Correlation between edge radius of the cBN cutting tool and surface quality in hard turning

Abstract

In this study, the attempt has been made to investigate the correlation between the cutting tool edge radius and surface quality in terms of the surface roughness and subsurface deformation through a FE simulation and experiment. Machining tests under different machining conditions were also conducted and the surface roughness and subsurface deformation were measured. Surface roughness and subsurface deformation were produced by the cutting tools with different edge radii under various cutting parameters. Both results from the FE simulation and machining tests confirmed that there was a significant influence on the surface quality in terms of both the surface roughness and subsurface quality from the edge radius. There is a critical edge radius of cBN tools in hard turning in terms of surface quality generated.

У даному дослідженні було зроблено спробу дослідити взаємозв’язок між радіусом закруглення крайки різального інструменту і якістю поверхні, які оцінюються шорсткістю поверхні і деформацією підповерхневого шару, методами скінчено-елементного моделювання і експериментально. Було здійснено низку експериментів при різних умовах обробки з одночасним вимірюванням шорсткості поверхні і деформації підповерхневих шарів. Також застосовували різальні інструменти з різними радіусами різальної крайки при різних режимах різання. Результати моделювання і випробувань підтвердили значний вплив радіуса закруглення крайки на якість і шорсткість поверхні, а також якість підповерхневого шару. Виявлено оптимальний радіус округлення крайки інструменту з КНБ, який треба застосовувати при обробці надтвердих матеріалів для отримання найкращої якості поверхні.

В данном исследовании была сделана попытка изучить взаимосвязь между радиусом скругления кромки режущего инструмента и качеством поверхности, оцениваемой шероховатостью поверхности и деформацией подповерхностного слоя, методами конечно-элементного моделирования и экспериментально. Были проведены испытания при различных условиях обработки с одновременным измерением шероховатости поверхности и деформации подповерхностного слоя. Применялись режущие инструменты с различными радиусами режущей кромки при различных режимах резания. Результаты моделирования и испытаний подтвердили значительное влияние радиуса скругления кромки на шероховатость поверхности, а также на качество подповерхностного слоя. При точении закаленной стали инструментом из сBN имеется оптимальный радиус режущей кромки инструмента, который следует применять при обработке сверхтвердых материалов для получения наилучшего качества поверхности.