A computer algorithm for flank and crater wear estimation in CNC turning operations

Chungchoo, Chatchapol; Saini, Devi P

doi:10.1016/s0890-6955(02)00065-2

Cited by 19 publications

(14 citation statements)

References 22 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Case-III: Machining of SS304 with TiCN-coated cemented carbide inserts with soluble coolant at ambient temperature (30°C): Crater wear is the primary type of wear while machining difficult-to-cut material, the reason being high temperature generated along the rake face of the tool leading to diffusion and abrasion of tool surface [43]. The TiCN-coated tool has high fracture resistance and low coefficient of friction, leading to less heat generation, resulting in less abrasion and diffusion of tool inserts [47].…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Effectiveness of synthetic coolant at 0°C on machining of SS304 with PVD coated TiCN tool to evaluate and compare tool wear and surface finish with conventional machining method

Patil

Karande²

2023

Tribology - Materials, Surfaces & Interfaces

View full text Add to dashboard Cite

The work-hardening and low thermal conductivity characteristics of SS304 had always been a challenge to machine it easily with better tool life and surface finish. The type of coolant, its temperature and surface coated inserts plays a pivotal role in machining the hard materials. A number of experiments were performed with a TiCN and tungsten carbide inserts in combination with soluble/synthetic coolant at ambient temperature and at 0 o C TiCN-coated cemented carbide insert with synthetic coolant at 0°C is recommended for machining as per the results obtained through this research work. It was found that TiCN-coated inserts used for machining SS304 with synthetic coolant at 0°C provide better tool life, less tool wear, improved surface finish and low heat generation. The tool life was enhanced approximately by 75%, 20% reduction in maximum temperature generation and 50% improvement in surface finish of workpiece.

show abstract

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

“…The tool inserts were observed under SEM and the mode of failure was studied. Flank and crater wear are the most common mode of failure in inserts while performing turning operations [43]. The mechanism of this wear was attributed to notch, attrition, abrasion, cracking of the surface layer of the coat, chipping of the edge, etc.…”

Section: Tool Wearmentioning

confidence: 99%

Effectiveness of synthetic coolant at 0°C on machining of SS304 with PVD coated TiCN tool to evaluate and compare tool wear and surface finish with conventional machining method

Patil

Karande²

2023

Tribology - Materials, Surfaces & Interfaces

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…6 Several different TCM algorithms or methods were proposed in the context of sensor techniques and decision mechanisms. 4–30 These methods can be categorized into two groups.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…Several TCM methods have been proposed earlier, especially for a lathe with a non-rotating single tool. 9–26 TCM systems designed for turning processes are not well suited for milling, since the chip formation is not continuous. 27 In milling processes, wear progression can be different 28 and sensor placement is more complicated owing to the rotation of the milling tools.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

A support vector machine-based online tool condition monitoring for milling using sensor fusion and a genetic algorithm

Kaya

Oysu

Ertunç

et al. 2012

Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B:

View full text Add to dashboard Cite

In machining systems, the quality of the manufactured part is directly related to the condition of the tool used. Sharp tools are mostly used on the final machining pass to obtain enhanced dimensional accuracy and surface smoothness. Worn tools on the other hand are typically used for coarse machining. The operator usually makes tool assignments based on his experience, the wear levels of the tools and the type of machining task. However, this kind of operator judgment is bound to errors and may not be reliable in processes requiring high precision. Therefore, a tool condition monitoring system is highly desirable to achieve the best results in machining quality. In this study, three-axis cutting forces, torque, three-axis accelerometer and acoustic emission signals were analyzed and used for the development of an online tool condition monitoring system. Various time domain and statistical features extracted from these signals were used to train support vector machine models in a binary decision tree, which was used to predict the condition of the cutting tool. The genetic algorithm was employed for reducing the dimensionality of the feature set by selecting the features that correlates best with the tool condition. Nine experiments were carried out at different cutting conditions. Experimental results demonstrated the efficacy of the proposed scheme. The classification rates for the tool condition monitoring system before and after inclusion of the genetic algorithm step were determined as 89% and 100%, respectively.

show abstract

“…Με τη βοήθεια αυτών των προσομοιωτικών πακέτων μπορεί να γίνει ο υπολογισμός των δυνάμεων κοπής, καθώς επίσης και ο προσδιορισμός του θερμοκρασιακού πεδίου που αναπτύσσεται στο κοπτικό εργαλείο και στο απόβλιττο κατά την διάρκεια της κοπής. Με την βοήθεια των παραπάνω μπορεί να προσδιοριστεί το πεδίο των τάσεων που αναπτύσσεται πάνω στην κοπτική ακμή και να προβλεφθεί η πρώτη αστοχία των επικαλύψεων [20,21,22,23,24].…”

Section: εισαγωγηunclassified

Αύξηση Της Απόδοσης Κοπής Επικαλυμμένων Κοπτικών Εργαλείων Μέσω Βελτιστοποίησης Των Τεχνολογικών Χαρακτηριστικών Τους, Με Τη Χρήση Πειραματικών Διαδικασιών Και Αναλυτικών Μοντέλων Πεπερασμένων Στοιχείων

