Friction modelling in metal cutting with integrated tool wear effects

In this paper, friction in longitudinal turning operations when using chamfered uncoated ceramic tools is investigated. Both tool-chip and workpiece - tool interactions are integrated in the friction model. The values of three force components were consequently measured during tool wear tests at different cutting speeds they were used as input data for computing the friction and normal forces acting on the rake and flank faces and, as a result, for determining the relevant friction coefficients. It was observed that both friction coefficients are sensitive to tool wear progression depending on the cutting speed used. For comparison the values of friction coefficient were determined for orthogonal (2D) friction model. The 3D friction model was tested for the machining of spheroidal cast iron (SCI) using uncoated nitride ceramic inserts.

Prowadzono analizę tarcia w operacjach toczenia wzdłużnego z użyciem narzędzi z niepowlekanej ceramiki azotowej. W przyjętym modelu tarcia uwzględniono synergię oddziaływania na styku ostrze - wiór i przedmiot - ostrze. Wykonano pomiary wartości trzech sił składowych w czasie próby zużycia ostrza dla różnych wartości prędkości skrawania. Określane wartości użyto jako dane wejściowe do wyznaczenia wartości siły tarcia i siły normalnej, i w kolejności do wyznaczenia wartości określonego współczynnika tarcia. Stwierdzono, że współczynnik tarcia jest wrażliwy na przyrost zużycia narzędzia, zależnie od prędkości skrawania. W celu porównania wyznaczono wartości współczynnika tarcia dla ortogonalnego (2D) modelu tarcia. Weryfikację modelu 3D tarcia prowadzono dla skrawania żeliwa sferoidalnego z zastosowaniem niepowlekanych płytek ostrzowych z ceramiki azotowej.