Czasopisma
Czasopisma
Czasopisma
ATEST - OCHRONA PRACY
ATEST - OCHRONA PRACY
AURA
AURA
AUTO MOTO SERWIS
AUTO MOTO SERWIS
CHEMIK
CHEMIK
CHŁODNICTWO
CHŁODNICTWO
CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA
CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA
DOZÓR TECHNICZNY
DOZÓR TECHNICZNY
ELEKTROINSTALATOR
ELEKTROINSTALATOR
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA
Czasopisma
Czasopisma
Czasopisma
GAZETA CUKROWNICZA
GAZETA CUKROWNICZA
GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA
GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA
GOSPODARKA MIĘSNA
GOSPODARKA MIĘSNA
GOSPODARKA WODNA
GOSPODARKA WODNA
HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE
HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA
MASZYNY, TECHNOLOGIE, MATERIAŁY - TECHNIKA ZAGRANICZNA
MASZYNY, TECHNOLOGIE, MATERIAŁY - TECHNIKA ZAGRANICZNA
MATERIAŁY BUDOWLANE
MATERIAŁY BUDOWLANE
OCHRONA PRZECIWPOŻAROWA
OCHRONA PRZECIWPOŻAROWA
OCHRONA PRZED KOROZJĄ
OCHRONA PRZED KOROZJĄ
Czasopisma
Czasopisma
Czasopisma
ODZIEŻ
ODZIEŻ
OPAKOWANIE
OPAKOWANIE
PACKAGING REVIEW
PACKAGING REVIEW
POLISH TECHNICAL REVIEW
POLISH TECHNICAL REVIEW
PROBLEMY JAKOŚCI
PROBLEMY JAKOŚCI
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY
PRZEGLĄD GASTRONOMICZNY
PRZEGLĄD GASTRONOMICZNY
PRZEGLĄD GEODEZYJNY
PRZEGLĄD GEODEZYJNY
PRZEGLĄD MECHANICZNY
PRZEGLĄD MECHANICZNY
PRZEGLĄD PAPIERNICZY
PRZEGLĄD PAPIERNICZY
Czasopisma
Czasopisma
Czasopisma
PRZEGLĄD PIEKARSKI I CUKIERNICZY
PRZEGLĄD PIEKARSKI I CUKIERNICZY
PRZEGLĄD TECHNICZNY. GAZETA INŻYNIERSKA
PRZEGLĄD TECHNICZNY. GAZETA INŻYNIERSKA
PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - WIADOMOŚCI TELEKOMUNIKACYJNE
PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - WIADOMOŚCI TELEKOMUNIKACYJNE
PRZEGLĄD WŁÓKIENNICZY - WŁÓKNO, ODZIEŻ, SKÓRA
PRZEGLĄD WŁÓKIENNICZY - WŁÓKNO, ODZIEŻ, SKÓRA
PRZEGLĄD ZBOŻOWO-MŁYNARSKI
PRZEGLĄD ZBOŻOWO-MŁYNARSKI
PRZEMYSŁ CHEMICZNY
PRZEMYSŁ CHEMICZNY
PRZEMYSŁ FERMENTACYJNY I OWOCOWO-WARZYWNY
PRZEMYSŁ FERMENTACYJNY I OWOCOWO-WARZYWNY
PRZEMYSŁ SPOŻYWCZY
PRZEMYSŁ SPOŻYWCZY
RUDY I METALE NIEŻELAZNE
RUDY I METALE NIEŻELAZNE
SZKŁO I CERAMIKA
SZKŁO I CERAMIKA
TECHNOLOGIA I AUTOMATYZACJA MONTAŻU
TECHNOLOGIA I AUTOMATYZACJA MONTAŻU
WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE
WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE
WOKÓŁ PŁYTEK CERAMICZNYCH
WOKÓŁ PŁYTEK CERAMICZNYCH
Menu
Menu
Menu
Prenumerata
Prenumerata
Publikacje
Publikacje
Drukarnia
Drukarnia
Kolportaż
Kolportaż
Reklama
Reklama
O nas
O nas
ui-button
Twój Koszyk
Twój koszyk jest pusty.
