To enhance the cutting performance of high speed steel(HSS) endmill, single and multilayer coating is applied on the substrated of the HSS endmill. Coating material reduces cutting force and enhances resistance against abrasive wear. This paper presents the physical vapour deposition(PVD) coating technology and evaluate the PVD coated HSS endmill. The performance of coated HSS endmills are fifteen times better than uncoated HSS endmill on proposed cutting conditions. The TiAlN monolayer coated endmills(futura nano coating) are better than those of multilayer coated endmills(futura coating) on machined surface and tool wear.
The experimental investigation is mainly focused to detect tool wear by cutting signal measurements in multi-insert face milling SS 41 and STS 304. This research have investigated the effects on the insert number, which has relationship with mean-cutting force. AE(acoustic emission) signal, tool life and surface roughness in machining SS41 and STS 304. The cutting force and AE signal are monitored to analyse the cutting process, The surface roughness of the specimens machined by TiN coated tool with the various insert numbers measured at various cutting speeds, feed rates and depths of cut, The width of flank wear is also observed.
The paper addresses contribution to the modeling and optimization of major machinability parameters (cutting force, surface roughness, and tool wear) in finish dry hard turning (FDHT) for machinability evaluation of hardened AISI grade die steel D3 with PVD-TiN coated (Al2O3-TiCN) mixed ceramic tool insert. The turning trials are performed based on Taguchi's L18 orthogonal array design of experiments for the development of regression model as well as adequate model prediction by considering tool approach angle, nose radius, cutting speed, feed rate, and depth of cut as major machining parameters. The models or correlations are developed by employing multiple regression analysis (MRA). In addition, statistical technique (response surface methodology) followed by computational approaches (genetic algorithm and particle swarm optimization) have been employed for multiple response optimization. Thereafter, the effectiveness of proposed three (RSM, GA, PSO) optimization techniques are evaluated by confirmation test and subsequently the best optimization results have been used for estimation of energy consumption which includes savings of carbon footprint towards green machining and for tool life estimation followed by cost analysis to justify the economic feasibility of PVD-TiN coated Al2O3+TiCN mixed ceramic tool in FDHT operation. Finally, estimation of energy savings, economic analysis, and sustainability assessment are performed by employing carbon footprint analysis, Gilbert approach, and Pugh matrix, respectively. Novelty aspects, the present work: (i) contributes to practical industrial application of finish hard turning for the shaft and die makers to select the optimum cutting conditions in a range of hardness of 45-60 HRC, (ii) demonstrates the replacement of expensive, time-consuming conventional cylindrical grinding process and proposes the alternative of costlier CBN tool by utilizing ceramic tool in hard turning processes considering technological, economical and ecological aspects, which are helpful and efficient from industrial point of view, (iii) provides environment friendliness, cleaner production for machining of hardened steels, (iv) helps to improve the desirable machinability characteristics, and (v) serves as a knowledge for the development of a common language for sustainable manufacturing in both research field and industrial practice.
In case of hard turning, tool wear is acclerated by heat. So we intend to decrease tool wear by using an air-jet cooling system. Before constructing the air-jet cooling system, no chipping conditions were selected through a statistical method, so called 'Taguchi method', and then the air-jet cooling system was developed by synthesizing and analyzing the results of experimental data through Taguchi method. The air-jet cooling system actually reduced flank wear of TiN coated tool by 25%.
The titanium has many superior characteristics such as specific strength, heat resistance, corrosion resistance, organism compatibility, non-magnetic and etc. and their quantity are abundant. This study performed turning operation of Ti-6Al-4V alloy using the TiAlN coated tool which was treated with PVD. Experimental works were also executed to measure cutting force, chip figuration and surface roughness for different cutting conditions. As a result of study, tool wear was serious at the condition over 100m/min of cutting speed. The excellent cutting condition of cutting depth was at 1.0mm.
The experimental study for turning circular free fanned surface with TiN coated insert tool was conducted for different cutting conditions such as cutting speed, feed rate and depth-of-cut. For the fluctuation of 1.0mm depth-of-cut, the characteristics for machined surface and tool wear were less influenced by the feed rate and cutting speed than those of higher depth of cut. The higher surface roughness and surface precision were obtained in lower cutting speed. For the fluctuation of 1.5mm depth-of-cut, the higher surface roughness was obtained for the case of the lower feed rate of 0.05-10mm/rev and the higher cutting speed of 80m/min. For the fluctuation of 2.0mm depth-of-cut, the surface roughness and surface precision were too worse to machine the specimen And the flank wear on the tool was increased rapidly rather than the crater wear.
In the present paper, the effects of cutting parameters and coating material on the performances of cutting tools in turning of AISI 52100 steel are discussed experimentally. A comparative study was carried out between uncoated and coated (with TiCN-TiN coating layer) cermet tools. The substrate composition and the geometry of the inserts compared were the same. A mathematical model was developed based on the Response Surface Methodology (RSM). ANOVA method was used to quantify the effect of cutting parameters on the machining surface quality and the cutting forces. The results show that feed rate has the most effect on surface quality. However, cutting depth has the significant effect on the cutting force components. The effect of coating layers on the surface quality was also studied. A lower surface roughness was observed when using PVD (TiCN-TiN) coated insert. A second order regression model was developed and a good accuracy was obtained with correlation coefficients in the range of 95% to 97%.
The success of warm forming of Mg alloy sheet is greatly influenced by friction at elevated temperature, depending on the surface treatment of the tool. The tool coating affected the frictional characteristics of AZ31B Mg alloy sheet at elevated and room temperatures. The frictional behavior of the Mg alloy sheet at room temperature was not significantly affected by surface treatment conditions of the tool, but was significantly affected at elevated temperature. When the contact pressure is high, a few surface-treated tools exhibit a higher coefficient of friction than those without surface treatment. It is important to select the surface treatment conditions of the tool in order to ensure appropriate friction during warm forming of Mg alloy sheet.
반응 가스 분압의 조절에 의한 HCD식 이온 도금 법으로 다양한 조성의 Ti(C, N) 경질 피막을 ASP30 공구강에 도금하였고 이 피막의 내마모성에 대한 조성의 영향을 경도, 밀착력 및 마모기구의 변화 등의 관점에서 고찰하였다. 경도는 질소나 탄소와 같은 비금속 성분량의 증가에 비례하지만 탄소함유량의 중가는 밀착력을 오히려 감소시켰다. 이 경향은 피막 밀도가 비교적 작은 정략적비 이하인 구간([C+N]/Ti<1)에서 보다 그 이상인 조성에서 영향이 뚜렷하였다. 따라서 피막의 내마모 특성은 높은 경도를 유지할 수 있는 ([C+N]/Ti>1)인 구역 내에서 밀착력 저하에 의한 adhesive 형태로의 마모 기구 변이를 억제할 수 있는 저 탄소 조성을 가질 때 최대로 된다.
The square cup drawing of magnesium alloy AZ31 $(aluminum\;3\%,\;Zinc\;1\%)$ sheets was studied by experimental approach in various temperatures (200, 250, 300, 350, $400^{\circ}C$) when blank holding force (BHF) was controlled in real-time. And so on, the drawability was measured with the different die and punch coating. The square cup drawing test was performed by three different coated punches (CrN, TiCN, Non-coated). BHF was set about 2.0 KN, forming speed was 50 mm/min, blank thickness were 0.5, 1.0mm and the cup size was 40 mm by 60 mm after forming. The experimental data of square cup drawing test show that the tools coating and temperature were effect on the drawbility.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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