2995 卷板機(jī)設(shè)計

2995 卷板機(jī)設(shè)計,板機(jī),設(shè)計 1附 錄 I(中文譯文)3.5 刀具成本的檢測加工成本是加工工具成本和切削成本的總和。機(jī)床成本由閑置費(fèi)用，加工費(fèi)用和工具改變費(fèi)用組成。當(dāng)改變切削速度的情況下閑置費(fèi)用保持不變。從機(jī)械數(shù)據(jù)手冊24上表明機(jī)械設(shè)備成本的公式如下： .)1(82.3.82.3 321 pCbPrrdir GtKtvTfDLvfttRvfeLDMC為了優(yōu)化切割條件,必須確定切割深度大小和切割速度的數(shù)學(xué)關(guān)系式.在 我們學(xué)習(xí)的泰勒模型將被用于確定切削速度對切削刀具壽命的影響:VT =C -3-2V=切削速度T=切割時產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)金額側(cè)翼磨損(例如.0.2 毫米)N 和 C 都是由被使用的材料或者工作條件所決定的常數(shù). ,為了確定進(jìn)給時的常數(shù)n和C我們以 4140 鋼在實驗的條件下進(jìn)行研究，以 LogV 和 LogT 為坐標(biāo)進(jìn)行作圖，畫出了三種類型的進(jìn)給圖形，圖 3-8A、圖 3-8B 是對 KC313 為研究對象在干和濕的條件下分別做出的圖形，圖 3-9A 和圖 3-9B 是對 KC732 為研究對象在干和濕兩種狀態(tài)下所做的圖形，另外,圖 3-10A、圖 3-10B 是以 KC5010 為研究對象在干和濕兩種狀況下所做的圖形. 從上述的圖形可以看出不管測量的次數(shù)有多少,其結(jié)果都是呈直線分布的形式下降,從曲線我們能夠看出，在相同的切削速度的條件下，增加磨損標(biāo)準(zhǔn)和對KC313 和 KC732 使用冷卻液都可以提高工具的使用壽命。然而，對于 KC5010來說提高磨損標(biāo)準(zhǔn)和降低使用冷卻液對提高 KC5010 工具壽命有好處。冷卻乳液的這種抑制作用和對磨損機(jī)構(gòu)的效果我們把它列入到了第五章。以及其他類型的磨損也將插入到那里研究。金屬的切削研究主要集中在刀具的磨損、刀具的壽命和磨損機(jī)理。不過,未來的研究應(yīng)該更加關(guān)注其他因素的影響: 通過工廠體系建立磨損標(biāo)準(zhǔn)，基本的刀具磨損開端取決于工廠的產(chǎn)品。2 使用刀具的類型，向碳素鋼刀具和高速切削刀具。這對于研究在干和濕的條件下研究影響刀具壽命的因素常數(shù)（C，n）是有用的。這將提高刀具的壽命，因為它也將影響到切削的經(jīng)濟(jì)性24。為了確定切削液在選擇磨損標(biāo)準(zhǔn)時所起的作用,不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)常的進(jìn)給成本在 HMS 下必須被研究。不同切削標(biāo)準(zhǔn)的刀具壽命常數(shù)在表（3-7）所列的表格中被摘錄和劃分。從圖 3-8A/B。圖 3-9A/B、圖 3-10A/B 的常數(shù)（C，n）的價值在表 3-8 和表 3-9 中被反映出來。在以后的圖中說明這些參數(shù)和磨損標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系。圖 3-11 描述了n和磨損標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系。當(dāng)提高 n 時磨損標(biāo)準(zhǔn)的變化。3(a)以 Log（T）和 Log(V)為坐標(biāo)在不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)的情況下所做的圖形（干條件）(b)以 Log（T）和 Log(V)為坐標(biāo)在不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)的情況下所做的圖形（濕條件）圖 3-8 KC313 在不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)下由時間（T）和速度（V）為坐標(biāo)所做的圖形（a）以 Log（T）和 Log(V)為坐標(biāo)在不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)的情況下所做的圖形（干條件）(b) 以 Log（T）和 Log(V)為坐標(biāo)在不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)的情況下所做的圖形（濕條件）4(a)以 Log（T）和 Log(V)為坐標(biāo)在不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)的情況下所做的圖形（干條件）(b)以 Log（T）和 Log(V)為坐標(biāo)在不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)的情況下所做的圖形（濕條件）圖 3-9 KC732 在不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)下由時間（T）和速度（V）為坐標(biāo)所做的圖形（a）以 Log（T）和 Log(V)為坐標(biāo)在不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)的情況下所做的圖形（干條件）(b) 以 Log（T）和 Log(V)為坐標(biāo)在不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)的情況下所做的圖形（濕條件）5（a） 以 Log（T）和 Log(V)為坐標(biāo)在不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)的情況下所做的圖形（干條件）(b)以 Log（T）和 Log(V)為坐標(biāo)在不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)的情況下所做的圖形（濕條件）圖 3-10 KC5010 在不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)下由時間（T）和速度（V）為坐標(biāo)所做的圖形 （a）以 Log（T）和 