Niezalogowany
Niezalogowany
Zaloguj się
Zarejestruj się
Reset hasła
Czasopismo
|
TECHNOLOGIA I AUTOMATYZACJA MONTAŻU
|
Rocznik 2020 - zeszyt 3
Ocena wpływu współczynnika tarcia na przebieg procesu toczenia stopu tytanu Ti-6Al-4V – analiza MES
INFLUENCE OF COEFFICIENT OF FRICTION ON TI-6Al-4V TITANIUM ALLOY TURNING PROCESS – FEM ANALYSIS
10.15199/160.2020.3.3
Joanna Lisowicz
nr katalogowy: 128277
10.15199/160.2020.3.3
Streszczenie
Dobre właściwości stopu tytanu Ti-6Al-4V decydują o jego szerokim zastosowaniu, lecz jednocześnie wpływają na trudnoobrabialność. Jednym z czynników, który wpływa na obrabialność stopów metali jest współczynnik tarcia, którego wartość może być obniżana dzięki zastosowaniu różnych metod chłodzenia i smarowania. W niniejszej pracy przeanalizowano wpływ wartości współczynnika tarcia na przebieg procesu toczenia stopu Ti-6Al-4V, na podstawie symulacji MES przeprowadzonych w programie DEFRORM 2D/3D. Pokazano, iż współczynnik tarcia ma wpływ na wartość siły skrawania i siły odporowej. Uwidoczniono również istotny wpływ wartości współczynnika tarcia na współczynnik spęczenia wióra.
Abstract
The good properties of Ti-6Al-4V titanium alloy make it widely used, but at the same time, make it difficult to machine. One of the factors which influence the machinability of metal alloys is coefficient of friction, which can be lowered by multiple cooling and lubricating methods. In the present work the influence of coefficient of friction on the turning process of Ti6Al-4V was analyzed based on the FEM simulations conducted in DEFORM 2D/3D software. It was proven that the coefficient of friction influenced the cutting force and thrust force. It was also shown that the coefficient of friction had a significant impact on the chip compression ratio.
Słowa kluczowe
Ti-6Al-4V
toczenie
współczynnik tarcia
analiza MES
Keywords
Ti-6Al-4V
turning
coefficient of friction
FEM analysis
Bibliografia
[1] Amrita M., Srikant R.R., Sitaramaraju A.V. 2014. “Performance evaluation of nanographite-based cutting fluid in machining process”. Mater. Manuf. Process. 29(5): 600– 605. DOI: 10.1080/10426914.2014.893060. [2] Astakhov V.P. 2006. “Chapter 1 - Generalized model of chip formation”. In Tribology of Metal Cutting, 1–68. [3] Astakhov V.P. 2006. “Chapter 3 - Tribology of the tool-chip and tool-workpiece interfaces”. In Tribology of Metal Cut- ting, 124–219. [4] Bailey J.A. 1975. “Friction in metal machining-Mechanical aspects”. Wear 31(2): 243–275. DOI: 10.1016/0043- 1648(75)90161-1. [5] Bermingham M.J., Kirsch J., Sun S., Palanisamy S., Dargusch M.S. 2011. “New observations on tool life, cutting forces and chip morphology in cryogenic machining Ti-6Al-4V”. Int. J. Mach. Tools Manuf. 51(6): 500–511. DOI: 10.1016/j.ijmachtools.2011.02.009. [6] Bermingham M.J., Sim W.M., Kent D., Gardiner S., Dargusch M.S. 2015. “Tool life and wear mechanisms in laser assisted milling Ti-6Al-4V”. Wear 322–323: 151–163. DOI: 10.1016/j.wear.2014.11.001. [7] Blau P.J. 2001. “The significance and use of the friction coefficient”. Tribol. Int. 34(9): 585–591. DOI: 10.1016/S0301- 679X(01)00050-0. [8] Cotterell M., Byrne G. 2008. “Characterisation of chip formation during orthogonal cutting of titanium alloy Ti-6Al-4V”. CIRP J. Manuf. Sci. Technol. 1(2): 81–85. DOI: 10.1016/j.cirpj.2008.09.017. [9] Cotterell M., Byrne G. 2008. “Dynamics of chip formation during orthogonal cutting of titanium alloy Ti-6Al-4V”. CIRP Ann. - Manuf. Technol. 