Coated tools wear prediction in milling explained by the strain rate affected film fatigue failure

Autor: Konstantinos-Dionysios Bouzakis, Rodoula Paraskevopoulou, G. Katirtzoglou, Kyriakos Efstathiou, E. Bouzakis, S. Makrimallakis
Rok vydání: 2013
Předmět:
Zdroj: Materialwissenschaft und Werkstofftechnik. 44:691-696
ISSN: 0933-5137
Popis: The knowledge of coated tool wear mechanisms in milling is central for explaining the film failure and selecting the appropriate cutting strategy and conditions. The described tool wear investigations in up and down milling were carried out at various cutting conditions, by coated cemented carbide inserts fixed on tool holders of different diameters. The variable stress, strain and strain rate fields developed in the tool during cutting affect the film-substrate deformation and in this way the resulting coating's loads and its fatigue failure. The effective tool life, up to a certain flank wear width was experimentally determined and correlated to the cutting edge entry impact duration (CEEID) into the workpiece material. Using a commercial CAD/CAM system, the geometry of the chip and of the contact between the cutting edge and workpiece was calculated in various milling cases and the corresponding tool wear evolution predicted. The latter converges with cutting edge entry impact duration and with the associated film fatigue critical force, affected by the coating strain rate. Die Kenntnis der Verschleismechanismen beschichteter Werkzeuge beim Frasen spielt bei der Erklarung des Schichtversagens sowie bei der Auswahl einer geeigneten Frasstrategie und der entsprechenden Schnittparameter eine entscheidende Rolle. Bei den durgefuhrten Untersuchungen wurden beschichtete Wendeschneidplatten an Fraskopfen mit verschiedenen Durchmessern im Gleich- sowie im Gegenlauf bei variierten Schnittparametern eingesetzt. Die an der Werkzeugschneide wahrend des Frasvorgangs entwickelten Spannungs-, Dehnungs- und Dehnungsgeschwindigkeitsfelder beeinflussen die Verformung des beschichteten Werkzeugs und bestimmen die Belastungen an der Schicht, die ein Ermudungsversagen auslosen konnen. Die Standzeit bis zu einer bestimmten Verschleismarkenbreite wurde experimentell ermittelt und mit der Impulsdauer des Schneideneintritts (CEEID) in das Werkstuck verglichen. Mit Hilfe von einem kommerziellen CAD/CAM-Programm wurden die Span- sowie die Kontaktgeometrie zwischen der Scheide und dem Werkstuck berechnet und dadurch die Verschleisentwicklung bei unterschiedlichen Frasbeispielen vorausgesagt. Dabei zeigte die Verschleisentwicklung eine gute Korrelation mit der Impulsdauer des Schneideneintritts sowie mit der entsprechenden kritischen Belastung, die von der Dehnungsgeschwindigkeit beeinflusst wird.
Databáze: OpenAIRE