Form accuracy and cutting forces in turning of X5CRNI18-10 shafts: a study on cylindricity, coaxiality, straightness, and waviness at small feeds

Abstract

This paper investigates how the cutting speed (vc), feed rate (f) and depth of cut affects the cutting forces and the quality of the surface during turning operations. For the study different experiments have been performed at two depths of cut (0.5 mm and 1.0 mm) to observe how they affect the cutting force, cylindricity, coaxiality (COAX DIN), straightness and waviness. From the results it can be said that the cutting forces and surface deviations increase with the increase in depth of cut. Cutting force normally brings down the forces and enhances surface quality but feed rate has exactly opposite impact. Thus, it is necessary to choose parameters wisely to keep machining efficiency and dimensional accuracy in balance. Метою даного дослідження є вивчення впливу зміни параметрів різання на основні сили різання і похибки форми елементів при токарних операціях. Для проведення аналізу були проведені як експериментальні випробування, так і теоретичні розрахунки. У цьому дослідженні подача варіювалася на двох рівнях (0,08, 0,24 мм/об), а швидкість різання варіювалася на двох рівнях (200, 300 м/хв) при двох глибинах різання, 0,5 і 1 мм. Зусилля різання стали вищими зі збільшенням глибини різання з 0,5 мм до 1,0 мм значно, а також було збільшено вплив подачі та швидкості на всі вихідні значення. При меншому значенні глибини різання (0,5 мм) зусилля різання знижувалося і на них менше впливала подача. У той час як більша глибина різання (1,0 мм) має більший вплив і різко зростає зусилля до 600 Н. Питомі зусилля різання знижуються для обох випадків різання.