ANALIZA MES WPŁYWU ZUŻYCIA POWIERZCHNI PRZYŁOŻENIA NARZĘDZIA NA JEGO OBCIĄŻENIE W SKRAWANIU ORTOGONALNYM STALI 42CrMo4

W artykule przedstawiono analizę wpływu zużycia powierzchni przyłożenia (wskaźnik VBB) na składowe siły całkowitej oraz rozkład nacisków na ostrzu podczas toczenia ortogonalnego. Dane eksperymentalne uzyskano, mierząc składowe siły całkowitej siłomierzem tensometrycznym oraz przez rejestrację wartości reakcji ostrza w modelu MES procesu formowania wióra. Badania eksperymentalne posłużyły do walidacji modeli numerycznych przygotowanych w programie ABAQUS. Określone pasmo zużycia zostało zamodelowane geometrycznie na powierzchni przyłożenia, a wpływ tego zużycia został oceniony w niezależnych symulacjach. Model numeryczny formowania wióra wykorzystuje równanie kon-stytutywne Johnsona-Cooka do opisu wartości i rozkładu naprężeń w przedmiocie obrabianym, a ostrze z zamodelowanym zużyciem zostało opisane jako ciało idealnie sztywne. Mechanikę procesu skrawania przedstawiono, odwołując się do modelu Merchanta skrawania ortogonalnego, nanosząc wykreślnie wektory przyrostu składowych siły całkowitej obliczone MES na tle zamodelowanego konturu strefy skrawania. Wyniki pomiarów i symulacji wskazują, że wzrost zużycia określony wskaźnikiem VBB wpływa bezpośrednio na wzrost składowych siły całkowitej.

Pełny tekst (pdf)

1. Cai Y.J., Dou T., Duan C.Z., Li, Y.: Finite element simulation and experiment of chip formation process during high speed machining of AISI 1045 hardened steel, Int.
   J. Recent Trends Eng., 1 (2009) 123-130.
2. Docobu F., Arrazola P.J., Riviere-Lorphevre E., Filippi E.: Finite element prediction of the tool wear influence in Ti6Al4V machining, 15th CIRP Conf. Modelling of
   Machining Operations, Karlsruhe 2015.
3. Kohir V., Dundur S.T.: Finite Element Simulation to study the effect of flank wear land inclination on cutting forces and temperature distribution in orthogonal machining, J. Eng. Fundamentals, 1 (2014) 30-42.
4. Mashayekhi M., Salimi M., Vaziri M.R.: Evaluation of chip formation simulation models for material separation in the presence of damage models, Simulation Modelling Practice Theory, 19 (2011) 718-733.
5. Milutinović M., Tanović L.: Cutting forces in hard turning comprising tool flank wear and its implication for the friction between tool and workpiece, Tehnicki vjesnik, 23 (2016) 1373-1380.
6. Pantale O.: An ALE three-dimensional model of orthogonal and oblique metal cutting processes, Int. J. Forming Processes, 9 (1998) 371-388.
7. Usui E., Kitagawwa T., Maekawa K., Shirakashi T.: Analytical prediction of flank wear of carbide tools in turning plain carbon steels, Bull. Japan Society Precision Eng., 23 (1989) 263-269.
8. Wang J., Huang C.Z., Song W.G.: The effect of tool flank wear on the orthogonal cutting process and its practical implications, J. Mat. Proc. Technol., 142 (2003) 338-346.