Log(V)為坐標(biāo)在不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)的情況下所做的圖形（干條件） (b) 以 Log（T）和 Log(V)為坐標(biāo)在不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)的情況下所做的圖形（濕條件）6表 3-7 刀具壽命常數(shù)的范圍劃分Range Cutting Insert Condition0 LogT 2.6 KC313 Dry0 Log T 4.1 KC313 Wet0 LogT 2.6 KC5010 Dry0 Log T 1.75 KC5010 Wet0 LogT 2.1 KC732 Dry0 Log T 2.4 KC732 Wet表 3-8 在三種刀具材料下由C和n所做的磨損標(biāo)準(zhǔn)圖（干條件下）KC 313 KC 5010 KC732WearCriteria(mm) C n C n C nconstant constant constant constant constant constant0.15 142 0.260 518 0.248 630 0.2880.2 165 0.212 560 0.264 964 0.3640.25 196 0.240 596 0.278 1099 0.3710.3 238 0.293 605 0.279 1233 0.3930.35 250 0.275 612 0.279 1399 0.4210.4 263 0.281 625 0.281 1503 0.4340.45 282 0.292 625 0.278 1517 0.4340.5 292 0.294 630 0.276 1577 0.44270.55 302 0.296 632 0.274 1592 0.4430.6 313 0.300 638 0.274 1611 0.444表 3-9 在三種刀具材料下由C和n所做的磨損標(biāo)準(zhǔn)圖（濕條件下）KC 313 KC 5010 KC732Wear criterion(mm)C n C n C n0.15 167 0.201 497 0.298 881.050 0.3320.2 187 0.210 619 0.310 1051.96 0.3530.25 228 0.240 610 0.312 1297.18 0.39300.3 244 0.250 628 0.309 1545.25 0.42400.35 267 0.260 626 0.300 1782.38 0.45400.4 291 0.280 619 0.290 1918.67 0.46800.45 338 0.310 615 0.282 2137.96 0.49100.5 303 0.310 616 0.279 2477.42 0.52400.55 397 0.340 618 0.278 2837.92 0.55400.6 422 0.350 626 0.279 3243.39 0.5830在這兩種條件下價值能夠得到提高，另外，濕潤條件n的價值要比干燥條件n的價值低，直到磨損標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到 0.38 以后，干燥條件的n開始大于濕潤條件的 n。圖 3-11B 可以看出C在磨損標(biāo)準(zhǔn)所做的圖形中，在干和濕的條件下磨損標(biāo)準(zhǔn)提高時 C 也隨之提高。然而，濕的條件下C的價值要比干的條件下高。這證明在整個切削過程中通過使用冷卻液提高刀具的壽命和提高磨損標(biāo)準(zhǔn)都可以一直的保護(hù)切削刀具材料。8接下來，圖 3-12A 描述了 KC732 材料在干和濕的條件下n與磨損標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系。磨損價值隨著n的提高而提高。此外，濕曲線要比干曲線高。圖 3-12B 描述的一個常數(shù)C和磨損價值的比例關(guān)系。然而，濕條件的C曲線比干條件下的曲線高，這表面對于材料 KC732 來說使用冷卻液是有益處的。更為重要的這有利于提高磨損標(biāo)準(zhǔn)。C的價值越高，刀具的使用壽命也就變的越高。圖 3-13A 表明冷卻液對刀具性能的影響。因此。n越高，刀具的使用壽命就越低。圖 3-13B 可以看出通過使用冷卻液和提高磨損價值可以降低C，這說明刀具在濕潤的條件下，刀具的使用壽命比較短。之前研究的都是材料 KC313 和材料 KC732，提高n就意味著刀具的壽命將被縮短。然而。大幅度的提高濕曲線C超過干曲線C的補(bǔ)償下降，KC313 和 KC732的使用壽命將延長。與次相反。KC5010 對此正好相反。圖 3-14A 和圖 3-14B是沒有被碳包裹的情況（KC313）。他表面了在干和濕的切削條件下不同磨損標(biāo)準(zhǔn)的切削速度的價值的關(guān)系。9（a） n 與磨損標(biāo)準(zhǔn)為坐標(biāo)建立的關(guān)系圖（干和濕條件下）（b） C 與磨損標(biāo)準(zhǔn)為坐標(biāo)建立的關(guān)系圖（干和濕條件下）圖 3-11 KC313 的以泰勒常數(shù)與磨損標(biāo)準(zhǔn)為坐標(biāo)建立的關(guān)系圖（a）n 與磨損標(biāo)準(zhǔn)為坐標(biāo)建立的關(guān)系圖（干和濕條件下）(b) C 與磨損標(biāo)準(zhǔn)為坐標(biāo)建立的關(guān)系圖（干和濕條件下）10(a) n 與磨損標(biāo)準(zhǔn)為坐標(biāo)建立的關(guān)系圖（干和濕條件下）(b) C 與磨損標(biāo)準(zhǔn)為坐標(biāo)建立的關(guān)系圖（干和濕條件下）圖 3-12 KC732 的以泰勒常數(shù)與磨損標(biāo)準(zhǔn)為坐標(biāo)建立的關(guān)系圖（a）n 與磨損標(biāo)準(zhǔn)為坐標(biāo)建立的關(guān)系圖（干和濕條件下）(b) C 與磨損標(biāo)準(zhǔn)為坐標(biāo)建立的關(guān)系圖（干和濕條件下）11(a) n 與磨損標(biāo)準(zhǔn)為坐標(biāo)建立的關(guān)系圖（干和濕條件下）(b)C 與磨損標(biāo)準(zhǔn)為坐標(biāo)建立的關(guān)系圖（干和濕條件下）12圖 3-13 KC5010 的以泰勒常數(shù)與磨損標(biāo)準(zhǔn)為坐標(biāo)建立的關(guān)系圖（a）n 與磨損標(biāo)準(zhǔn)為坐標(biāo)建立的關(guān)系圖（干和濕條件下）(b) C 與磨損標(biāo)準(zhǔn)為坐標(biāo)建立的關(guān)系圖（干和濕條件下）.