A generalized model of surface roughness constitution in the metal cutting process applying tools with defined stereometry.

• Autorzy: Miko E.

Warianty tytułu

PL

Uogólniony model powstawania chropowatości powierzchni skrawanych narzędziami ze zdefiniowaną stereometrią ostrzy.

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The process of surface roughness formation is complex and dependent on numerous factors. The analysis of the latest reports on the subject shows that mathematical relationships used for determining surface irregularities after turning and milling are not complete or accurate enough and, therefore, need to be corrected. A new generalized mathematical model of roughness formation was developed for surfaces shaped with round-nose tools. The model provides us with a quantitative analysis of the effects of the tool representation, undeformed chip thickness, tool vibrations in relation to the workpiece, tool run-out (for multicutter tools) and, indirectly, also tool wear. This model can be used to prepare separate models for most of the typical machining operations. Surface roughness is represented here by two parameters Ra and Rt. Simulations carried out for this model helped to develop nomograms which can be used for predicting and controlling the roughness Ra of surfaces sculptured by face milling.

PL

Proces powstawania chropowatości powierzchni jest złożony i wpływa na niego wiele czynników. Na podstawie analizy literatury stwierdzono, że obecnie stosowane zależności matematyczne służące do wyznaczenia chropowatości powierzchni skrawanych (np. toczonych i frezowanych) są niedokładne lub niepełne i wymagają uzupełnień. Dlatego opracowano uogólniony matematyczny model konstytuowania się chropowatości powierzchni skrawanych ostrzami o zaokrąglonym narożu. Model ten uwzględnia w sposób ilościowy wpływ odwzorowania ostrza, resztkową część warstwy skrawanej, drgania narzędzia względem przedmiotu obrabianego, bicie ostrzy (w przypadku narzędzi wieloostrzowych) i pośrednio ich zużycie. Model umożliwia także uzyskanie modeli szczegółowych większości sposobów obróbki skrawaniem. Chropowatość powierzchni w tym modelu jest charakteryzowana parametrami Ra i Rt. Przeprowadzone badania symulacyjne pozwoliły na opracowanie nomogramów użytkowych służących do prognozowania i kształtowania chropowatości Ra powierzchni frezowanych czołowo.

Słowa kluczowe

EN

metal cutting; finishing; modelling; surface roughness

PL

skrawanie; obróbka wykańczająca; modelowanie; chropowatość powierzchni

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN ; De Gruyter
• Czasopismo: Advances in Manufacturing Science and Technology
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 30, nr 2
• Strony: 5--24

Twórcy

autor

Miko E.

• Kielce University of Technology, Chair of Mechanical Engineering and Metrology, al. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce, Poland,

Bibliografia

• [1] H. ŻEBROWSKI: Konstytuowanie technologicznej warstwy wierzchniej w procesie toczenia z podwyższonymi prędkościami skrawania. Mechanik, 71(1998)11, 686-692.
• [2] J. PETERKA: A New Approach to Calculating the Aridimetical Mean Deviation of a Profile during Copy Milling. J. Mech. Engin., 50(2004)12, 594-597.
• [3] W. GRZESIK: Podstawy skrawania materiałów metalowych, WNT, Warszawa 1998.
• [4] D. Y. JANG, Y. G. CHOI, H. G. KIM, A. HSIAO: Study of the correlation between surface roughness and cutting vibrations to develop an on-line roughness measuring technique in hard turning. J. Mach. Tools and Manuf., 36(1996)4, 453-464.
• [5] V. LIUBIMOV, K. OCZOŚ: Wybrane zagadnienia kształtowania nierówności powierzchni w procesach obróbkowych. Mechanik, 70(1997)3, 81-84.
• [6] S. C. LIN, M.F. CHANG: A study on the effects of vibrations on the surface finish using a surface topography simulation model for turning. J. Mach. Tools & Manuf., 38(1998), 763-782.
• [7] R. LIN, Y. KOREN: Efficient tool-path planning for machining free-form surfaces. J. Manuf. Sci. and Engin., 118(1996), 20-28.
• [8] G. M. ZHANG, S. G. KAPOOR: Dynamic generation of machined surface. Part 1: Description of a random excitation system. J. Engin. for Industry, 113(1991), 137-144.
• [9] E. MIKO: Konstytuowanie mikronierówności powierzchni metalowych obrobionych narzędziami o zdefiniowanej stereometrii ostrzy. Monografie, Studia, Rozprawy Nr 46, Politechnika Kielecka, Kielce 2004.
• [10] M. KAWALEC: Skrawanie hartowanych stali i żeliwa narzędziami o określonej geometrii ostrza. Rozprawy Nr 234, Politechnika Poznańska, Poznań 1990.
• [11] W. WAWRZINIAK, B. STRELOW: Feindrehen geratebautypischer Werkstoffe mit hochharten Schneidstoffen. Feingerdtetechnik, 29(1980)5, 208-210.
• [12] M. BONIFACIO, A. E. DINIZ: Correlating tool wear, tool life, surface roughness and tool vibration in finish turning with coated carbide tools. Wear, 173(1994), 137-144.
• [13] P. WILKINSON et al.: Surface finish parameters as diagnostics of tool wear in face milling. Wear, 205(1997), 47-54.