PRELIMINARY RESEARCH OF CUTTING FORCES OF SHAFT PINS



Podobne dokumenty
Ocena wpływu geometrii noża tokarskiego na strukturę geometryczną powierzchni czopów wałów wykonanych ze stali austenitycznej

WPŁYW ZMIANY GŁĘBOKOŚCI SKRAWANIA NA WARTOŚĆ SIŁ SKRAWANIA I PARAMETR CHROPOWATOŚCI POWIERZCHNI PODCZAS TOCZENIA CZOPÓW WAŁÓW

WPŁ YW NAGNIATANIA NA POPRAWĘ W Ł A Ś CIWOŚ CI EKSPLOATACYJNYCH WAŁ ÓW POMP WODNYCH SILNIKÓW OKRĘ TOWYCH

ANALIZA ROZKŁADU SIŁ SKRAWANIA PODCZAS ZMIENNYCH WARUNKÓW OBRÓBKI WAŁÓW WYKONANYCH ZE STALI NIERDZEWNEJ

WPŁYW ZMIANY KĄTA PRZYSTAWIENIA NOŻA TOKARSKIEGO TYPU WIPER NA WARTOŚĆ PARAMETRÓW CHROPOWATOŚCI POWIERZCHNI CZOPÓW WYKONANYCH ZE STALI AUSTENITYCZNEJ

INSPECTION METHODS FOR QUALITY CONTROL OF FIBRE METAL LAMINATES IN AEROSPACE COMPONENTS

M800 SEKT12T3. Stable face milling under high-load conditions. Stabilna obróbka przy wysokich posuwach FACE MILLING CUTTERS

Akademia Morska w Szczecinie. Wydział Mechaniczny

PROCEEDINGS OF THE INSTITUTE OF VEHICLES 2(106)/2016 (12 pt)

WPŁYW ODKSZTAŁCENIA WZGLĘDNEGO NA WSKAŹNIK ZMNIEJSZENIA CHROPOWATOŚCI I STOPIEŃ UMOCNIENIA WARSTWY POWIERZCHNIOWEJ PO OBRÓBCE NAGNIATANEM

M210 SNKX1205 SNKX1607. Stable face milling under high-load conditions Stabilna obróbka przy wysokich posuwach FACE MILLING CUTTERS

Proposal of thesis topic for mgr in. (MSE) programme in Telecommunications and Computer Science

Streszczenie rozprawy doktorskiej

WFSC NEW! SOLID CARBIDE DRILLS WĘGLIKOWE WIERTŁA MONOLITYCZNE HIGH FEED DRILLS. with COOLANT HOLES (3XD, 5XD) Z OTWORAMI CHŁODZĄCYMI (3XD, 5XD)

M210 SNKX1205. Stable face milling under high-load conditions Stabilna obróbka przy wysokich posuwach FACE MILLING CUTTERS FREZY DO OBRÓBKI PŁASZCZYZN

MOŻLIWOŚĆ WYKORZYSTANIA PRZYRZĄDU HOMMEL ETAMIC F50 DO POMIARU ODCHYŁEK OKRĄGŁOŚCI WAŁKÓW PO TOCZENIU WYKOŃCZENIOWYM

P205 ONMX. New milling Head for inserts - ONMX 0806 C431 P205. Nowa głowica frezarska do płytek - ONMX 0806 C431 P205.

PN-EN 1515 DIN 2509 DIN 2510 PN-H 74302

KSZTAŁTOWANIE WARSTWY WIERZCHNIEJ STALIWA TYPU DUPLEKS POPRZEZ TOCZENIE THE FORMING SURFACE LAYER OF THE DUPLEX CAST STEEL AFTER TURNING

PN-EN 1515 DIN 2509 DIN 2510 PN-H 74302

TRANSPORT W RODZINNYCH GOSPODARSTWACH ROLNYCH

EXAMPLES OF CABRI GEOMETRE II APPLICATION IN GEOMETRIC SCIENTIFIC RESEARCH

FREZY PM; END MILLS PM

Metodyki projektowania i modelowania systemów Cyganek & Kasperek & Rajda 2013 Katedra Elektroniki AGH

Wpływ powłoki Al Si na proces wytwarzania i jakość zgrzewanych aluminiowanych rur stalowych

Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki. Karta przedmiotu. obowiązuje studentów rozpoczynających studia w roku akademickim 2014/2015

Tech-News. Power Drills

K-Line Wysokowydajne wiertła

OCENA PARAMETRÓW CHROPOWATOŚCI POWIERZCHNI TOCZONYCH OTWORÓW W KOŁACH ZĘBATYCH OBRABIANYCH NAGNIATANIEM

WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE WARSTWY POWIERZCHNIOWEJ CRN W WARUNKACH TARCIA MIESZANEGO

Rozpoznawanie twarzy metodą PCA Michał Bereta 1. Testowanie statystycznej istotności różnic między jakością klasyfikatorów

4. EKSPLOATACJA UKŁADU NAPĘD ZWROTNICOWY ROZJAZD. DEFINICJA SIŁ W UKŁADZIE Siła nastawcza Siła trzymania

XXIII Konferencja Naukowa POJAZDY SZYNOWE 2018

Medical electronics part 10 Physiological transducers

PROCEEDINGS OF THE INSTITUTE OF VEHICLES 2(106)/2016 (12 pt)

Zarządzanie sieciami telekomunikacyjnymi

Przemysłowe zastosowania technologii generatywnych

WYKAZ PRÓB / SUMMARY OF TESTS. mgr ing. Janusz Bandel

INSTYTUT GENETYKI I HODOWLI ZWIERZĄT POLSKIEJ AKADEMII NAUK W JASTRZĘBCU. mgr inż. Ewa Metera-Zarzycka

Uniwersytet Medyczny w Łodzi. Wydział Lekarski. Jarosław Woźniak. Rozprawa doktorska

DETECTION OF MATERIAL INTEGRATED CONDUCTORS FOR CONNECTIVE RIVETING OF FUNCTION-INTEGRATIVE TEXTILE-REINFORCED THERMOPLASTIC COMPOSITES

ROZPRAWY NR 128. Stanis³aw Mroziñski

Veles started in Our main goal is quality. Thanks to the methods and experience, we are making jobs as fast as it is possible.

PARAMETRY TECHNICZNE DEKLAROWANE PRZEZ PRODUCENTA POTWIERDZONE BADANIAMI / RATINGS ASSIGNED BY THE MANUFACTURER AND PROVED BY TESTS

Cracow University of Economics Poland. Overview. Sources of Real GDP per Capita Growth: Polish Regional-Macroeconomic Dimensions

TECHNICAL CATALOGUE WHITEHEART MALLEABLE CAST IRON FITTINGS EE

Lecture 18 Review for Exam 1

p ISSN TRIBOLOGIA 1/2018 Key words: Abstract

-Special. Ceny wraz z dopłatą surowcową Prices without any addition new! Ø 32 Strona/Page 4,5. Black Panther DN 630 +

Streszczenia / Abstracts 6/ 2011

JDSD Wiertła płytkowe

W trzech niezależnych testach frezy z powłoką X tremeblue typu V803 był w każdym przypadku prawie 2 razy bardziej wydajne niż wersja niepowlekana.

Typ TFP FOR CRITICAL AIR CLEANLINESS AND VERY CRITICAL HYGIENE REQUIREMENTS, SUITABLE FOR CEILING INSTALLATION

Wpływ odkształcenia względnego na zmniejszenie chropowatości powierzchni po obróbce nagniataniem

SCIENTIFIC PROBLEMS OF MACHINES OPERATION AND MAINTENANCE

Typ VFR. Circular flow adjustment dampers for the adjustment of volume flow rates and pressures in supply air and extract air systems

STEROWANIA RUCHEM KOLEJOWYM Z WYKORZYSTANIEM METOD SYMULACYJNYCH

EXCELLENT LED LIGHTING MADE IN POLAND

GLIKOLOWE PRZEMYSŁOWE CHŁODNICE POWIETRZA BRINE UNIT COOLERS

Typ VFR. Circular flow adjustment dampers for the adjustment of volume flow rates and pressures in supply air and extract air systems

WENTYLATORY PROMIENIOWE MEDIUM-PRESSURE CENTRIFUGAL


Nazwa projektu: Kreatywni i innowacyjni uczniowie konkurencyjni na rynku pracy

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE. Negotiation techniques. Management. Stationary. II degree