這兩個條件表明當(dāng)磨損標(biāo)準(zhǔn)增加的同時機(jī)床的成本下降。盡管如此，當(dāng)成本增加的速度達(dá)到再增加就叨叨最佳時。圖 3-15A 和圖 3-15B 是由磨損標(biāo)準(zhǔn)在（0.4-0.6 毫米）時，干和濕條件下經(jīng)濟(jì)性的比較。干切削的最佳切削速度是 90 米/分而濕切削的最佳切削速度是 120 米/分。在圖 3-16A 和圖 3-16B 中列出了在干和濕的條件下含有 KC732 涂層的速度與成本的函數(shù)關(guān)系。再次，當(dāng)磨損標(biāo)準(zhǔn)增加的時候，成本下降。此外，干切削的最佳切削速度是 260 米/分，而濕切削的最佳切削速度是 360 米/分。這表面冷卻液對這種材料很重要，它不僅可以降低成本，而且還可以提高生產(chǎn)率。圖 3-17A 和圖 3-17B 概括了在干和濕的條件下，對涂有 TIALN 的材料KC5010 的切削速度和成本之間的關(guān)系。當(dāng)切削速度提高時，切削成本也隨之提高，當(dāng)磨損標(biāo)準(zhǔn)提高，切削成本下降。在這兩種切削條件下，最佳的切削成本是在速度最低達(dá)到 210 米/分的時候。圖 3-18A 和圖 3-18B 描述的是在不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)和不同的切削條件下KC732 和 KC5010 的切削成本的比較。它可以明確地反映出對于 KC732 來說，冷卻液可以延長刀具的壽命。切削速度從 260 米/分到 360 米/分為最佳的切削速度。不過，對于 KC5010 來說在高速加工的情況下冷卻液可以使它的刀具壽命降低而且使切削成本提高。從上面這些數(shù)據(jù)可以看出對于 KC732 來說，在速度為 210 米/分-310 米/分的速度范圍內(nèi)干切削要比濕切削的經(jīng)濟(jì)效率高。當(dāng)速度達(dá)到 310 米/分是效率最高。對于切削材料 KC5010 來說在干條件下速度為 210 米/分時切削成本有效。因此，不管 KC732 的成本，它的磨損都遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超過沒有處理的 KC313 和KC5010。表 3-10 總結(jié)了干和濕條件下的最佳切削速度和最佳的切削成本。圖 3-19A 和圖 3-19B 列出的是沒有經(jīng)過處理的 KC313 在干和濕的條件下，不同的切削速度下切削成本和磨損標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系。圖 3-20A 和圖 3-20B 列出了處理后的 KC732 在干和濕的條件下的磨損標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)。圖 3-21A 和圖 3-21B 列除了 KC5010 在干和濕的條件下的磨損標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)。曲線表面在切削速度相同的條件下，增加磨損標(biāo)準(zhǔn)，切削成本下降。在圖 3-22A 表明在濕的條件下改變 KC313 的性能要比在干的條件下改變其性能使刀具的壽命降低。在圖 3-22B 可以看出 KC732 和 KC5010 經(jīng)過表面處理后的結(jié)果和側(cè)面的磨損情況。這清楚的表明在濕潤的條件下 KC372 表面涂 TIN-13TICN-TIN 要比在干的條件下效果明顯。在濕的條件下對 KC5010 表面涂 TIALN會減少它的刀具壽命。最后，KC732 在所有條件下它的切削性能都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超過 KC5010。14(a)在不同磨損標(biāo)準(zhǔn)下，切削速度與成本的關(guān)系圖干切削條件下）(b)在不同磨損標(biāo)準(zhǔn)下，切削速度與成本的關(guān)系圖（濕切削條件下）圖 3-14 KC313 的速度與切削成本的變化 （a）在不同磨損標(biāo)準(zhǔn)下，切削速度與成本的關(guān)系圖（干切削條件下） (b) 在不同磨損標(biāo)準(zhǔn)下，切削速度與成本的關(guān)系圖（濕切削條件下）15(a) 在磨損標(biāo)準(zhǔn)為 0.4 毫米時，成本與切削速度的關(guān)系圖(b) 在磨損標(biāo)準(zhǔn)為 0.6 毫米時，成本與切削速度的關(guān)系圖圖 3-15 以成本和速度為坐標(biāo)軸，在干和濕兩種情況下分別在兩種磨損標(biāo)準(zhǔn)下的比較。 （a）在磨損標(biāo)準(zhǔn)為 0.4 毫米時，成本與切削速度的關(guān)系圖 (b) 在磨損標(biāo)準(zhǔn)為 0.6 毫米時，成本與切削速度的關(guān)系圖16(a)在不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)的情況下，切削速度和成本的關(guān)系圖（干條件下）(b)在不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)的情況下，切削速度和成本的關(guān)系圖(濕條件下）圖 3-16 KC732 的切削速度和成本的關(guān)系圖 （a）在不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)的情況下，切削速度和成本的關(guān)系圖（干條件下）(b) 在不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)的情況下，切削速度和成本的關(guān)系圖（濕條件下）17(a) 在不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)的情況下，切削速度和成本的關(guān)系圖（干條件下）(b) 在不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)的情況下，切削速度和成本的關(guān)系圖（濕條件下）圖 3-17 KC5010 的切削速度和成本的關(guān)系圖 （a）在不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)的情況下，切削速度和成本的關(guān)系圖（干條件下）(b) 在不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)的情況下，切削速度和成本的關(guān)系圖（濕條件下）18(a)在磨損標(biāo)準(zhǔn)為 0.4 毫米的情況下，成本和速度的關(guān)系圖(b)在磨損標(biāo)準(zhǔn)為 0.6 毫米的情況下，成本和速度的關(guān)系圖圖 3-18 在不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)的情況下，對 KC732 和 KC5010 的切削成本的比較。