57(1): 93–96. DOI: 10.1016/j. cirp.2008.03.007. [10] Debnath S., Reddy M.M., Yi Q.S. 2014. “Environmental friendly cutting fluids and cooling techniques in machining: A review”. J. Clean. Prod. 83: 33–47. DOI: 10.1016/j.jclepro.2014.07.071. [11] Deiab I., Raza S.W., Pervaiz S. 2014. “Analysis of lubrication strategies for sustainable machining during turning of titanium ti-6al-4v alloy”. Procedia CIRP 17: 766–771. DOI: 10.1016/j.procir.2014.01.112. [12] Egana A., Rech J., Arrazola P.J. 2012. “Characterization of Friction and Heat Partition Coefficients during Machining of a TiAl6V4 Titanium Alloy and a Cemented Carbide”. Tribol. Trans. 55(5): 665–676. DOI: 10.1080/10402004.2012.692007. [13] Ezugwu E.O., Bonney J., Yamane Y. 2003. “An overview of the machinability of aeroengine alloys”. J. Mater. Pro- cess. Technol. 134(2): 233–253. DOI: 10.1016/S0924- 0136(02)01042-7. [14] Gajrani K.K., Ram D., Ravi Sankar M. 2017. “Biodegradation and hard machining performance comparison of eco-friendly cutting fluid and mineral oil using flood cooling and minimum quantity cutting fluid techniques”. J. Clean. Prod. 165: 1420–1435. DOI: 10.1016/j.jclepro.2017.07.217. [15] Habrat W. 2019. Analiza i modelowanie toczenia wykończeniowego tytanu i jego stopów. Rzeszów: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej. [16] Hong S. 2006. “Lubrication mechanisms of LN2 in ecological cryogenic machining”. Mach. Sci. Technol. 10(1): 133–155. DOI: 10.1080/10910340500534324. [17] Hong S.Y., Ding Y., Jeong W. cheol. 2001. “Friction and cutting forces in cryogenic machining of Ti-6Al-4V”. Int. J. Mach. Tools Manuf. 41(15): 2271–2285. DOI: 10.1016/ S0890-6955(01)00029-3. [18] Jamil M. et al. 2019. “Effects of hybrid Al2O3-CNT nanofluids and cryogenic cooling on machining of Ti–6Al–4V,” Int. J. Adv. Manuf. Technol. 102(9–12): 3895–3909. DOI: 10.1007/s00170-019-03485-9. [19] Khan A., Maity K. 2018. “Influence of cutting speed and cooling method on the machinability of commercially pure titanium (CP-Ti) grade II”. J. Manuf. Process. 31: 650–661. DOI: 10.1016/j.jmapro.2017.12.021. [20] Lawal S.A., Choudhury I.A., Nukman Y. 2012. “Application of vegetable oil-based metalworking fluids in machining ferrous metals - A review”. Int. J. Mach. Tools Manuf. 52(1): 1–12. DOI: 10.1016/j.ijmachtools.2011.09.003. [21] Niu Q.L., Zheng X.H., Ming W.W., Chen M. 2013. “Friction and Wear Performance of Titanium Alloys against Tungsten Carbide under Dry Sliding and Water Lubrication”. Tribol. Trans. 56(1): 101–108. DOI: 10.1080/10402004.2012.729296. [22] Oczoś K., Kawalec A. 2012. Kształtowanie metali lekkich. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN. [23] Persson B.N.J. 1993. “Theory of friction and boundary lubrication B.” Phys. Rev. B 48(24). [24] Peters M., Hemptenmacher J., Kumpfert J., Leyens C. 2003. “Structure and Properties of Titanium and Titanium Alloys”. In Titanium and Titanium Alloys (M. Peters and C. Leyens, Eds.), 1–36. Weinheim: WILEY-VCH Verlag GmbH. [25] Rahim E.A., Sasahara H. 2011. “A study of the effect of palm oil as MQL lubricant on high speed drilling of titanium alloys”. Tribol. Int. 44(3): 309–317. DOI: 10.1016/j.triboint.2010.10.032. [26] Rahman M., Wong Y.S., Zareena A.R. 2003. “Machinability of titanium alloys”. JSME International Journal, Series C: Mechanical Systems, Machine Elements and Manufacturing 46(1): 107–115. DOI: 10.1299/jsmec.46.107. [27] Ramana M.V., Rao G.K.M., Rao D.H. 2013. “Effect of Process Parameters on Surface Roughness in Turning of Titanium Alloy under Different Conditions of Lubrication, 83–91”. Conf. Proc. Recent Adv. Robot. Aeronaut. Mech. Eng. held Athens, Greece, May 14-16. [28] Raza S.W., Pervaiz S., Deiab I. 2014. “Tool wear patterns when turning of titanium alloy using sustainable lubrication strategies”. Int. J. Precis. Eng. Manuf. 