Out of all metal-cutting process, the hole-making process is the most widely used. It is estimated to be more than 30% of the total metal-cutting process. It is therefore desirable to monitor and detect drill wear during the hole-drilling process. One important aspect in controlling the drilling process is monitoring drill wear status. There are two systems, Basic system and Online system, to detect the drill wear. Basic system comprised of spindle rotational speed, feed rates, thrust torque and flank wear measured by tool microscope. Outline system comprised of spindle rotational speed feed rates, AE signal, flank wear area measured by computer vision, On-line monitoring system does not need to stop the process to inspect drill wear. Backpropagation neural networks (BPNs) were used for on-line detection of drill wear. The output was the drill wear state which was either usable or failure. This paper deals with an on-line drill wear monitoring system to fit the detection of the abnormal tool state.
Out of all metal-cutting processes, the hole-making process is the most widely used. It is estimated to be more than 30% of the total metal-cutting process. It is therefore desirable to monitor and detect drill wear during the hole-drilling process. One important aspect in controlling the drilling process is monitoring drill wear status. Accordingly, this paper deals with Basic system and Online system. Basic system comprised of spindle rotational speed, feed rates, thrust, torque and flank wear measured tool microscope. Online system comprised of spindle rotational speed, feed rates, AE signal, flank wear area measured computer vision. On-line monitoring system does not need to stop the process to inspect drill wear. Backpropagation neural networks (BPNs) were used for on-line detection of drill wear. This paper deals with an on-line drill wear monitoring system to fit the detection of the abnormal tool state.
In this research, we examine the change of dimensional accuracy in the cutting process while changing cutting conditions such as feed rate and spindle rotational speed with chromium molybdenum steel (SCM415) material and TiCN- and TiAlN-coated end mill tools. According to dimensional accuracy measurement, TiCN-coated tool displays the most accurate dimensional tolerance at ${\varnothing}20mm$ at feed rates of 200 mm/min and 250 mm/min at a spindle rotation speed of 4,000 rpm. The largest dimension of the coating tool was able to make the TiAlN-coated tool suitable when comparing the smallest dimension.
This paper describes the micro cutting of wear resistant tungsten carbides using PCD (Poly-Crystalline Diamond) cutting tools in performance with SEM (Scanning Electron Microscope) direct observation method. Turning experiments were also carried out on this alloy (V50) using a PCD cutting tool. One of the purposes of this study is to describe clearly the cutting mechanism of tungsten carbides and the behavior of WC particles in the deformation zone in orthogonal micro cutting. Other purposes are to achieve a systematic understanding of machining characteristics and the effects of machining parameters on cutting force, machined surface and tool wear rates by the outer turning of this alloy carried out using the PCD cutting tool during these various cutting conditions. A summary of the results are as follows: (1) From the SEM direct observation in cutting the tungsten carbide, WC particles are broken and come into contact with the tool edge directly. This causes tool wear in which portions scrape the tool in a strong manner. (2) There are two chip formation types. One is where the shear angle is comparatively small and the crack of the shear plane becomes wide. The other is a type where the shear angle is above 45 degrees and the crack of the shear plane does not widen. These differences are caused by the stress condition which gives rise to the friction at the shear plane. (3) The thrust cutting forces tend to increase more rapidly than the principal forces, as the depth of cut and the cutting speed are increased preferably in the orthogonal micro cutting. (4) The tool wear on the flank face was larger than that on the rake face in the orthogonal micro cutting. (5) Three components of cutting force in the conventional turning experiments were different in balance from ordinary cutting such as the cutting of steel or cast iron. Those expressed a large value of thrust force, principal force, and feed force. (6) From the viewpoint of high efficient cutting found within this research, a proper cutting speed was 15 m/min and a proper feed rate was 0.1 mm/rev. In this case, it was found that the tool life of a PCD tool was limited to a distance of approximately 230 m. (7) When the depth of cut was 0.1 mm, there was no influence of the feed rate on the feed force. The feed force tended to decrease, as the cutting distance was long, because the tool was worn and the tool edge retreated. (8) The main tool wear of a PCD tool in this research was due to the flank wear within the maximum value of $V_{max}$ being about 260 $\mu\textrm{m}$.
