ENG FB kontakt

23.02.2019

Strona główna Luty 2019 Methods and devices for measuring metal cutting friction and wear *

Methods and devices for measuring metal cutting friction and wear *

Metody i urządzenia do pomiaru tarcia i zużycia w skrawaniu metali

Wit Grzesik, Joel Rech   |   02-02-2019

Mechanik nr 02/2019 - Obróbka skrawaniem

ABSTRACT: This paper presents different constructions of tribometers for determination of friction and tool wear developed in the cutting zone between the cutting tool and the workpiece materials. They are classified as the closed and open tribotesters. Relevant measuring techniques of various process outputs such as cutting forces, tool wear, cutting temperature and heat flux entering the contact surface of the rubbing element are outlined. Some limitations and practical applications are highlighted.

KEYWORDS: metal cutting, friction, wear, tribometer

STRESZCZENIE: W artykule zaprezentowano różne konstrukcje tribometrów do wyznaczania współczynnika tarcia i zużycia narzędzia w strefie skrawania – między narzędziem skrawającym i obrabianym materiałem. Urządzenia te sklasyfikowano jako zamknięte i otwarte tribotestery. Opisano odpowiednie techniki pomiarowe różnych wielkości wyjściowych procesu, takich jak: składowe siły skrawania, zużycie ostrza, temperatura skrawania oraz strumień ciepła wnikający do powierzchni kontaktu trących elementów. Wyjaśniono niektóre ograniczenia i podano praktyczne zastosowania tribometrów.

SŁOWA KLUCZOWE: skrawanie metali, tarcie, zużycie, tribometr

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

  •  Melkote S., Grzesik W., Outeiro J., Rech J., Schulze V., Attia H., Arrazoal P.J., M’Saoubi R., Saldana Ch. “Advances in material and friction data for model ling of metal machining”. CIRP Annals – Manufacturing Technology. 66, 2 (2017): pp. 731–754.
  • Grzesik W. “Advanced machining processes of metallic materials”. Amsterdam: Elsevier, 2017.
  • Grzesik W., Zalisz Z., Niesłony P. “Friction and wear testing of multilayer coatings on carbide substrates for dry machining applications”. Surface and Coatings Technology. 155 (2002): pp. 37–45.
  • Grzesik W., Rech J., Żak K. “Determination of friction in metal cutting with tool wear and flank face effects”. Wear. 317 (2017): pp. 8–16.
  • Hutchings I.M. “Abrasive and erosive wear tests for thin coatings: a unified approach”. Tribology International. 31 (1998): pp. 5–15.
  • Grzesik W., Zalisz Z., Król S., Niesłony P. “Investigations of friction and wear mechanisms of the PVD-TiAlN coated carbide in dry sliding against steels and cast iron”. Wear. 261 (2006): pp. 1191–1200.
  • Adamczak S., Świderski J., Dobrowolski T. “The assessment of the surface texture friction node components after tribological tests”. Mechanik. 12 (2017): pp. 1144–1147.
  • Hedenquist P., Olsson M. “Sliding wear testing of coated cutting tool materials”. Tribology International. 24 (1991): pp. 143–150.
  • Ozlu E., Budak E., Molinari A. “Analytical and experimental investigation of rake contact and friction behavior in metal cutting”. Int. J. Machine Tool and Manufacture. 49 (2009): pp. 865–875.
  • Bogdan-Chudy M., Niesłony P. „Ocena warunków tribologicznych podczas skrawania stopu Inconel 718 płytką z węglika spiekanego”. Mechanik. 8–9 (2015): pp. 91–97.
  • Rech J., Claudin C., Grzesik W., Zalisz Z. “Characterization of the friction properties of various coatings at the tool–chip–workpiece interfaces in dry machining of AISI 4140 steel”. Proc. IMechE Part J: J. Engineering Tribology. 222 (2008): pp. 617–627.
  • Zemzemi F., Rech J., Ben Salem W., Dogui A., Kapsa Ph. “Identification of friction and heat partition model at the tool-chip-workpiece interfaces in dry cutting of an Inconel 718 alloy with cbn and coated carbide tools”. Advances in Manufacturing Science and Technology. 38 (2014): pp. 5–21.
  • Olsson M., Söderberg S., Jacobsson S., Hogmark S. “Simulation of cutting tool wear by a modified pin-on-disc test”. Int. J. Machine Tool and Manufacture. 29 (1989): pp. 377–390.
  • Smolenicki D., Boos J., Kuster F., Roelofs H., Wyen C.F. “In-process measurement of friction coefficient in orthogonal cutting”. CIRP Annals Manufacturing Technology. 63 (2014): pp. 97–100.
  • Puls H., Klocke F., Lung D. “Experimental investigation on friction under metal cutting conditions”. Wear. 310 (2014): pp. 63–71.
  • Zemzemi F., Rech J., Ben Salem W., Dogui A., Kapsa Ph. “Identification of a friction model at tool/chip/workpiece interfaces in dry machining of AIS14142 treated steels”. Journal of Materials Processing Technology. 209 (2009): pp. 3978–3990.
  • Rech J., Claudin C., Polly P., Courbon C. “New aspects of metrology of frictional behaviour in metal cutting”. Mechanik. 11 (2016): pp. 17511753.

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2019.2.16

 

* Artykuł recenzowany

 

Pobierz plik / download

Wit Grzesik, Joel Rech: Methods and devices for measuring metal cutting friction and wear (Metody i urządzenia do pomiaru tarcia i zużycia w skrawaniu metali) (PDF, ~0,9 MB)

Nasze propozycje

Wytrzymałość materiałów. Zbiór zadań z rozwiązaniami
Roman Gieleta

Wytrzymałość materiałów. Zbiór zadań z rozwiązaniami

Redakcja Wydawnictw WAT

Podręcznik jest zbiorem rozwiązanych zadań z podstawowych działów wytrzymałości materiałów. Jest...

Ludzkość poprawiona. Jak najbliższe lata zmienią świat, w którym żyjemy
Grzegorz Lindenberg

Ludzkość poprawiona. Jak najbliższe lata zmienią świat, w którym żyjemy

Wydawnictwo Otwarte

Autor opisuje, na czym polega rewolucja w genetyce, jak działa i co dziś potrafi sztuczna inteligencja....

Podstawy skrawania materiałów konstrukcyjnych. Wydanie III zmienione i uaktualnione
Wit Grzesik

Podstawy skrawania materiałów konstrukcyjnych. Wydanie III zmienione i uaktualnione

Wydawnictwo Naukowe PWN

Publikacja ta stanowi bogate kompendium wiedzy o procesie skrawania i jego zastosowaniach w przemyśle. W...

Autodesk Inventor Professional 2019PL / 2019+ / Fusion 360. Metodyka projektowania
Andrzej Jaskulski

Autodesk Inventor Professional 2019PL / 2019+ / Fusion 360. Metodyka projektowania

Wydawnictwo Naukowe PWN

Podręcznik jest przeznaczony dla osób, które chcą się nauczyć projektowania wyrobów (obejmującego...

Nasi partnerzy