Model zużycia płytek obrotowych noży z ostrzem samoobrotowym SPRT w obróbce materiałów utwardzonych

STRESZCZENIE: Zaprezentowano wyniki badań zużycia i trwałości narzędzia typu SPRT (self-propelled rotary tools) zastosowanego do obróbki ulepszonej cieplnie stali X20Cr13 o twardości 40÷42 HRC i stali 100 Cr6 (d. ŁH15) o twardości 50÷52 HRC. Na podstawie badań zużycia ostrzy płytek skrawających obrotowych wykonanych według planu quasi D-optymalnego opracowano zależności regresyjne opisujące zużycie płytek w funkcji czasu skrawania. Do opisu zależności zużycia ostrzy na powierzchni przyłożenia w funkcji czasu przyjęto model matematyczny wykładniczy, którego współczynniki wyznaczono doświadczalnie bądź metodami regresji nieliniowej – z wykorzystaniem oprogramowania STATISTICA. Na podstawie analizy wyznaczonych pojedynczych modeli zużycia, które dobrze odzwierciedlały przebiegi zużycia, przyjęto ogólną postać modelu. Jest on zgodny z danymi doświadczalnymi w takim stopniu, że można go wykorzystać do prognozowania wartości zużycia ostrzy płytek obrotowych w funkcji czasu. Model nadaje się do obliczania trwałości ostrzy płytek obrotowych dla różnych wartości kryteriów stępienia. Wyniki badań mogą być ważnym źródłem informacji dla technologów zainteresowanych niekonwencjonalnymi narzędziami RT (rotary tools).

SŁOWA KLUCZOWE: narzędzia SPRT, trwałość, zużycie, model

ABSTRACT: The study presents the results of wear and endurance tests of a SPRT (self-propelled rotary tool) used for machining of thermally improved X20Cr13 steel with a hardness of 40÷42 HRC and 100 Cr6 (formerly ŁH15) steel with a hardness of 50÷52 HRC. On the basis of wear tests of rotary cutting insert blades, made according to the quasi D-optimal design, regression correlations describing the wear of inserts as a function of cutting time were developed. To describe the correlation of blade wear on the contact surface as a function of time, a mathematical exponential model was assumed; the coefficients thereof were determined experimentally or through non-linear regression methods – using the STATISTICA software. On the basis of analysis of the determined individual wear models, which had reflected well the courses of wear, a general form of the model was assumed. It conforms with the experimental data to an extent that it can be used to predict wear values of rotary insert blades as a function of time. The model is suitable for calculations of endurance of rotary insert blades for various dulling criteria values. The test results may be an important source of information for technologists interested in unconventional RT (rotary tools).

KEYWORDS: self-propelled rotary tools, endurance, wear, model

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

• Chmielewski K., Cieloszyk J., Zasada M., Narzędzia z obrotowymi płytkami skrawającymi– możliwości technologiczne i efekty stosowania, Konferencja naukowo-techniczna TPP 2006, Komisji Budowy Maszyn PAN, Politechnika Poznańska, Poznań 2006, s. 85-92.
• Chmielewski K., Cieloszyk J., Wpływ średnicy płytki na trwałość narzędzi z obrotowymi ostrzami skrawającymi, Obróbka skrawaniem -interakcja proces-obrabiarka pod redakcją Pawła Twardowskiego, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 2013 s. 340-347.
• Lei S. W., Liu: High-speed machining of titanium alloys using the driven rotary tool, International Journal of Machine Tools & Manufacture, Vol.42, 2002, pp. 653-661.
• Ezugwu E.O., Olajire K.A. and Wang Z.M.: Wear evaluation of a self-propelled rotary tool when machining titanium IMI 318 alloy, Proc. of the Institution of Mech. Eng. Vol. 216, 2002, pp.891-897.
• Kishawy H. A., Gerber A. G.: Characteristics of Heat Transfer During Machining With Rotary Tools, Journal of Manufacturing Science and Engineering, Vol. 126, 2004, pp. 404-407.
• Kishawy H. A., Becze C.E., McIntosh G.G.: Tool performance and attainable surface quality durning the machining of aerospace alloys using self-propelled rotary tools. Journal of Materials processing technology, Vol.152, 2004, pp. 266-271.

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.425