Wpływ kąta wierzchołkowego wiertła na siły skrawania podczas wiercenia stopu aluminium *

STRESZCZENIE: Przedstawiono analizę wpływu geometrii wiertła krętego, a zwłaszcza kąta 2κ_r, na siły skrawania podczas wiercenia otworów w elemencie wykonanym ze stopu aluminium do obróbki plastycznej EN AW-2024. Dodatkowo badano wpływ zastosowania korekcji geometrii wiertła na wartości sił skrawania. W trakcie prób mierzono wartości składowych F_x, F_y i F_z siły skrawania dla narzędzi o różnej geometrii, przy założonych, zmiennych parametrach technologicznych, tj. posuwie f i prędkości skrawania v_c. Szczegółowej analizie poddano zmiany wartości składowej osiowej F_z. Stwierdzono, że stosowanie wierteł z kątem 2κ_r < 100° jest niekorzystne ze względu na znaczną wartość siły osiowej F_z oraz jej dużą amplitudę. Również brak korekcji wiertła przekłada się na wzrost wartości siły osiowej F_z i jej amplitudy.

SŁOWA KLUCZOWE: wiercenie, siły skrawania, stop aluminium, geometria wiertła

ABSTRACT: The paper presents the analysis of the influence of the twist drill geometry, in particular the 2κ_r angle, on the cutting forces during holes drilling in the element made of aluminum alloy for plastic forming EN AW-2024. In addition, the impact of the application of the drill geometry correction on the values of cutting forces was also investigated. During the tests, the values of components F_x, F_y and F_z of the cutting force for tools with different geometry with the set, variable technological parameters, i.e.: feed f and cutting speed v_c were measured. The changes in the value of the axial component F_z were analyzed in detail. It was found that the use of drills with an angle of 2κ_r < 100°, due to the significant value of the axial force F_z and high amplitude is unfavorable. Also, the lack of drill correction translates into an increase in the value of the axial force F_z and its amplitude.

KEYWORDS: drilling, cutting forces, aluminum alloy, drill geometry

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

• Brodowicz W. „Skrawanie i narzędzia. Podręcznik dla technikum”. Warszawa: Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne, 1993.
• Dul-Korzyńska B. „Obróbka skrawaniem i narzędzia”. Rzeszów: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, 2009.
• Feito N., Díaz-Álvarez J., Díaz-Álvarez A., Cantero J.L., Miguélez M.H. “Experimental analysis of the influence of drill point angle and wear on the drilling of woven CFRPs”. Materials. 7, 6 (2014): s. 4258–4271.
• Górski E. „Wiercenie, rozwiercanie i pogłębianie otworów”. Poradnik Inżyniera. Obróbka skrawaniem. T.1. Warszawa: Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, 1991.
• Jadhav S.S., Kakde A.S., Patil N.G., Sankpal J.B. “Effect of cutting parameters, point angle and reinforcement percentage on surface finish, in drilling of AL6061/Al2O3p MMC”. Procedia Manufacturing. 20 (2018): s. 2–11.
• Kudła L. „Wpływ niewspółosiowości wiertła i wrzeciona na proces wiercenia mikrootworów”. Mechanik. 7 (1998): s. 447– 450.
• Materiały informacyjne firmy RONAR.
• Materiały informacyjne firmy Wiertła BAILDON.
• PN-EN 573-3:2010 Aluminium i stopy aluminium – Skład chemiczny i rodzaje wyrobów przerobionych plastycznie – Część 3: Skład chemiczny.
• Oczoś K.E. „Obróbka otworów – osiągnięcia w zakresie wierceniai drążenia. Cz. 1. Technika wiercenia mechanicznego”. Mechanik. 5–6 (1997): s. 175–187.
• Olszak W. „Obróbka skrawaniem”. Warszawa: Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, 2008.
• Satoshi E. “Effects of twist drill point geometry on torque and thrust”. Sci. Rep. Fac. Educ. Gifu Unive. (Nat. Sci.). 36 (2012): s. 165–174.
• Zaleski K., Matuszak J. „Podstawy obróbki ubytkowej”. Lublin: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej, 2016.
• Zhu Z. “Evaluation of novel tool geometries in dry drilling aluminium 2024-T351/titanium Ti6Al4V stack”. Journal of Materials Processing Technology. 259 (2018): s. 270–281.

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.8-9.105

 

* Artykuł recenzowany