High-Voltage Discharge as a Factor of Increasing the Cutting Properties of Disposable Inserts

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Relevance. Improving the quality of the cutting tools by creating a new method of influencing the cutting part of disposable inserts for the built-up tooling and the method for identifying and grouping disposable cutting inserts are important today. The object of the study is a set of replaceable disposable inserts by PRAMET. The purpose of the work is to create a new method of influencing the cutting part of replaceable disposable inserts for the composite cutting tool and a new method for its identification and grouping. Method. A new method for improving the quality of the cutting tool based on the effect of a high-voltage electric discharge action on the cutting part of disposable inserts and the method of acoustic diagnostics for its comparative identification is found by the authors of the paper. The methods of planning the experiment, methods of statistical analysis, modeling methods using spectral neural network analysis are applied. Results. The possibility of a high-voltage electric discharge action on the cutting part of disposable inserts for the built-up tooling has been substantiated and experimentally confirmed with the aim of improving its quality, in particular by applying the proposed method of acoustic identification and grouping the disposable inserts on the basis of the amplitude-frequency characteristics of natural oscillations caused by forced acoustic vibrations in the form “White noise” in the interval 20-20000 Hz. This allowed to increase the time of continuous use of disposable inserts in 1.8 times. Application area. High-voltage discharge processing of disposable inserts makes it possible to reduce the scattering of signs of inserts wear in comparison with the untreated ones, thereby reducing its wear in metalworking. This method has the prospect of practical application to reduce the wear of the multifaceted replaceable disposable inserts for the cutting tool. Conclusions. The conducted experiments on the evaluation of the quality of cutting inserts with the help of acoustic spectra of natural oscillations and also the action of high-voltage discharge have confirmed the prospects of such approaches to the identification and grouping of plates according to the principle of proximity of properties and the method of improving the quality of disposable inserts by high voltage discharges (at least 25.0 KV). Prospects for further research involve the investigation of the mechanism of physical phenomena in the structural change in the hardening coatings, its layer bonds, and the degree of adhesion to the main material of the cutting part of disposable inserts under the influence of the frequency of high-voltage discharges, its frequency and the exposure time.

About the authors

S. V. Kovalevskyy

Email: kovalevskii@i.ua
D.Sc. (Engineering), Professor; Donbass State Engineering Academy, 72 Mashinostroiteley str., Kramatorsk, 84313, Ukraine; kovalevskii@i.ua

O. S. Kovalevska

Email: olenakovalevskaya@gmail.com
Ph.D. (Engineering), Associate Professor; Donbass State Engineering Academy, 72 Mashinostroiteley str., Kramatorsk, 84313, Ukraine; olenakovalevskaya@gmail.com

A. Koshovii

Email: koshovii2000@ukr.net
PRAMET Tools, 80 Berezinskaya str., Dniprо, 49000, Ukraine; koshovii2000@ukr.net

References

  1. Сафонов С.В., Григорьев С.Н., Смоленцев В.П. Модификация поверхностного слоя металлических изделий // Вестник Воронежского государственного технического университета. – 2015. – Т. 11, № 2. – С. 19–26.
  2. Иващенко А.П. Анализ способов повышения стойкости материалов режущих инструментов // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2015. – № 12 (3). – С. 389–392.
  3. Тарануха Г.В. Применение композиционных материалов для режущих инструментов в металлообработке // Альманах современной науки и образования. – 2013. – № 9 (76). – С. 171–172.
  4. Середа Б.П., Кругляк Д.О. Формирование износостойких покрытий на медных сплавах в условиях СВС // Инженерия поверхностного слоя деталей машин: сборник материалов II Международной научно-практической конференции, 27–28 мая 2010 г.: посвященной 85-летию со дня рождения академика О.В. Романа, 55-летию кафедры «Порошковая металлургия, сварка и технология материалов» БНТУ / редкол.: Б.М. Хрусталев, Ф.И. Пантелеенко, В.Ю. Блюменштейн. – Минск: БНТУ, 2010. – С. 96–97.
  5. Повышение износостойкости и коррозионной стойкости изделий из конструкционных и инструментальных стадий путем нанесения ионно-плазменных покрытий / Л.Л. Ильичев, В.И. Рудаков, Г.В. Клевков, Н.А. Клевцова // Современные проблемы науки и образования. – 2006. – № 6. – С. 45–46.
  6. Чекалова Е.А., Чекалов П.Д. Повышение износостойкости режущего инструмента путем диффузного сетчатого покрытия // Известия МГТУ «МАМИ». – 2014. – № 1 (19). – С. 230–233.
  7. Клименко С.А., Копейкина М.Ю. Повышение эффективности процессов обработки инструментами с ПСТМ на основе КНБ // Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии. – Харьков, 2012. – Вып. 55. – С. 79–83.
  8. Stancioiu A., Csofu F. Research on increasing active life of cutting tools // Fiabilitate si Durabilitate. – 2012. – N 1. – P. 212–217.
  9. Yasa E., Kruth J. Application of laser re-melting on Selective laser melting parts // Advances in Production Engineering and Management. – 2011. – Vol. 6, N 4. – P. 259–270.
  10. Additive manufacturing by direct metal deposition / В. Dutta, S. Palaniswamy, J. Choi, L.J. Song, J. Mazumder // Advanced Materials & Processes. – 2011. – Vol. 169, N 5. – P. 33–36.
  11. Kruglov I.A. Neural networks modeling of multivariable vector functions in ill-posed approximation problems // Journal of Computer and System Sciences International. – 2013. – Vol. 52, N 4. – P. 503–518.
  12. Improving tool life in multi-axis milling of Ni-based superalloy with ball-end cutter based on the active cutting edge shift strategy / M. Luo, H. Luo, D. Zhang, K. Tang // Journal of Materials Processing Technology. – 2018. – Vol. 252. – P. 105–115.
  13. Binder M., Klocke F., Lung D. Tool wear simulation of complex shaped coated cutting tools // Wear. – 2015. – Vol. 330–331. – P. 600–607.
  14. Kianinejad K., Uhlmann E., Peukert B. The influence of the cooling conditions on the cutting tool wear and the chip formation mechanism // Procedia CIRP. – 2015. – N 26. – P. 533–538.
  15. Willian A. Tribological and wear behavior of HfN/VN nanomultilayer coated cutting tools // Ingeniería e Investigación. – 2014. – N 34. – P. 22–28.
  16. Measuring diagnostic stand for experimental researches in technology machining / A. Dreval', V. Vasilev, D. Vinogradov, O. Malkov // Nauka i Obrazovanie. – 2014. – N 12. – P. 22–58.
  17. Influence of the cutting parameters on flank wear of coated inserts during turning of AISI 316L / Z. Yusimit, M. Yoandrys, L. Arlys, B. Roberto // Enfoqute. – 2015. – N 6. – P. 13–24.
  18. Ковалевский С.В., Тулупов В.И., Тулупова К.В. Разработка и исследование метода контроля деталей машин на основе эффекта акустической эмиссии // Науковий Вісник Донбаської державної машинобудівної академії. – 2014. – № 3 (15E). – С. 50–55.
  19. Ковалевский С.В., Нагиева А.И. Акустический контроль размеров и показателей шераховатости поверхностей деталей с применением нейросетевых моделей // Нейросітьові технології та їх застосування. – Краматорск, 2014. – С. 24–35.
  20. Kovalevskyy S.V. Acoustic monitoring with neural network diagnostics // American Journal of Neural Networks and Applications. – 2015. – Vol. 1, iss. 2. – P. 39–42.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».