ENG FB kontakt

15.06.2024

Strona główna Kwiecień 2022 Progress in structured and textured cutting tools. Part 1. New designs and methods of fabricating of structured and textured cutting tools

Progress in structured and textured cutting tools. Part 1. New designs and methods of fabricating of structured and textured cutting tools

Postęp w strukturyzowaniu i teksturyzowaniu ostrza skrawającego. Część 1. Nowe konstrukcje i metody wykonywania mikroi- nanostruktur *

Wit Grzesik   |   01-04-2022

Mechanik nr 04/2022 - Narzędzia

ABSTRACT: This paper presents new designs of structured and textured working surfaces of cutting tools made of different materials such as HSS, uncoated and coated sintered carbides, and superhard materials (PCD and CBN). A review of applied fabricating techniques including: micro-grinding, micro-EDM, micro-ECM, laser surface technology (LST), focused ion beam (FIB) and photolithography is done. Some recently published data concerning research works in the area of fabricating micro-/nano-textures of different geometrical configuration and functionality are discussed.

KEYWORDS: structuring, texturing, cutting tools, micro-textures, nano-textures

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono nowe rozwiązania konstrukcyjne strukturyzowanych i teksturyzowanych powierzchni roboczych ostrzy skrawających wykonanych z różnych materiałów narzędziowych – stali szybkotnących, powlekanych węglików spiekanych oraz materiałów supertwardych (PCD i CBN). Dokonano przeglądu technik wytwarzania, w tym: mikroszlifowania, micro-EDM, micro-ECM, laserowej obróbki powierzchniowej, obróbki skoncentrowanym strumieniem jonów i fotolitografii. Omówiono wyniki ostatnio opublikowanych prac badawczych w zakresie wytwarzania mikro- i nanostruktur o różnej konfiguracji geometrycznej i funkcjonalności.

SŁOWA KLUCZOWE: strukturyzowanie, teksturyzowanie, narzędzia skrawające, mikrostruktury, nanostruktury

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

[1] Grzesik W. „Tribologiczne efekty strukturyzowania powierzchni natarcia ostrza skrawającego”. Mechanik. 5–6 (2012): 418–423.

[2] Jarosz K. „A review of the recent investigations regarding texturized cutting tools”. Mechanik. 4 (2021): 6–9, https://doi.org/10.17814/mechanik.2021.4.7.

[3] Grzesik W. „Hybrydowe procesy skrawania wspomagane nanocieczami. Część 1: Właściwości i mechanizmy oddziaływania nanocieczy”. Mechanik, 2 (2020): 6–9, https://doi.org/10.17814/mechanik.2021.2.3.

[4] Grzesik W. „Podstawy skrawania materiałów konstrukcyjnych”. Warszawa: WNT, 2018.

[5] Őzel T., Biermann D., Enomoto T., Mativenga P. “Structured and textured cutting tool surfaces for machining applications”. CIRP Annals – Manufacturing Technology. 70 (2021): 495–518, https://doi.org/10.1016/j.cirp.2021. 05.006.

[6] Gajrani K.K., Sankar M.R. “State of the art on micro to nano textured cutting tools”. Materials Today: Proceedings. 4 (2017): 3776–3785, https://doi.org/10.1016/j.matpr.2017.02.274.

[7] Obikawa T., Kamio A., Takaoka H., Osada A. “Micro-texture at the coated face for high performance cutting”. Int. J. Machine Tools & Manufacture. 51 (2011): 966–972, https://doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2011.08.013.

[8] Zhang K., Deng J., Meng R. et al. „Effect of nano-scale textures on cutting performance of WC/Co-based Ti55Al45N coated tools in dry cutting”. Int. Journal of Refractory Metals and Hard Materials. 51 (2015): 35–49, https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2015.02.011.

[9] Fatima A., Mativenga P.T. ”On the comparative cutting performance of nature-inspired structured cutting tool in dry cutting of AISI/SAE 4140”. IMechE Part B: Journal of Engineering Manufacture. 231, 11 (2017): 1941–1948, https://doi.org/10.1177/0954405415617930.