15(9): 1979–1985. DOI: 10.1007/s12541-014-0554-z. [29] Ribeiro M.V., Moreira M.R.V., Ferreira J.R. 2003. “Optimization of titanium alloy (6Al-4V) machining”. J. Mater. Process. Technol. 143–144(1): 458–463. DOI: 10.1016/S09240136(03)00457-6. [30] Saka N. 2015. “On the Laws and Theories of Sliding Friction”. International Mechanical Engineering Conference & Exposition, November 13-19, Houston, Texas, USA. DOI: 10.1115/imece2015-51470. [31] Shokrani A., Dhokia V., Newman S.T. 2016. “Investigation of the effects of cryogenic machining on surface integrity in CNC end milling of Ti-6Al-4V titanium alloy”. J. Manuf. Process. 21:172–179. DOI: 10.1016/j.jmapro.2015.12.002. [32] Talib N., Rahim E.A. 2016. “The Effect of Tribology Behavior on Machining Performances When Using Bio-based Lubricant as a Sustainable Metalworking Fluid”. Procedia CIRP 40: 504–508. DOI: 10.1016/j.procir.2016.01.116. [33] Trent E.M., Wright P.K. 2000. Machinability. In Metal Cut- ting, 4th ed., 251–310. Butterworth–Heinemann. [34] Veiga C., Davim J.P., Loureiro A.J.R. 2013. “Review on machinability of titanium alloys: The process perspective”. Rev. Adv. Mater. Sci. 34(2): 148–164. [35] Xuedong W., Dapu W., Shengrong Y., Qunji X. 2000. “Tribochemical investigation of tungsten carbide/titanium alloy tribo-couples under aqueous lubrication”. Wear 237(1): 28–32. DOI: 10.1016/S0043-1648(99)00288-4. [36] Yang Y., Zhang C., Dai Y., Luo J. 2017. “Tribological properties of titanium alloys under lubrication of SEE oil and aqueous solutions”. Tribol. Int. 109(November 2016): 40–47. DOI: 10.1016/j.triboint.2016.11.040. [37] Yang Y., Zhang C., Dai Y., Luo J. 2019. “Lubricity and Adsorption of Castor Oil Sulfated Sodium Salt Emulsion Solution on Titanium Alloy”. Tribol. Lett. 67(2): 1–14. DOI: 10.1007/s11249-019-1173-8. [38] Yang Y., Zhang C., Wang Y., Dai Y., Luo J. 2016. “Friction and wear performance of titanium alloy against tungsten carbide lubricated with phosphate ester”. Tribol. Int. 95: 27–34. DOI: 10.1016/j.triboint.2015.10.031. [39] Zhang Y., Umbrello D., Mabrouki T., Rizzuti S., Nelias D., Gong Y. 2013. “On different FE-based models to simulate cutting operation of Titanium alloy (Ti-6Al-4V)”. Mechanika 19(3): 349–357. DOI: 10.5755/j01.mech.19.3.4656. [40] Zhang Y.C., Mabrouki T., Nelias D., Gong Y.D. 2011. “Chip formation in orthogonal cutting considering interface limiting shear stress and damage evolution based on fracture energy approach”. Finite Elem. Anal. Des. 47(7): 850–863. DOI: 10.1016/j.finel.2011.02.016.
Open Access
Zeszyt
2020-3
Czasopisma
ATEST - OCHRONA PRACY
AURA
AUTO MOTO SERWIS
CHEMIK
CHŁODNICTWO
CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA
DOZÓR TECHNICZNY
ELEKTROINSTALATOR
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA
GAZETA CUKROWNICZA
GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA
GOSPODARKA MIĘSNA
GOSPODARKA WODNA
HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA
MASZYNY, TECHNOLOGIE, MATERIAŁY - TECHNIKA ZAGRANICZNA
MATERIAŁY BUDOWLANE
OCHRONA PRZECIWPOŻAROWA
OCHRONA PRZED KOROZJĄ
ODZIEŻ
OPAKOWANIE
PACKAGING REVIEW
POLISH TECHNICAL REVIEW
PROBLEMY JAKOŚCI
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY
PRZEGLĄD GASTRONOMICZNY
PRZEGLĄD GEODEZYJNY
PRZEGLĄD MECHANICZNY
PRZEGLĄD PAPIERNICZY
PRZEGLĄD PIEKARSKI I CUKIERNICZY
PRZEGLĄD TECHNICZNY. GAZETA INŻYNIERSKA
PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - WIADOMOŚCI TELEKOMUNIKACYJNE
PRZEGLĄD WŁÓKIENNICZY - WŁÓKNO, ODZIEŻ, SKÓRA
PRZEGLĄD ZBOŻOWO-MŁYNARSKI
PRZEMYSŁ CHEMICZNY
PRZEMYSŁ FERMENTACYJNY I OWOCOWO-WARZYWNY
PRZEMYSŁ SPOŻYWCZY
RUDY I METALE NIEŻELAZNE
SZKŁO I CERAMIKA
TECHNOLOGIA I AUTOMATYZACJA MONTAŻU
WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE
WOKÓŁ PŁYTEK CERAMICZNYCH