Analysis of the surface formation mechanisms for grinding of end mill cutting tools made from cemented carbides

硬质合金立铣刀磨削表面形成机制分析

基本信息

项目摘要

The tool industry had a considerable increase in sales during the last 10 years. Especially the technology for manufacturing end mill cutting tools made from cemented carbides is common for many decades. A decisive factor for the technological success of end mill cutting tools is the wear behavior, which is influenced significantly by the manufacturing process. Thus, there is still a substantial need for the research in manufacturing end mill cutting tools made from cemented carbides with respect to the surface formation mechanisms while grinding. Flute grinding plays an essential role during tool grinding because in comparison it possesses a high material removal that goes along with a high process main time and influences the machining behavior of the milling tool notably. Different surface formation mechanisms in the contact area between the tool and the workpiece occur due to the complex contact conditions, which has a significant influence on the surface quality, the peripheral-zone properties and the tool strength. Within the first research period predominant ductile surface formation mechanisms were observed, whereas the generated surfaces varied significantly between the bottom of the flute and the rake face. The generation of knowledge about the relationship between the grinding wheel specification and the process parameters with the process behaviour and surface quality in the flute was used to develop a process model for flute grinding. Concerning the results it can be assumed that an adaption of the grinding tool to the varying contact conditions between grinding wheel and workpiece during flute grinding within the active grinding wheel width is reasonable in order to optimize flute grinding processes. Hence, within the second research period it will be clarified how the findings of the first research period can be transferred to the use of load-adapted, graded grinding wheels and furthermore the interaction with the milling process will be analyzed.
在过去的10年里,工具行业的销售额有了相当大的增长。尤其是用硬质合金制造立铣刀的技术几十年来一直很常见。立铣刀技术成功的一个决定性因素是刀具的磨损性能,而磨损性能受制造工艺的影响很大。因此,在硬质合金立铣刀的制造中,仍然有必要研究磨削时的表面形成机理。槽形磨削在刀具磨削中起着至关重要的作用,因为与之相比,槽形磨削具有较高的材料去除率和较高的加工主要时间,并且对刀具的加工行为有显着的影响。由于复杂的接触条件,刀具与工件的接触区会产生不同的表面形成机制,这对表面质量、周边区性能和刀具强度都有很大影响。在第一个研究周期内,观察到了主要的延性表面形成机制,而产生的表面在凹槽底部和前刀面之间差别很大。通过生成砂轮规格和工艺参数与沟槽内加工行为和表面质量之间的关系的知识,建立了沟槽磨削的工艺模型。根据计算结果可以认为,为了优化槽形磨削工艺,在有效砂轮宽度范围内,磨具适应槽形磨削时砂轮与工件接触条件的变化是合理的。因此,在第二个研究期内,将阐明如何将第一个研究期的研究成果转移到负载适应、分级砂轮的使用上,并进一步分析与磨削过程的相互作用。

项目成果

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Optimising the grinding wheel design for flute grinding processes utilising numerical analysis of the complex contact conditions
  • DOI:
    10.36897/jme/119641
  • 发表时间:
    2020-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    E. Uhlmann;B. Gülzow;A. Muthulingam
  • 通讯作者:
    E. Uhlmann;B. Gülzow;A. Muthulingam
Increasing the productivity and quality of flute grinding processes through the use of layered grinding wheels
通过使用分层砂轮提高凹槽磨削工艺的生产率和质量
  • DOI:
    10.1016/j.promfg.2019.04.095
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Uhlmann;Schröer;Muthulingam
  • 通讯作者:
    Muthulingam
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