Wear resistance of hard turned surfaces

Abstract

The quality of working surfaces plays an important role in automotive industrial components. One of the main characteristics of such surfaces is their wear resistance. In this study external cylindrical surfaces were analyzed. A Design ofExperiment methodology was applied and hard turning experiments were carried out to analyze the effects of the cutting parameters on the 3D surface roughness values of reduced peak height, skewness and kurtosis. The study confirmed earlier findings that at lower feed the wear resistance is higher based on the analyzed roughness parameters. The cutting speed and the depth-of-cut do not influence these parameter values significantly.

Обробка загартованих матеріалів є складним завданням. Можливе як звичайне шліфування, так і використання одноточкових інструментів. Жорстке точіння - хороший вибір для обробки загартованих поверхонь за рахунок відносної швидкості знімання матеріалу і може забезпечити ефективну процедуру. Однак токарна обробка твердих матеріалів вимагає верстат з жорсткою структурою та інструменти з надтвердих матеріалів для досягнення очікуваної точності та якості поверхні. Жорстке точіння призводить до періодичного рельєфу поверхні. Через складну систему вимог до робочих поверхонь, топографія і, отже, характеристика шорсткості поверхні стали пріоритетними темами при обробці. Зносостійкість – це трибологічні властивості поверхонь. Існує безліч параметрів шорсткості, які покликані надати інформацію про зносостійкість поверхні. У цьому дослідженні демонструються результати експериментів із твердим точінням. Технологічні параметри (швидкість різання, подача, глибина різання) змінювалися. Відповідно до рекомендацій виробника інструменту були застосовані найнижчі та найвищі значення цих даних, і було проведено планування експерименту, в результаті якого було отримано 8 налаштувань. Новизна експериментів у тому, що з аналізу зносостійкості одночасно враховувалися більше одного параметра шорсткості, а експерименти проводилися для усього діапазону технологічних параметрів. Експерименти по жорсткому точінню проводилися для 8 установок з варіюванням значень технологічних параметрів швидкості різання, глибини різання та подачі. Були проаналізовані 3D параметри шорсткості поверхні Spk, Ssk та Sku. Зміна глибини різання та швидкості різання не впливає на аналізовані значення. Єдина чітка констатація експериментів– подача впливає на аналізовані параметри шорсткості. Коли застосовувалася нижча подача (0,05 мм/об), зносостійкість була явно кращою, ніж у разі більш високої (0,3 м/об) подачі. Усі три параметри шорсткості підтверджують це твердження. Результати можуть надати корисну інформацію для дослідження трибологічних характеристик оброблених поверхонь.