The machinability of wear-resistible tungsten carbides and the tool wear behavior in machining of V30 and V50 tungsten carbides using PCD (Poly Crystalline Diamond) cutting tool was investigated to understand machining characteristics. This material is one of the difficult-to-cut materials in present, but their usage has been already broadened to every commercial applications such as mining tools, and impact resistant tools etc. Summary of the results are as follows. (1) Tool wear progression of PCD tools in turning of wear-resistible tungsten carbides were observed specially fast in primary cutting distance within 10m. (2) Three components of cutting resistance in this research were different in balance from the ordinary cutting such as that cutting of steel or cast iron. Those were expressed large value by order of thrust force, principal force, feed force. (3) If presume from viewpoint of high efficient cutting within this research, a proper cutting speed was 15m/min and a proper feed rate was 0.1mm/rev. In this case, it was found that the tool life of PCD tool was cutting distance until 230m approximately. (4) In cutting of wear-resistible tungsten carbides such as V30 and V50, it was recognized that the tool wear rate of V30 was very fast as compared with V50. (5) When the depth of cut was 0.1mm, there was no influence of the feed rate on the feed force. And the feed force tended to decrease as the cutting distance was long, because the tool was worn and the tool edge retreated. (6) It was observed that the tungsten carbides were adhered to the flank.
Generally, the accuracy of motion control systems is strongly influenced by both the mechanical characteristics and servo characteristics of feed drive systems. In the fed drive systems of machine tools that consist of mechanical parts and electrical parts, a torsional vibration is often generated because of its elastic elements in torque transmission. Especially, a torsional vibration caused by the elasticity of mechanical elements might deteriorate the quick movement of system and lead to shorten the life time of the mechanical transmission elements. So it is necessary to analyze the electromechanical system mathematically to optimize the dynamic characteristics of the feed drive system. In this paper, based on the simplifies feed drive system model, radius errors due to position gain mismatch and servo response characteristic have been developed and an optimal criterion for tuning the gain of speed controller is discussed. The proportional and integral parameter gain of the feed drive controller are optimal design variables for the gain tuning of PI speed controller. Through the optimization problem formulation, both proportional and integral parameter are optimally tuned so as to compensate the radius errors by using the genetic algorithm. As a result, higher performance on circular profile tests has been achieved than the one with standard parameters.
International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
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제3권3호
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pp.56-61
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2002
CuFe$_2$O$_4$ ferrite was machined with cermet tools to clarify the machinability. The tool wear became the smallest at the cutting speed of 90m/min with the depth of cut of 0.2mm. The surface roughness became larger with increasing the cutting speed and the chamfer angle of tool. The tool with the chamfer angle of 15° showed the smallest wear. The surface roughness increased almost proportionally with the increase of chip size. The tool wear reduced with increasing feed in the depth of cut not more than 0.2mm.
In this study, experiments were conducted with an ultra-precision machine, developed In domestic, to find the characteristics and the most suitable cutting conditions of ultra-precision machining. To maximize the performance of the machine, the machine was installed in a room that is protected from vibration and is maintained constant temperature and constant humidity. Selected work pieces are an aluminum-alloyed material, which has excellent corrosion resistance and has low deformation. The used tool is synthetic poly crystal diamond which has excellent abrasion resistance and has low affinity. Four types of tool nose radius were used such as 0, 0.1, 0.2 and 0.4mm. Machining is performed with cutting speed of 500, 800 and 1000m/min., feed rate of 0.005, 0.008, 0.010mm/rev. and cutting depth of 0.0005, 0.0025 and 0.005mm respectively which can generally be used in the field as a cutting condition. As a method of evaluation surface roughness was measured for each cutting condition and reciprocal characteristics are computed for each tool nose radius, cutting speed, feed rate and cutting depth. As a result the most suitable cutting condition and characteristics of ultra-precision machining were identified which can usefully be applied in the industrial field.
In this study, experiments were conducted with an ultra-precision machine, developed in domestic, to find the characteristics and the most suitable cutting conditions of ultra-precision machining. To maximize the performance of the machine, the machine was installed in a room that is protected from vibration and is maintained constant temperature and constant humidity. Selected work pieces are an aluminum-alloyed material, which has excellent corrosion resistance and has low deformation. The used tool is synthetic poly crystal diamond, which has excellent abrasion resistance and has low affinity. Four types of tool nose radius were used such as 0, 0.1, 0.2 and 0.4mm. Machining is performed with cutting speed of 500, 800 and 1000m/min., feed rate of 0.005, 0.008, 0.010mm/rev. and cutting depth of 0.0005, 0.0025 and 0.005mm respectively which can generally be used in the field as a cutting condition. As a method of evaluation, surface roughness was measured for each cutting condition, and reciprocal characteristics are computed for each tool nose radius, cutting speed, feed rate and cutting depth. As a result, the most suitable cutting condition and characteristics of ultra-precision machining were identified which can usefully be applied in the industrial field.
Titanium used in industry has been widely applied for aerospace engine, structures and spacecraft exterior, etc. because the titanium is higher in strength compared to the steel and light in weight compared to the steel. This study is to investigate the effect of cutting depth and cutting time on the spindle speed and feed rate of vertical machining center as a parameter to find the rough cutting time and cutting depth in the medium speed cutting machining of the titanium alloy. It is found that the cutting machining heat are increased as the cutting depth, feed rate, cutting time and spindle speed are raised.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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