Κοτσάνης¹

View full text Add to dashboard Cite

Ο κύριος στόχος των μεγαλύτερων βιομηχανιών είναι η βελτιστοποίηση των κοπτικών εργαλείων τα οποία χρησιμοποιούνται στις μορφοποιήσεις. Στην επίτευξη του παραπάνω στόχου εξαιρετικά ωφέλιμη είναι η συμβολή των λεπτών σκληρών επικαλύψεων. Έτσι, η εφαρμογή των επικαλύψεων εναποθετημένων μέσω Φυσικής (PVD) και Χημικής (CVD) εναπόθεσης ατμών στα κοπτικά εργαλεία, συμβάλλει σε μείζονα βαθμό στην αύξηση της αντοχής σε κόπωση και στην επιμήκυνση της διάρκειας ζωής τους. Ωστόσο, μια σειρά τεχνολογικών παραμέτρων κρίνεται αναγκαίο να διερευνηθούν προκειμένου να βελτιστοποιηθεί η απόδοση κοπής. Για τους παραπάνω λόγους, στα πλαίσια της παρούσας διατριβής μελετήθηκε η εξάρτηση της απόδοσης κοπής επικαλυμμένων κοπτικών εργαλείων από τα χαρακτηριστικά της επικάλυψης, όπως η δομή και το πάχος, από τις εναπομένουσες τάσεις και από την ποιότητα συνάφειας. Αρχικά νανοδομημένες επικαλύψεις με διαφορετικά πάχη επικάλυψης εναποτέθηκαν μέσω φυσικής εναπόθεσης ατμών σε κοπτικά εργαλεία σκληρομετάλλου, με σκοπό τη διερεύνηση της απόδοσης κοπής τους κατά το φραιζάρισμα. Οι συγκεκριμένες επικαλύψεις πολλαπλών διαδοχικών νανο-στρώσεων παρουσιάζουν βελτιωμένη απόδοση κοπής συγκριτικά με τις μονοστρωματικές επικαλύψεις ίδιου πάχους και ίδιας χημικής σύστασης. Η εφαρμογή των παραπάνω επικαλύψεων αποκάλυψαν μια σημαντική βελτίωση της διάρκειας ζωής όταν αυξάνεται το πάχος της επικάλυψης. Έτσι λοιπόν η αύξηση της διάρκειας ζωής του εργαλείου είναι σχεδόν ανάλογη της αύξησης του πάχους, αντισταθμίζοντας με αυτόν τον τρόπο το κόστος κατασκευής τους και βελτιώνοντας την παραγωγικότητα. Επιπλέον PVD TiAlN επικαλύψεις με διαφορετικές τιμές εναπομενουσών τάσεων εναποτέθηκαν σε εργαλεία σκληρομετάλλου με σκοπό την διερεύνηση της απόδοσης κοπής κατά το τορνάρισμα. Τα αποτελέσματα αποκάλυψαν την σημαντική συνεισφορά των συμπιεστικών εναπομενουσών τάσεων τόσο στην αύξηση των μηχανολογικών ιδιοτήτων και της συνάφειας όσο και στην βελτίωση της διάρκειας ζωής. Αντιθέτως εάν οι εναπομένουσες τάσεις είναι μεγαλύτερες από μια βέλτιστη τιμή, χειροτερεύουν την συνάφεια της επικάλυψης και αυξάνεται η ψαθυρότητα. Σημαντικό πεδίο έρευνας της διδακτορικής διατριβής αποτέλεσε η μελέτη της αντοχής σε κόπωση της διεπιφάνειας μεταξύ αδαμαντοεπικάλυψης και υποστρώματος σκληρομετάλλου που έχουν εναποτεθεί μέσω χημικής εναπόθεσης ατμών. Με βάση μια δυναμική προσομοίωση της κεκλιμένης επαναλαμβανόμενης κρούσης, ποσοτικοποιήθηκε η αντοχή σε κόπωση της διεπιφάνειας μέσω της κρίσιμης διατμητικής τάσης (SFLS), η οποία χαρακτηρίζει την διεπιφάνεια αδαμαντοεπικάλυψης – υποστρώματος και επηρεάζεται από τη θερμοκρασία, από τις εναπομένουσες τάσεις και από τη συνάφεια. Η υπολογισμένη κρίσιμη διατμητική τάση μπορεί να συγκριθεί άμεσα με τις διατμητικές τάσεις που αναπτύσσονται στην διεπιφάνεια κατά το φραιζάρισμα. Με τη σύγκριση αυτή παρέχονται στοιχεία τα οποία μπορούν να προβλέψουν την εξέλιξη της φθοράς των αδαμαντοεπικαλυμμένων κοπτικών εργαλείων και μπορούν να χαρακτηριστούν σαν εργαλεία με καλή συνάφεια ή όχι πριν από την αποκάλυψη του υποστρώματος στην καμπυλότητα της κοπτικής ακμής. Τέλος αποδείχθηκε ότι οι διαφορετικές δομές και οι διαφορετικές ποιότητες συνάφειας της αδαμαντοεπικάλυψης επηρεάζουν σε μεγάλο βαθμό τους μηχανισμούς φθοράς που αναπτύσσονται κατά το φραιζάρισμα και εν τέλει την απόδοση κοπής τους.

show abstract

A computer algorithm for flank and crater wear estimation in CNC turning operations

Cited by 19 publications

References 22 publications

Effectiveness of synthetic coolant at 0°C on machining of SS304 with PVD coated TiCN tool to evaluate and compare tool wear and surface finish with conventional machining method

Effectiveness of synthetic coolant at 0°C on machining of SS304 with PVD coated TiCN tool to evaluate and compare tool wear and surface finish with conventional machining method

A support vector machine-based online tool condition monitoring for milling using sensor fusion and a genetic algorithm

Contact Info

Product

Resources

About