The influence of tribological characteristics of coated tools on the cutting process and the quality parameters of the parts’ surface layer

The influence of cutting tools nanostructured coatings on the cutting parameters and the surface layer parameters of machined parts was researched. The wide range of cutting rates, different work materials, and coated tools were selected for the experiments. The results cutting different materials with coated carbide‐tipped tools are presented. Based on obtained power dependences, an equation of machinability to estimate optimal cutting speed for different combination work material–coated tool was performed. The interaction between friction characteristics of coated tools and the shear plane angle during machining has been determined. On the basis of the obtained results of experiments, the methodology for the calculation of technological conditions of turning, which provides the required quality and accuracy levels at the stage of machining and takes into consideration the tribological properties of coated tools, has been developed. In order to check the obtained mathematical models, a comparison of the experimental and calculated data was performed. The results of experiments show that coated tool reduces the magnitude of the roughness, residual stress, and strain hardening in correlation with the magnitude of the friction coefficient.

W pracy zbadano wpływ nanostrukturalnych powłok na narzędziach na proces skrawania i parametry jakościowe warstwy wierzchniej. Badaniom poddano, stosując szeroki zakres parametrów skrawania, wiele rodzajów obrabianych materiałów i narzędzi pokrytych powłokami. Podano także wyniki dla różnych kształtów narzędzi z węglika pokrytych powłokami. Bazując na otrzymanych zależnościach, opracowano równania obrabialności pozwalające na dobór optymalnej prędkości skrawania dla różnych kombinacji obrabiany materiał – narzędzi z powłoką. Została także określona zależność pomiędzy charakterystykami tarciowymi narzędzi pokrytych powłokami a kątem skrawania. Na podstawie uzyskanych wyników badań opracowano metodologię obliczania parametrów technologicznych toczenia, dla których uzyskuje się wymagany poziom jakości i dokładności obróbki. Aby zweryfikować opracowane modele matematyczne, dokonano porównania wyników obliczeń z danymi eksperymentalnymi. Wyniki badań dowiodły, że dla narzędzi z powłokami redukcja chropowatości, naprężeń własnych oraz zgniotu koreluje z obniżeniem współczynnika tarcia.