（a）在磨損標(biāo)準(zhǔn)為 0.4 毫米的情況下，成本和速度做出的關(guān)系圖 (b) 在磨損標(biāo)準(zhǔn)為 0.6 毫米的情況下，成本和速度做出的關(guān)系圖19表 3-10 在相同的磨損標(biāo)準(zhǔn)時，三種刀具材料的比較最佳成本/ 速度刀具類型 磨損標(biāo)準(zhǔn)(mm)(m/min)干 濕KC313 0.6 47$ / 90 40$/90KC5010 0.6 34$ / 210 36$/210KC732 0.6 29$ / 260 28.84$/36020(a)在不同的切削速度下，磨損標(biāo)準(zhǔn)與切削成本的關(guān)系圖（干條件下）(b)在不同的切削速度下，磨損標(biāo)準(zhǔn)與切削成本的關(guān)系圖（濕條件下）圖 3-19 KC313 磨損標(biāo)準(zhǔn)和成本的關(guān)系圖（a）在不同的切削速度下，磨損標(biāo)21準(zhǔn)與切削成本的關(guān)系圖（干條件下）(b) 在不同的切削速度下，磨損標(biāo)準(zhǔn)與切削成本的關(guān)系圖（濕條件下）(a)在不同的切削速度下，磨損標(biāo)準(zhǔn)與切削成本的關(guān)系圖（干條件下）(b)在不同的切削速度下，磨損標(biāo)準(zhǔn)與切削成本的關(guān)系圖（濕條件下）22圖 3-20 KC732 磨損標(biāo)準(zhǔn)和成本的關(guān)系圖（a）在不同的切削速度下，磨損標(biāo)準(zhǔn)與切削成本的關(guān)系圖（干條件下）(b) 在不同的切削速度下，磨損標(biāo)準(zhǔn)與切削成本的關(guān)系圖（濕條件下）(a) 在不同的切削速度下，磨損標(biāo)準(zhǔn)與切削成本的關(guān)系圖（干條件下）(b)在不同的切削速度下，磨損標(biāo)準(zhǔn)與切削成本的關(guān)系圖（濕條件下）23圖 3-21 KC5010 磨損標(biāo)準(zhǔn)和成本的變化圖 （a）在不同的切削速度下，磨損標(biāo)準(zhǔn)與切削成本的關(guān)系圖（干條件下）(b) 在不同的切削速度下，磨損標(biāo)準(zhǔn)與切削成本的關(guān)系圖（濕條件下）(a)KC313 在磨損標(biāo)準(zhǔn)為 0.4 毫米的情況下刀具的壽命圖（干和濕）（b）在磨損標(biāo)準(zhǔn)為 0.4 毫米的情況下，KC732 和 KC5010 的刀具壽命圖（干和濕）24圖 3-22 在磨損標(biāo)準(zhǔn)為 0.4 毫米，干和濕條件下，刀具壽命的比較（a）KC313 在磨損標(biāo)準(zhǔn)為 0.4 毫米的情況下刀具的壽命圖（干和濕）(b) 在磨損標(biāo)準(zhǔn)為 0.4 毫米的情況下，KC732 和 KC5010 的刀具壽命圖（干和濕）在實驗測試的速度范圍內(nèi)，分別在干和濕的情況下，對刀具材料重新進(jìn)行測試。結(jié)果提出了不經(jīng)過熱處理的 KC313，表面涂有 TIALN 的 KC5010 和KC732。從圖 3-23A 和圖 3-23B 可以看出 KC313 在切削速度分別為 100 米/分、160 米/分的情況下，理論和實驗的結(jié)果。理論和實驗結(jié)果的一致表明了泰勒公式在刀具壽命預(yù)言中是正確的。圖 3-24A 和圖 3-24B 表明 KC5010 在理論和實驗中的結(jié)果，在速度為 280 米/分和速度為 390 米/分的情況下完全的一致被證明。KC732 的理論和實驗的數(shù)據(jù)在速度分別為 280 米/分和 390 米/分的情況下在圖 3-25A 和圖 3-25B 中被證明。本節(jié)介紹樣本結(jié)果與其他數(shù)字列入附錄。25(a)速度為 100 米/分的情況下 KC313 理論和實驗的關(guān)系圖(b)速度為 160 米/分的情況下 KC313 理論和實驗的關(guān)系圖圖 3-23 在不同速度的情況下 KC313 分別在干和濕時理論和實驗的結(jié)果（a）速度為 100 米/分的情況下 KC313 理論和實驗的關(guān)系圖 (b) 速度為 160米/分的情況下 KC313 理論和實驗的關(guān)系圖 26(a)KC5010 在速度為 280 米/分的情況下理論和實驗的關(guān)系圖(b)KC5010 在速度為 390 米/分的情況下理論和實驗的關(guān)系圖圖 3-24 KC5010 在不同的速度情況下，分別在干和濕時理論和實驗的關(guān)系（a）KC5010 在速度為 280 米/分的情況下理論和實驗的關(guān)系圖(b) KC5010 在速度為 390 米/分的情況下理論和實驗的關(guān)系圖27(a)KC732 在速度為 280 米/分時理論和實驗的關(guān)系圖(b)KC732 在速度為 390 米/分時理論和實驗的關(guān)系圖圖 3-25KC732 在不同的速度情況下，分別在干和濕時理論和實驗的關(guān)系（a）KC732 在速度為 280 米/分時理論和實驗的關(guān)系圖(b) KC732 在速度為390 米/分時理論和實驗的關(guān)系圖28附 錄 II（外文原文）3.5 Testing of Tool Life CostMachining cost is the sum of the machine tool cost and the cutter cost. The machine cost consists of idle cost, machining cost, and tool changing cost. The machining cost decreases with increased cutting speed; while the idle cost remains