Influence of Cutting Fluid Application Frequency in Micromilling Cutting Forces
Creators
- 1. Universidade de Brasília
- 2. Universidade Federal de Uberlândia
- 3. Universidade Federal de Goiás
Description
Micromachining allows the production of parts and components on a micro scale with high precision and has become a key process to meet the growing demand for micro parts and micro components. To meet the quality requirements of the generated surfaces and reduce the cutting forces, strategies have been analysed, such as the use of the cutting fluid. Therefore, this research aimed to verify the effect of the frequency of the use of cutting fluid during the micro-milling of the Inconel 718 alloy. For this purpose, an ultra-refined cemented carbide micro end mill coated with (Al, Ti) N and 400 µm in diameter was used. A spindle speed of 20,000 rpm, a cutting speed of 13.8 m/min, a feed per tooth of 5 µm/tooth and an axial depth of cut of 40 µm were used as cutting parameters. Two frequencies of application of the cutting fluid were evaluated, corresponding to the flow rate of 40.7 and 270.0 ml/ h, in addition to the dry test. To measure the cutting forces, a Kistler dynamometer with operating range of -5 kN to +10 kN was used. In addition, the process simulation was performed using the AdvantEdge software by ThirdWave Systems. The results showed that the higher flow of the cutting fluid provided lower cutting forces and that, in dry machining, the cutting force increased significantly during the machining of a slot.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
تسمح الآلات الدقيقة بإنتاج الأجزاء والمكونات على نطاق صغير بدقة عالية وأصبحت عملية رئيسية لتلبية الطلب المتزايد على الأجزاء الصغيرة والمكونات الدقيقة. لتلبية متطلبات الجودة للأسطح المتولدة وتقليل قوى القطع، تم تحليل الاستراتيجيات، مثل استخدام سائل القطع. لذلك، يهدف هذا البحث إلى التحقق من تأثير تواتر استخدام سائل القطع أثناء الطحن الدقيق لسبائك إنكونيل 718. لهذا الغرض، تم استخدام مطحنة كربيد أسمنتية دقيقة فائقة التكرير مغلفة بـ (Al, Ti) N وقطر 400 ميكرومتر. تم استخدام سرعة دوران تبلغ 20000 دورة في الدقيقة، وسرعة قطع تبلغ 13.8 م/دقيقة، وتغذية لكل سن تبلغ 5 ميكرومتر/سن وعمق محوري للقطع يبلغ 40 ميكرومتر كمعلمات قطع. تم تقييم اثنين من ترددات تطبيق سائل القطع، المقابلة لمعدل تدفق 40.7 و 270.0 مل/ ساعة، بالإضافة إلى الاختبار الجاف. لقياس قوى القطع، تم استخدام دينامومتر Kistler بنطاق تشغيل يتراوح من -5 كيلو نيوتن إلى +10 كيلو نيوتن. بالإضافة إلى ذلك، تم إجراء محاكاة العملية باستخدام برنامج AdvantEdge بواسطة ThirdWave Systems. أظهرت النتائج أن التدفق الأعلى لسائل القطع يوفر قوى قطع أقل وأنه، في التشغيل الميكانيكي الجاف، زادت قوة القطع بشكل كبير أثناء تشغيل الفتحة.Translated Description (French)
Le micro-usinage permet la production de pièces et de composants à petite échelle avec une grande précision et est devenu un processus clé pour répondre à la demande croissante de micro-pièces et de micro-composants. Pour répondre aux exigences de qualité des surfaces générées et réduire les forces de coupe, des stratégies ont été analysées, telles que l'utilisation du fluide de coupe. Par conséquent, cette recherche visait à vérifier l'effet de la fréquence d'utilisation du fluide de coupe lors du micro-broyage de l'alliage Inconel 718. À cette fin, un broyeur à micro-extrémité en carbure cémenté ultra-raffiné revêtu de (Al, Ti) N et d'un diamètre de 400 µm a été utilisé. Une vitesse de broche de 20 000 tr/min, une vitesse de coupe de 13,8 m/min, une avance par dent de 5 µm/dent et une profondeur axiale de coupe de 40 µm ont été utilisées comme paramètres de coupe. Deux fréquences d'application du fluide de coupe ont été évaluées, correspondant au débit de 40,7 et 270,0 ml/ h, en plus du test à sec. Pour mesurer les forces de coupe, un dynamomètre Kistler avec une plage de fonctionnement de -5 kN à +10 kN a été utilisé. En outre, la simulation du processus a été réalisée à l'aide du logiciel AdvantEdge par ThirdWave Systems. Les résultats ont montré que le débit plus élevé du fluide de coupe fournissait des forces de coupe plus faibles et que, en usinage à sec, la force de coupe augmentait de manière significative lors de l'usinage d'une fente.Translated Description (Spanish)
El micromecanizado permite la producción de piezas y componentes a microescala con alta precisión y se ha convertido en un proceso clave para satisfacer la creciente demanda de micropiezas y microcomponentes. Para cumplir con los requisitos de calidad de las superficies generadas y reducir las fuerzas de corte, se han analizado estrategias, como el uso del fluido de corte. Por lo tanto, esta investigación tuvo como objetivo verificar el efecto de la frecuencia del uso de fluido de corte durante la micromolienda de la aleación Inconel 718. Para este propósito, se utilizó una microfresa de carburo cementado ultra-refinado recubierta con (Al, Ti) N y 400 µm de diámetro. Como parámetros de corte se utilizaron una velocidad del husillo de 20.000 rpm, una velocidad de corte de 13,8 m/min, una alimentación por diente de 5 µm/diente y una profundidad axial de corte de 40 µm. Se evaluaron dos frecuencias de aplicación del fluido de corte, correspondientes al caudal de 40,7 y 270,0 ml/ h, además del ensayo en seco. Para medir las fuerzas de corte, se utilizó un dinamómetro Kistler con un rango de funcionamiento de -5 kN a +10 kN. Además, la simulación del proceso se realizó utilizando el software AdvantEdge de ThirdWave Systems. Los resultados mostraron que el mayor flujo del fluido de corte proporcionaba menores fuerzas de corte y que, en el mecanizado en seco, la fuerza de corte aumentaba significativamente durante el mecanizado de una ranura.Files
204.pdf
Files
(432.0 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:9c9abaa94eab579202e4edfc9553411e
|
432.0 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تأثير تردد تطبيق سائل القطع في قوى القطع بالطحن الدقيق
- Translated title (French)
- Influence de la fréquence d'application du fluide de coupe dans les forces de coupe de micro-broyage
- Translated title (Spanish)
- Influencia de la frecuencia de aplicación del fluido de corte en las fuerzas de corte de micromolienda
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3184252992
- DOI
- 10.26776/ijemm.06.03.2021.11