Evaluation of chip morphology when drilling titanium alloy

Abstract

Chip formation within a hole making processes plays an important role in selection of proper machining parameters. Understanding of this phenomenon is also important in relation to wear behaviour or machined surface integrity parameters like roughness, residual stresses and many others. Proposed study aims to compare different shapes and forms of chips produced when drilling titanium alloy Ti-6Al-4V with solid carbide tool by various cutting conditions. The effect of cutting edge radius and side clearance angle on chip formation process was also considered within this work. Experimental data has confirmed strong relationship between drilling parameters and evaluated variable.

Формування стружки в процесах виготовлення отворів грає важливу роль у виборі правильних параметрів обробки. Розуміння цього феномена також важливо по відношенню до поведінки зносу або параметрів цілісності оброблюваної поверхні, як шорсткість, залишкові напруги і багато інших. Пропоноване дослідження націлене на порівняння різних форм і розмірів стружки під час свердління титанового сплаву Ti-6Al-4V твердосплавними свердлами в різних умовах різання. Вплив радіусу заокруглення різальної крайки і заднього кута на процес стружкоутворення також було розглянуто в рамках даної роботи. Експериментальні дані підтверджують тісний взаємозв'язок між режимами свердління і параметрамі, що оцінюються. Експерименти проводилися з використанням спіральних свердел з вольфрамо-кобальтового твердого сплаву, без покриття, діаметром 8,2 мм і з різною геометрією. Для виключення впливу зносу, використовувалися кожного разу нові свердла. Морфологія стружки, досліджена під час свердління титанового сплаву Ti-6Al-4V твердосплавним інструментом без покриття WC/Co, довела, як і очікувалося, тісний зв'язок із існуючими умовами різання. Крім того, явище прилипання стружки і сильного зносу інструменту виникає при обробці з більш високими параметрами різання, в основному зі швидкістю різання (Vc = 60 і 90 м/хв). Конічна спіральна стружка має форму складчастої стрічки при швидкості різання більше 40 м/хв. Вплив швидкості подачі менш істотний в порівнянні з впливом швидкості різання. Це можна пояснити підвищенням температури, при якій матеріал заготовки прилипає до ріжучого інструменту, що погіршує видалення стружки із зони різання. Вплив радіусу ріжучої крайки і заднього кута на процес деформації також розглядається в цій статті, але при спостереженні в макромасштабі не було виявлено суттєвого впливу геометрії інструменту на формування стружки. Мікромасштабні дослідження, включаючи SEM, представляють відмінну тему для майбутньої роботи.