constant with changes in cutting speed. From the machining data handbook 24 the generalized machining cost equation is listed below: 13.)1(82.3.82.3 321 pCbPrrdir GtKtvTfDLvfttRvfeLDMCIn order to optimize the cutting condition, it is essential to determine the mathematical relationship between the cuttings inserts type and cutting speed. In our study Taylors model will be used in relating the cutting tool life to the cutting speed:VT =C .3-2V= cutting speedT= Cutting time to produce a standard amount of flank wear (e.g. 0.2mm) n and C are constants for the material or conditions used.In order to determine constants n and C for the cutting inserts under study in machining 4140 steel and the conditions used in the experiments, a LogV against LogT is drawn and shown for the three types of cutting inserts under study Figure 3-8A, Figure 3-8B are for KC313 under dry and wet conditions, Figure 3-9A, and Figure 3-9B are for KC732. In addition, Figure 3-10A, and Figure 3-10B are for KC5010. It can be seen from the aforementioned figures that in-spite of considerable scatter in test measurements, the results fall reasonably well on a straight line. From the curves it can be seen that for the same cutting speed the tool life increases by 29increasing the wear criterion and introduction of coolant emulsion for KC313 and KC732. However, as seen in KC5010 tool life increases by increasing the wear criterion and decreases by introducing coolant. This negative behavior of KC5010 toward coolant emulsion and the effect of wear mechanisms behind it will be covered in Chapter 5. As well as the wear kinds on other inserts investigated in this research.Metal cutting studies focused on tools wear, tool life, and wear mechanisms. However, future research should pay more attention to other factors as well: Wear criterion value set up by the factory system, which basically the tool wear threshold value that suits the factory product. Types of tools used, such as carbide tips and high speed tools. Studying the variation of tool life wear under dry and wet cutting that effect the tool life equation constants (C,n) is useful. This will improve tool life because it also affects the economy of cutting 24.In order to determine the effect of cutting fluid on the selected wear criterion, relationship between different wear criteria and machining cost for the cutting inserts under HSM must be studied. The value of the tool life constants (C,n) for different wear criteria are extracted and plotted within the ranges listed in table (3-7). The values of the constants (C, n) extracted from Figure 3-8A/B, Figure 3-9AIB, and Figure 3-10 are shown in tables 3-8 and 3-9. Further explanation of the relationship between these parameters and wear criteria will be covered through out the next figures. Figure 3-11A represents the relationship between n and wear criterion. As wear criterion increase n.30(a) Log (time) versus Log (speed) at different wear criteria (dry condition).