manufacturing Science and Engineering 2005; 127(2): 277-279.
• 21. Zoya Z A, Krishnamurthy R. The performance of CBN tools in the machining of titanium alloys. Journalof Materials Processing Technology 2000; 100: 80-86.