The influence of cutting edge radius on the cutting zone state.

• Autorzy: Zębala W.

Warianty tytułu

PL

Wpływ promienia zaokrąglenia krawędzi skrawającej na stan strefy skrawania.

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper describes the results of cutting process modelling of medium carbon steel (0,33%C) machining by cemented carbides tools P20 with a specially prepared geometry: cutting adge radius rn = 0,01; 0,03; 0,05 mm, rake angle gamma n = 6 degrees, clearance angle alfa n = 6 degrees, tool cutting adge angle kappa r = 45 degrees, corner radius re = 0,03 mm, flat rake face. The modelling research purpose was to determine the influence of cutting edge radius on the cutting zone state (temperature and stress distribution in the tool and chip). The modelling process was realized in two stages: the initial calculations, permitting the geometry of the model and boundary condition determination and the main numerical calculations, based on the boundary element method, permitting the determination of the temperature and stress fields distributions in the cutting zone. The geometry of the model was defined from the shear angle calculation. Results of the test were presented in the form of distribution maps of temperature, Von Mises effective stress and maximum shear stress inside the whole zutting zone.

PL

W pracy przedstawiono modelowanie procesu skrawania stali średniowęglowej (),33%C) narzędziami z węglików spiekanych grupy P20 o odpowiednio przygotowanej geometrii ostrzy: promień zaokrąglenia krawędzi skrawającej rn = 0,01; 0,03; 0,05 mm, kąt natarcia gamma n = 6 stopni, kąt przyłożenia alfa n = 6 stopni, kąt przystawienia kappa r = 45 stopni, promień naroża re = 0,03 mm, płaska powierzchnia natarcia. Celem badań modelowych było określenie wpływu promienia zaokrąglenia krawędzi skrawającej na stan strefy skrawania (rozkład temperatury i naprężeń w ostrzu i wiórze). Proces modelowania zrealizowano w dwóch etapach: obliczenia początkowe, pozwalające na ustalenie geometrii modelu i warunków brzegowych, oraz główne obliczenia numeryczne oparte na metodzie elementów brzegowych, pozwalające na określenie pól rozkładu temperatury i naprężeń w strefie skrawania. Geometria modelu została ustalona przez obliczenia kąta ścinania. Wyniki badań zapreznetowano w postaci map rozkładu temperatury, naprężeń zredukowanych według hipotezy Misesa oraz naprężeń stycznych wewnątrz całej strefy skrawania.

Słowa kluczowe

EN

cutting zone; cutting edge radius; cutting edge; temperature distribution; stress distribution

PL

strefa skrawania; promień zaokrąglenia krawędzi; ostrze skrawające; rozkład temperatury; rozkład naprężeń

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN ; De Gruyter
• Czasopismo: Advances in Manufacturing Science and Technology
• Rocznik: 2002
• Tom: Vol. 26, nr 3
• Strony: 63--75
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., fot., rys.

Twórcy

autor

Zębala W.

• Cracow University of Technology, Institute of Production Engineering and Automation, 31-864 Krakow, al. Jana Pawła II 37, phone [phone], fax [phone]

Bibliografia

• [1] J. BEŃO: Teoria rezania kovov (Theory of metal cutting). Vienala, Kosice 1999.
• [2] W. ZĘBALA: Modelowanie strefy skrawania (Cutting zone modeling). Prace Instytutu Technologii Maszyn i Automatyzacji Produkcji, vol. 63. Wyd. Politechniki Krakowskiej, Kraków 1999, 239-246.
• [3] EJ.A. ARMAREGO, R.C. WHITFIELD: Computer based modeling of popular machining operations. Annals CIRP, 34(1985)1, 65-69.
• [4] E.M. TRENT: Metal cutting and the tribology of seizure: temperatures in metal cutting. Wear, 128(1988), 65-81.
• [5] W. ZĘBALA: Investigations of temperature distribution in the cutting zone. Advances in Manufacturing Science and Technology, 23(1999)4, 155-165.
• [6] W. ZĘBALA, J. GAWLIK: Investigations of thermal aspects during cutting. Proc. 4th Intern. Scientific Colloquium CAX TECHNIQUES, Bielefeld 1999, 1-8.
• [7] H. ZHEN-BIN, R. KOMANDURI: On a thermo-mechanical model of shear instability in machining. Annals CIRP, 44(1995)1, 69-73.
• [8] J.A. ARSECULARATNE, R.F. FOWLE, P. MATHEW: Prediction of chip flow direction, cutting forces and surface roughness in finish turning. J. Manuf Science and Engineering, 120(1998), 1-12.
• [9] W. ZĘBALA: Opracowanie metody i badania stanu strefy skrawania w obróbce precyzyjnej. Sprawozdanie z grantu nr 7T07D 029 12, Kraków 1999.
• [10] T. BURCZYŃSKI: Boundary element method in the mechanics. WNT, Warszawa 1995.