(b) Log (time) versus Log (speed) at different wear criteria (wet condition)Figure 3-8 Time versus speed at different wear criteria KC313. (a) Log (time) versus Log (speed) at different wear criteri(drycondition). 31(b) Log (time) versus Log (speed) at different wear criteria (wet condition).(a)Log (time) versus Log (speed) at different wear criteria (dry condition)(b) Log (time) versus Log (speed) at different wear criteria (wet condition).32Figure 3-9 Time versus speed at different wear criteria KC732 (a)Log (time) versus Log(speed) at different wear criteria (dry condition), (b) Log (time) versus Log (speed) at different wear criteria (wet condition)(a)Log (time) versus Log (speed) at different wear criteria (dry condition).(b)Log (time) versus Log (speed) at different wear criteria (wet 33condition)Figure 3-10 Time versus speed at different wear criteria KC5010 (a) Log (time) versus Log(speed) at different wear criteria (dry condition), (b) Log (time) versus Log (speed) at different wear criteria (wet condition).Table 3-7 Ranges of plotted tool life constants.Range Cutting Insert Condition0 LogT 2.6 KC313 Dry0 Log T 4.1 KC313 Wet0 LogT 2.6 KC5010 Dry0 Log T 1.75 KC5010 Wet0 LogT 2.1 KC732 Dry0 Log T 2.4 KC732 WetTable 3-8 Wear Criteria versus C and n for three cutting inserts (Dry Condition).KC 313 KC 5010 KC732WearCriteria(mm) C n C n C nconstant constant constant constant constant constant0.15 142 0.260 518 0.248 630 0.2880.2 165 0.212 560 0.264 964 0.3640.25 196 0.240 596 0.278 1099 0.371340.3 238 0.293 605 0.279 1233 0.3930.35 250 0.275 612 0.279 1399 0.4210.4 263 0.281 625 0.281 1503 0.4340.45 282 0.292 625 0.278 1517 0.4340.5 292 0.294 630 0.276 1577 0.4420.55 302 0.296 632 0.274 1592 0.4430.6 313 0.300 638 0.274 1611 0.444Table 3-9 Wear Criteria versus C and n for three cutting inserts (Wet Condition).KC 313 KC 5010 KC732Wear criterion(mm)C n C n C n0.15 167 0.201 497 0.298 881.050 0.3320.2 187 0.210 619 0.310 1051.96 0.3530.25 228 0.240 610 0.312 1297.18 0.39300.3 244 0.250 628 0.309 1545.25 0.42400.35 267 0.260 626 0.300 1782.38 0.45400.4 291 0.280 619 0.290 1918.67 0.46800.45 338 0.310 615 0.282 2137.96 0.49100.5 303 0.310 616 0.279 2477.42 0.52400.55 397 0.340 618 0.278 2837.92 0.5540350.6 422 0.350 626 0.279 3243.39 0.5830values increase for both cutting conditions. In addition, n values for wet condition is lower than dry conditions up until wear criterion 0.38 after which n for wet starts to get bigger. Figure 3-11B shows C values versus wear criterion, and reveals C increases as the wear criterion increases for both dry and wet cutting. However, C values under wet condition are getting higher than under dry conditions. This proves the increase in tool life by introducing coolant emulsion and by increasing the wear criterion for this