Performance modeling and multi-objective optimization during turning AISI 304 stainless steel using coated and coated-microblasted tools

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 25 No. 4 2023 131 EQUIPMENT. INSTRUMENTS Т а б л и ц а 1 4 Ta b l e 1 4 Проверочная экспериментальная матрица при оптимальных параметрах [V (м/мин), f (мм/об), d (мм)] Validatory experimental matrix at optimum parameters [V (m/min), f (mm/rev), d (mm)] Оптимальные параметры Тип инструмента Результаты моделирования (ур. 11–13) Результаты эксперимента Fc, Н Ff, Н Fr, Н Ra, мкм T, мин Fc, Н Ff, Н Fr, Н Ra, мкм T, мин [230, 0,055, 0,1] C 28,53 11,28 8,94 0,35 31,55 29 11 11 0,39 34 [200, 0,05, 0,1] C 28,15 10,82 8,96 0,38 37,70 33 14 10 0,33 36 [250, 0,055, 0,1] CMB 16,80 14,71 9,00 0,34 32,06 21 18 11 0,29 27 [200, 0,15, 0,2] CMB 17,60 14,70 8,71 0,39 40,36 21 17 12 0,36 36 [290, 0,05, 0,1] MTCVD 17,70 13,75 14,68 0,30 36,37 23 16 16 0,33 33 [200, 0,05, 0,1] MTCVD 21,20 14,23 15,48 0,37 51,14 24 19 17 0,39 47 ● Коэффициенты корреляции для разработанных моделей (выше 0,9) показали, что разработанные модели могут быть надежно использованы для прогнозирования изученных откликов при точении стали AISI 304 в диапазоне параметров, рассматриваемых в данном исследовании. ● Исследование по оптимизации показало, что при токарной обработке стали AISI 304 инструментами с покрытием MTCVD-TiCN/Al2O3 возникают меньшие силы резания (18–27 Н), обеспечивается минимальная шероховатость поверхности (0,3–0,44 мкм) и наблюдается больший срок службы инструмента (36–51 мин) по сравнению с инструментами с покрытиями PVDAlTiN (C) и PVD-AlTiN с микропескоструйной обработкой (CMB). ● В настоящем исследовании настоятельно рекомендуются инструменты с покрытием MTCVD-TiCN/Al2O3 для чистовой обработки нержавеющей стали AISI 304 при скорости V = 200…290 м/мин и более низких значениях f и d. Список литературы 1. A study on major factors infl uencing dry cutting temperature ofAISI 304 stainless steel / H.B. He, H.Y. Li, J. Yang, X.Y. Zhang, Q.B. Yue, X. Jiang, S.K. Lyu // International Journal of Precision Engineering and Manufacturing. – 2017. – Vol. 18. – P. 1387–1392. – DOI: 10.1007/s12541-017-0165-6. 2. Multi-objective optimization of cutting parameters in CNC turning of stainless steel 304 with TiAlN nano coated tool / V.D.P. Rao, S.R.M. Ali, S.M.S. Ali, V.N. Geethika // Materials Today: Proceedings. – 2018. – Vol. 5 (12). – P. 25789–25797. – DOI: 10.1016/j. matpr.2018.06.571. 3. Kulkarni A., Sargade V., More C. Machinability investigation of AISI 304 austenitic stainless steels using multilayer AlTiN/TiAlN coated carbide inserts // Procedia Manufacturing. – 2018. – Vol. 20. – P. 548– 553. – DOI: 10.1016/j.promfg.2018.02.082. 4. Estimation and optimization of fl ank wear and tool lifespan in fi nish turning of AISI 304 stainless steel using desirability function approach / L. Bouzid, S. Berkani, M. Yallese, F. Girardin, T. Mabrouki // International Journal of Industrial Engineering Computations. – 2018. – Vol. 9 (3). – P. 349–368. – DOI: 10.5267/j. ijiec.2017.8.002. 5. Sharma N., Gupta K. Infl uence of coated and uncoated carbide tools on tool wear and surface quality during dry machining of stainless steel 304 // Materials Research Express. – 2019. – Vol. 6 (8). – P. 086585. – DOI: 10.1088/2053-1591/ab1e59. 6. Infl uence of secondary carbides on microstructure, wear mechanism, and tool performance for diff erent cermet grades during high-speed dry fi nish turning of AISI 304 stainless steel / U.S. Patel, S.K. Rawal, A.F.M. Arif, S.C. Veldhuis // Wear. – 2020. – Vol. 452. – P. 203285. – DOI: 10.1016/j.wear.2020.203285. 7. Dubovska R., Majerik J., Chochlikova H. Investigation of durability T = f (vc) in turning of theAISI 304 austenitic stainless steel using the CNMG 120408 coated carbide insert // Advanced Materials Research. – 2014. – Vol. 941. – P. 1633–1643. – DOI: 10.4028/www. scientifi c.net/AMR.941-944.1633. 8. Measurement of machining forces and surface roughness in turning of AISI 304 steel using aluminaMWCNT hybrid nanoparticles enriched cutting fl uid /

RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1