Assessment of chip segmentation process in machining using physical parameters - Université de Lorraine Access content directly
Journal Articles Revue de Mécanique Appliquée et Théorique Year : 2013

Assessment of chip segmentation process in machining using physical parameters

Abstract

The chip segmentation process has a significant effect on the cutting force fluctuation during machining which could affect tool vibration and tool wear. This paper deals with a quantitative analysis of the chip segmentation phenomenon in metal cutting. The notion of intensity of the phenomenon has been introduced. Various parameters have been proposed for this purpose. These parameters are based on dimensional characteristics of the segmented chip and the strain distribution within the chip. A Finite Element based modelling has been developed to simulate the chip formation process in the case of machining aeronautical aluminium alloy AA2024-T351 with WC-Co based cutting tools. From the simulated chip morphologies, introduced chip segmentation parameters are assessed. The impact of the cutting speed and tool geometry on the chip segmentation intensity is clearly highlighted. Cutting force and contact length fluctuations with respect to the cutting speed variation when segmentation occurs are discussed and deeply analysed. A correlation between speed increases as well as between chip formation process and average cutting force oscillation has been established thanks to the introduced parameters, showing thus their usefulness.
Le processus de la segmentation du copeau a un effet significatif sur la fluctuation de l’effort de coupe lors de l'usinage qui peut affecter les vibrations et l'us re de l'outil. Cet article traite l'analyse quantitative du phénomène de la segmentation du copeau pour la coupe des métaux. La notion d'intensité du phénomène a été introduite. Différents paramètres ont été proposés. Ces paramètres sont basés sur les caractéristiques dimensionn lles du copeau segmenté et la distribution de la déformation plastique à l'intérieure du copeau. Une modélisation basée sur la Méthode des Eléments Finis « MEF » a été développée afin de simuler le processus de la formation des copeaux pendant l'usinage de l'alliage d'aluminium aéronautique AA2024-T351 avec des outils de WC-Co. A partir des morphologies des copeaux simulés, les paramètres introduits de la segmentation des copeaux sont évalués. L'impact de la vitesse de coupe et de la géométrie de l'outil sur l'intensité de la segmentation des copeaux est clairement mis en évidence. L’effort de coupe et la fluctuation de la longueur de contact en fonction de la vitesse de coupe quand la segmentation a eu lieu sont analysés. Une corrélation entre la vitesse moyenne et le processus de la formation des copeaux d’une part et l'oscillation des efforts de coupe d’autre part a été établie grâce aux paramètres introduits, ce qui montre leur utilité.
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Dates and versions

hal-01431214 , version 1 (10-01-2017)

Identifiers

  • HAL Id : hal-01431214 , version 1

Cite

Samir Atlati, Badis Haddag, Mohammed Nouari, M. Zenasni. Assessment of chip segmentation process in machining using physical parameters. Revue de Mécanique Appliquée et Théorique, 2013, 2 (6), pp.629-640. ⟨hal-01431214⟩
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