cutting tool material during cutting.Next, Figure 3-12A represents values of n with respect to wear criterion for KC732 material under dry and wet conditions. As the wear criteria increase n values increase. Furthermore, wear curve is higher than dry curve. Figure 3-12B presents a proportional relationship between constant C values and wear criterion. However, wet C curve is higher than dry curves, which indicates the benefit of using coolant emulsion for material KC732. This benefit becomes more essential by increasing the wear criterion. The higher the C value; the higher the tool life becomes. Figure 3-13A shows the effect of introducing coolant emulsion on cutting tool performance. Therefore, the higher n; the lower the tool life is. Figure 3-13B shows the drop in C values by increasing the wear criterion and coolant usage; thus indicating a shorter tool life in wet cutting condition. During the previous curves of KC313 and KC732 materials, the increase in n values was an indication off shortened tool life. However, the huge increase in wet C curves over dry C over compensated the drop and elongated tool life for KC313 and KC732. In contrast, the case is for KC5010. Figure 3-14A and Figure 3-14B are for uncoated cemented carbide (KC313). It shows the relationship between cost cutting speeds for different wear criteria under dry and wet cutting.36(a) n values versus wear criterion (wet and dry).(b) C values versus wear criterion (wet and dry).Figure 3-11 Taylors constants for KC313 versus wear criteria,(a) n values versus wear criteria (wet and dry), (b) C values versus wear criteria (wet and dry).37(a) n values versus wear criterion (wet and dry).(b) C values versus wear criterion (wet and dry).Figure 3-12 Taylors constants for KC732 versus wear criteria, (a) n values versus wear criteria (wet and dry), (b) C values versus wear criteria (wet and dry).38(a)n values versus wear criterion (wet and dry).(b)C values versus wear criterion (wet and dry)Figure 3-13 Taylors constants for KC5010 versus wear criteria, (a) n values versus wear criteria (wet and dry), (b) C values versus wear criteria (wet and dry).39Both conditions indicate as the wear criteria increases the machining cost decreases. Nonetheless, as the speed increases the cost reaches optimum value and then increases. Figure 3-15A and Figure 3-15B show economical comparison between dry and wet cutting at (0.4 and 0.6 mm) wear criterion. Optimum cutting speed for dry cutting is 90 m/min while 120 m/min is for wet cutting.Cost as a function of speed is presented in Figure 3-16A and Figure 3-16B for sandwich coating (KC732) under dry and wet conditions. Again, as wear criteria increases, cost decreases. Furthermore, the optimum speed of 260 m/min of dry cutting, increased to 360 m/min in cases of wet cutting. This indicates the importance of coolant with this material not only decreases