[10] Narayanan S., Baskar N., Vedha Hari B.N. et al. “Performance of cutting tool with cross-chevron surface texture filled with green synthesized aluminium oxide nanoparticles”. Scientific Reports, www.nature.com/scientificreports.

[11] Alagan N.T., Zeman P., Hoier P., Beno T., Klement U. “Investigation of micro-textured cutting tools used for face turning of alloy 718 with high-pressure cooling”. Journal of Manufacturing Processes. 37 (2019): 606–616, https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2018.12.023.

[12] Yang H., Han Z., Xia X., Wang Q. et al. “On the cutting force of micro-textured polycrystalline cubic boron nitride cutting toll for powder metallurgy materials”. Advances in Mechanical Engineering. 12, 7 (2020): 1–11, https://doi.org/10.1177/1687814020938496.

[13] Rathod P., Aravindan S., Paruchuri V.R. “Evaluating the effectiveness of the novel surface textured tools in enhancing the machinability of titanium alloy (Ti6Al4V)”. Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing. 9, 3 (2015): paper No. 15-00315, https://doi.org/10.1299/jamdsm.2015jamdsm0035.

[14] Singh B., Sasi R., Subbu S.K., Muralidharan B. „Electric discharge texturing of HSS cutting tool and its performance in dry machining of aerospace alloy”. Journal of Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering. 41, 3 (2019): 41–52, https://doi.org/10.1007/s40430-019-1654-6.

[15] Hayasaka T., Sun P., Jung H., Mizutani Y., Shamoto E. „Proposal of ’ImpEC (impact excitation cutting) for realization of high-flexibility and high-efficiency micro/nano surface texturing”. CIRP Annals – Manufacturing Technology. 70 (2021): 41–44, https://doi.org/10.1016/j.cirp.2021.04.023.

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2022.4.4

 

* Artykuł recenzowany

 

Pobierz plik / download

Wit Grzesik: Progress in structured and textured cutting tools. Part 1. New designs and methods of fabricating of structured and textured cutting tools (Postęp w strukturyzowaniu i teksturyzowaniu ostrza skrawającego. Część 1. Nowe konstrukcje i metody wykonywania mikro- i nanostruktur) (PDF, ~1,5 MB)

Strona główna Kwiecień 2022 Progress in structured and textured cutting tools. Part 1. New designs and methods of fabricating of structured and textured cutting tools

Zamów NEWSLETTER

Nasze propozycje

Metrologia geometryczna powierzchni technologicznych. Zarysy kształtu – Falistość – Mikro- i nanochropowatość.
Stanisław Adamczak

Metrologia geometryczna powierzchni technologicznych. Zarysy kształtu – Falistość – Mikro- i nanochropowatość.

Wydawnictwo Naukowe PWN

"Metrologia geometryczna powierzchni technologicznych" to kompendium poświęcone tematyce pomiarów i analizy...

Układy dynamiczne w modelowaniu procesów przyrodniczych, społecznych, technologicznych
Jacek Banasiak, Katarzyna Szymańska-Dębowska

Układy dynamiczne w modelowaniu procesów przyrodniczych, społecznych, technologicznych

Wydawnictwo Naukowe PWN

"Układy dynamiczne" to podręcznik związany z analizą układów dynamicznych, którą można zastosować w różnych...

Matematyczny wszechświat. Od Pitagorasa do Plancka
Joel L. Schiff (Tłum.: W. Sikorski)

Matematyczny wszechświat. Od Pitagorasa do Plancka

Wydawnictwo Naukowe PWN

"Matematyczny wszechświat" to wciągająca opowieść, która odkrywa przed czytelnikami prawa matematyczne...

Tarcie i smarowanie w procesach kształtowania blach
Tomasz Trzepieciński

Tarcie i smarowanie w procesach kształtowania blach

Wydawnictwo Naukowe PWN

W książce Tarcie i smarowanie w procesach kształtowania blach przedstawiono specyfikę zjawiska tarcia...

Nasi partnerzy