Фінішне оброблення загартованої сталі при торцевому фрезеруванні інструментом із ПКНБ без покриттів та з покриттями TiSiN і TiAlN
DOI:
https://doi.org/10.26642/ten-2024-2(94)-32-37Ключові слова:
торцеве фрезерування, загартована сталь, полікристалічний кубічний нітрид бору, TiSiN, TiAlN, якість поверхні, шорсткістьАнотація
У статті представлено результати експериментальних досліджень впливу різних режимів різання на шорсткість поверхні загартованої сталі високої твердості, отриманої після торцевого фрезерування інструментом із полікристалічного кубічного нітриду бору (ПКНБ) без покриттів та зі зносостійкими покриттями. Метою дослідження було порівняння показників шорсткості поверхні загартованої сталі, що отримані при торцевому фрезеруванні інструментом без покриттів та з покриттями TiSiN і TiAlN. Під час експериментальних досліджень розглядалися різні параметри різання, такі як подача, глибина різання, схема різання для визначення їх впливу на шорсткість оброблюваної поверхні. Оброблення проводилося на вертикально-фрезерному центрі DMU 80 eVo Deckel Maho із застосуванням торцевої фрези SECO TOOLS зі змінними різальними елементами (N = 5). Результати показали, що інструменти з покриттям TiSiN і TiAlN забезпечують меншу шорсткість обробленої поверхні при торцевому фрезеруванні порівняно з використанням інструментів без покриттів. Представлено результати впливу схеми різання (зустрічне, попутне, симетричне різання), впливу різної подачі і глибини різання на шорсткість поверхні загартованої сталі. У статті обґрунтовано та надано рекомендації щодо оптимізації параметрів обробки для досягнення кращих результатів показників шорсткості при торцевому фрезеруванні загартованої сталі з використанням інструментів із ПКНБ зі зносостійкими покриттями та без покриттів у виробничих умовах для підвищення продуктивності та економічної ефективності процесу.
Посилання
Stakhniv, N.E. (2013), «The study of the influence of cutting conditions on machined surface roughness in turning hardened steels with cutting tools of cBN based composite», Journal of Superhard Materials, Vol. 35, Issue 3, pp. 166–174.
Derakhshan, E.D. and Akbari, A.A. (2009), «Experimental investigation on the effect of workpiece hardness and cutting speed on surface roughness in hard turning with CBN tools», Proceedings of the World Congress on Engineering 2009, July 1–3, Vol II, London, U.K.
Yalçın, B. (2015), «Surface roughness and cutting forces in turning of tool steel with mixed ceramic and cubic boron nitride cutting tools», Transactions of the Canadian Society for Mechanical Engineering, Vol. 39, Issue 2, pp. 323–336.
Sahin, Y. and Motorcu, A.R. (2008), «Surface roughness model in machining hardened steel with cubic boron nitride cutting tool», International Journal of Refractory Metals & Hard Materials, Vol. 26, pp. 84–90.
Melniichuk, Yu.O., Petrusha, I.A., Klymenko, S.A. et al. (2015), «Vysokoshvydkisne tochinnia detalei z zahartovanykh stalei instrumentamy, shcho osnashcheni materialamy na osnovi kubichnoho nitrydu boru», Instrumentalnyi svit, No. 1–4 (61–64), рр. 13–15.
Klymenko, S.A., Klymenko, S.An. and Burykin, V.V. (2012), «Analitychna otsinka velychyny temperaturnykh spalakhiv na kontaktnykh poverkhniakh instrumentu z polikrystalichnykh nadtverdykh materialiv na osnovi kubichnoho nitrydu», Protsesy mekhanichnoi obrobky v mashynobuduvanni, zb. nauk. pr., ZhDTU, Zhytomyr, Issue 12, рр. 58–66.
Wang, D., Yin, L., Hänel, A. et al. (2023), «Cutting performance of binderless nanopolycrystalline cBN and PcBN milling tools for high-speed milling of hardened steel», Ceramics International, Vol. 49, Issue 22, Part A, pp. 34757–34773.
Filho, M.S., Stipkovic, M.A., Bordinassi, É.C. et al. (2017), «Experimental numerical model of roughness in finishing face milling of AISI 4140 hardened steel», Advanced Structured Materials, pp. 83–91.
Kundrak, J., Nagy, A., Markopoulos, A.P. and Karkalos, N.E. (2019), «Investigation of surface roughness on face milled parts with round insert in planes parallel to the feed at various cutting speeds», Cutting & tool in technological system, Issue 91, pp. 1–6.
Список використаної літератури:
Stakhniv N.E. The study of the influence of cutting conditions on machined surface roughness in turning hardened steels with cutting tools of cBN based composite / N.E. Stakhniv // Journal of Superhard Materials. – 2013. – Vol. 35, Issue 3. – Р. 166–174.
Derakhshan E.D. Experimental investigation on the effect of workpiece hardness and cutting speed on surface roughness in hard turning with CBN tools / E.D. Derakhshan, A.A. Akbari // Proceedings of the World Congress on Engineering 2009, July 1–3. – London, U.K., 2009. – Vol. II.
Yalçın B. Surface roughness and cutting forces in turning of tool steel with mixed ceramic and cubic boron nitride cutting tools / B.Yalçın // Transactions of the Canadian Society for Mechanical Engineering. – 2015. – Vol. 39, Issue 2. – Р. 323–336.
Sahin Y. Surface roughness model in machining hardened steel with cubic boron nitride cutting tool / Y.Sahin, A.R. Motorcu // International Journal of Refractory Metals & Hard Materials. – 2008. – Vol. 26. – Р. 84–90.
Високошвидкісне точіння деталей з загартованих сталей інструментами, що оснащені матеріалами на основі кубічного нітриду бору / Ю.О. Мельнійчук, І.А. Петруша, С.А. Клименко та ін. // Інструментальний світ. – 2015. – № 1–4 (61–64). – С. 13–15.
Клименко С.А. Аналітична оцінка величини температурних спалахів на контактних поверхнях інструменту з полікристалічних надтвердих матеріалів на основі кубічного нітриду бору / С.А. Клименко, С.Ан. Клименко, В.В. Бурикін // Процеси механічної обробки в машинобудуванні : зб. наук. пр. – Житомир : ЖДТУ, 2012. – Вип. 12. – С. 58–66.
Cutting performance of binderless nanopolycrystalline cBN and PcBN milling tools for high-speed milling of hardened steel / D.Wang, L.Yin, A.Hänel and other // Ceramics International. – 2023. – Vol. 49, Issue 22, Part A. – Р. 34757–34773.
Experimental numerical model of roughness in finishing face milling of AISI 4140 hardened steel / M.S. Filho, M.A. Stipkovic, É.C. Bordinassi and other // Advanced Structured Materials. – 2017. – Р. 83–91.
Investigation of surface roughness on face milled parts with round insert in planes parallel to the feed at various cutting speeds / J.Kundrak, A.Nagy, A.P. Markopoulos, N.E. Karkalos // Cutting & tool in technological system. – 2019. – Issue 91. – Р. 1–6.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Петро Петрович Мельничук, Яна Павлівна Коваленко
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автор, який подає матеріали до друку, зберігає за собою всі авторські права та надає відповідному виданню право першої публікації, дозволяючи розповсюджувати даний матеріал із зазначенням авторства та джерела первинної публікації, а також погоджується на розміщення її електронної версії на сайті Національної бібліотеки ім. В.І. Вернадського.