cost but also increases productivity.Figure 3-17A and Figure 3-17B summarize the relationship of cost and speed for coated tools with TiALN (KC5010) under dry and wet cutting conditions. As the cutting speed increases the cost increases and as the wear criteria increases the cost decreases. The optimum cost was at the lowest speed (210 m/min) in both machining conditions.A cost comparison between KC732 and KC5010 at different wear criteria and machining conditions is presented in Figures 3-18A and 3-18B. It can be seen that KC732 responded positively to coolant in terms of extended tool life, and increased the optimum cutting speed from 260m/min to 360 nn/min. Nonetheless, coolant introduction to KC5010 at high speed cutting lowered the tool life and increased machining cost. The data presented in the aforementioned figures shows that dry cutting is more cost effective than wet cutting within speed range of 210 m/min-310 m/min for KC732 and vise versa at any speed higher than 310m/min. Cutting tool material KC5010 is cost effective at dry and 210 m/min. Therefore, in spite of the cost of the KC732; it is proven to be superior over KC313 (uncoated) and KC5010 in wear cost. Table 3-10 40summarizes the optimum values of cost and speed under wet and dry cutting.Figures 3-19A, and 3-19B for KC313 (uncoated) show the relationship between costs and wear criterion at different cutting speeds under dry and wet conditions. Figure 3-20A, and Figure 3-20B are plotted for KC732 presenting cutting cost as a function of wear criteria for dry and wet conditions. Figure 3-21A and Figure 3-21B are plotted for KC5010. The curves show that for the same cutting velocity, by increases the selected wear criterion, the cost decreases.The improved performance of (KC313) under wet over dry cutting in terms off tool life is presented in Figure 3-22A. The results of the two coatings testing methods, of flank wear for the KC732 and KC5010 are shown in Figure 3-2B. Clearly this indicates improvement in cutting inserts life with TiN-TiCN-TiN coatings (KC732) under wet over dry cutting, and reduction in tool life of TiALN coating (KC5010) on wet cutting. Finally, KC732 provides superior performance under all cutting conditions over KC5010.41(a)The variation of cost versus cutting speed at different wear criteria (dry ).(b)The variation of cost versus cutting speed at different wear criteria (wet).Figure 3-14 Cost variation with speed for KC313, (a) The variation of cost versus cutting speed at different wear criteria (dry), (b) 42The variation of cost versus cutting speed at different wear criteria (wet).(a)The variation of cost versus cutting speed at 0.4mm wear criterion.43(b)The variation of cost versus cutting speed at 0.6mm wear criterionFigure 3-15 Cost versus speed comparison at wet and dry at two values of wear Criterion: (a) The variation of cost versus cutting sp