Hard turning offers many possible benefits over grinding such as lower equipment costs, shorter setup time, reduced process steps and better surface integrity. Despite the amount of research in this area, there exists no data in the intermittent hard turning. The objective of this paper is to investigate the effect of CBN tool materials and machinability to an intermittent hard turning. To this end, different CBN materials were tested to evaluate the tool wear and surface roughness in an intermittent hard turning. It is found that low-CBN-content tool is better than high-CBN-content tool. Then, we discussed a cutting force, vibration, and CBN tool wear mechanism from the hard turning.
The purpose of this investigation is experimentally to clarify the machinability and optimum tool geometry on milling of hardened STD11 steel. In the finish process office milling of high hardened STD11 steel by CBN tool, the optimum tool shape is suggested, which can minimize the tool fracture and chipping by impact. It is measured that cutting farce, tool wear and surface roughness generated during single-insert face milling using various geometric CBN tools. It has been found that the optimal chamfer angle of CBN tool is about -$25^{\circ}C$ and the suitable chandler width is 0.2mm. The nose radius of tool is the most excellent at 1.2mm in the viewpoint of tool wear and surface roughness.
본 연구에서는 니켈의 가공시 나타나는 공구의 마멸에 대한 정량화 및 절삭변 수와의 연관성에 대한 연구는 그 자체가 마멸에 대한 데이터 베이스 측면에서 중요하 고, 이러한 접근방법으로는 연구가 거의 이루어지지 않았다는 측면에서도 큰 의미를 갖는다. 본 연구는 특히 경도가 큰 공구인 CBN, 소결 다이아몬드(poly crystal dia- mond 이하 PCD), 단결정 다이아몬드(single crystal diamond 이하 SCD)공구를 사용하 여 니켈의 절삭에서 나타나는 공구의 마멸에 대한 분석을 선행한 후 수집한 정보로부 터 절삭속도, 이송, 절삭깊이 및 공구의 nose반경이 공구의 마멸 및 표면의 성상(su- rface quality)에 미치는 영향에 대하여 고찰하였고 절삭조건의 변화에 따라 마멸에 대한 예상 곡선을 구하였다.
The purpose of this study is to investigate cutting characteristics and wear behavior in SCM440 steel with different cutting tools, CBN(Cubic Boron Nitride) and coated CBN. During the test coated CBN tool especially with TiAlN showed better wear resistance behavior than orginal CBN tools. In the interrupted cutting condition, axial groove affected tool surface with impact force during the turning operation. For advantageous turning parameter in the interrupted process it is recommendable that lower speed. Also surface roughness showed better behavior in the coated CBN tool conditions than normal CBN conditions. Mainly this is caused by reduced friction between material and tool surface with coated layer.
Hard turning is a machining process for hardened materials with high surface quality so that grinding process can be eliminated. Therefore, the hard turning is capable of reducing machining time and improving productivity. In this study, hardened AISI4140 (high-carbon chromium steel) that has excellent yield strength, toughness and wear resistance was finish turned using CBN tools. Wear characteristics of CBN tool was analyzed in dry and MQL mixed with nano-particle (Nano-MQL). The dominant fracture mechanism of CBN tool is diffusion and dissolution wear on the rake surface resulting in thinner cutting edge. Abrasive wear by hard inclusion in AISI4140 was dominant on the flank surface. Nano-MQL reduced tool wear comparing with the dry machining but chip evacuation should be considered. A cryogenically treated tool showed promising result in tool wear.
This paper presents the performance of CBN tools in the machining of hardened die-materials, SKD11 and SKD61 steel with HRC 50, by high-speed face milling. Generally, grinding or EDM is being used in machining of hardened materials but the cost is very high. If those can be replaced by cutting, it will be a greatly economical advantage. CBN tool has been recognized as an effective tool in turning, but it has not been in milling. So wear and surface roughness mode of CBN tool for hardened SKD11 and SKD61 steel were investigated by high-speed face milling in this study Also the relation between cutting force and wear mode of CBN tools was investigated.
In recent years, high hardness steel is used for most of the material in many areas including aircraft, nuclear power, space exploration and automotive parts. Low CBN tools are widely used in industrial field which can effectively process high hardness steel of HRC 45 or harder. The results of this study demonstrated, when high hardness steel, SCM440 is turned with Low CBN tools coated with TiN and TiAlN coatings respectively, that both the thrust force and cutting force tends to increase with more increase in cutting force than thrust force, as the feed rate increases at constant cutting speed. In addition, the size of the cutting force and thrust force does not change with the increased cutting speed at the same feed rate, but the tool life is reduced if the cutting speed is increased to shorten the machining time. Therefore, it is recommended to limit the cutting speed at 250 m/min maximum or less. Furthermore, comparing the cutting force of the three tools at the same cutting condition, Tin coating tool showed the smallest cutting force and Low CBN was the next, and the TiAlN coating tools showed the largest cutting force.
In process of the finish face milling of the hardended STD11 steel(H /sab r/ c50,55) by CBN tool, the optimum tool shape is suggested,which can minimize the tool fracture and by chipping by impact. The obtained results are as follows. (1) The optimal chamfer angel was about 25 .deg. , and the suitable chamfer width was 0.2mm. (2) The nose radius of tool was most excellent at 1.2mm in the viewpoint of tool wear and surface roughness. (3) Wear speed was effected by sintering method of CBN tool B.U.E
New materials widely used for automobile related industry, aircraft, space development area are mostly high hardness materials. The hardness value of some hardened materials is over HRC45 and machining of this hardened materials is called as hard turning. Hard turning has its advantage on processing flexibility, cycle time and tool cost reduction. Also this process obtains high efficiency in processing and precise surface roughness through application of the CBN tools. In hard turning process with CBN tool, surface integrity is the important factor for considering the design of machine part and component under high stress and load conditions. A purpose of this study is to analyze optimal condition in hard turning process of AISI 52100 steel (HRC62) with high CBN and low CBN on turning characteristics, tool wear mechanism comparison and surface integrity.
In this study an experimental investigation was conducted to assesment of cutting ability for CBN ball end-milling, STD11 and NAK80 materials. The cutting force and surface roughness of the work-pieces were obtained in machining center. The assessment of CBN tools were inspected through the tool dynamotor and SEM. When $30^{\circ}$ negative rake angle, the wear and cutting force were good, surface roughness was better at cutting fluid during CBN cutting.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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