QUANTITATIVE AND QUALITATIVE CHARACTERISTICS OF FINGERPRINT BIOMETRIC TEMPLATES

SG-MICRO... SPRĘŻYNY GAZOWE P.103

ROZPRAWA DOKTORSKA. Model obliczeniowy ogrzewań mikroprzewodowych

EGARA Adam Małyszko FORS. POLAND - KRAKÓW r

BADANIA TOCZENIA SPIEKANYCH PROSZKOWO MATERIAŁÓW Z ZASTOSOWANIEM OPROGRAMOWANIA PRODUCTION MODULE

COMPUTER SIMULATIONS OF THE HOLES STRAIN BEHAVIOR IN BODIES DURING MACHINING

Fig 5 Spectrograms of the original signal (top) extracted shaft-related GAD components (middle) and

European Crime Prevention Award (ECPA) Annex I - new version 2014

WPŁYW PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH NA ZUŻYCIE FRETTINGOWE W POŁĄCZENIU WCISKOWYM

BARIERA ANTYKONDENSACYJNA

Machine Learning for Data Science (CS4786) Lecture11. Random Projections & Canonical Correlation Analysis

DUAL SIMILARITY OF VOLTAGE TO CURRENT AND CURRENT TO VOLTAGE TRANSFER FUNCTION OF HYBRID ACTIVE TWO- PORTS WITH CONVERSION

HIGH SPEED DRILL (INDEXABLE TYPE) WIERTŁA SZYBKOŚCIOWE Z PŁYTKAMI WIELOOSTRZOWYMI

Equipment for ultrasound disintegration of sewage sludge disseminated within the Record Biomap project (Horizon 2020)

WÓJCIK Ryszard 1 KĘPCZAK Norbert 2

Jarosław FLISIAK Jerzy JÓZWIK Maciej WŁODARCZYK. 1. Wstęp

MULTI CRITERIA EVALUATION OF WIRELESS LOCAL AREA NETWORK DESIGNS

Patients price acceptance SELECTED FINDINGS

Towards Stability Analysis of Data Transport Mechanisms: a Fluid Model and an Application

TYRE PYROLYSIS. REDUXCO GENERAL DISTRIBUTOR :: ::

Network Services for Spatial Data in European Geo-Portals and their Compliance with ISO and OGC Standards

WPŁYW PROCESU TARCIA NA ZMIANĘ MIKROTWARDOŚCI WARSTWY WIERZCHNIEJ MATERIAŁÓW POLIMEROWYCH

BLACKLIGHT SPOT 400W F

SCIENTIFIC PROBLEMS OF MACHINES OPERATION AND MAINTENANCE

BUILDING BUILDING. Patrol Group offers a broad spectrum of building products: building buckets and containers of various shapes and sizes.

S U WA K I K R Z Y W K O W E


Tychy, plan miasta: Skala 1: (Polish Edition)

ZWROTNICOWY ROZJAZD.

P R A C A D Y P L O M O W A

WIADRA I KASTRY BUDOWLANE BUILDING BUCKETS AND CONTAINERS

Mechanics and Machine Design 1 st degree (1st degree / 2nd degree) General (general / practical)

Cracow University of Economics Poland

Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu Wydział Technologii Drewna

ANALIZA SKŁADOWYCH SIŁ SKRAWANIA ORAZ CHROPOWATOŚCI POWIERZCHNI PODCZAS TOCZENIA WĘGLIKÓW SPIEKANYCH NARZĘDZIAMI Z OSTRZAMI DIAMENTOWYMI

AKADEMIA MORSKA W SZCZECINIE WYDZIAŁ MECHANICZNY ROZPRAWA DOKTORSKA. mgr inż. Piotr Smurawski

Transkrypt:

Wojciech Labuda Gdynia Maritime University PRELIMINARY RESEARCH OF CUTTING FORCES OF SHAFT PINS One of the greatest problems of modern production techniques is the achievement of an appropriate quality at minimal costs and accompanied by the production efficiency increase. Therefore while designing the production process, the technology used should have a considerable influence on the durability and reliability of machine parts to be produced. During finish treatment the final dimensions as well as functional properties are imparted to a given element by application of proper treatment type. The engineer has a range of production techniques to choose for the proper surface layer formation. It is crucial to find a suitable solution which will meet the requirements as well as the work conditions of a given machine part. The paper presents the first stage of cutting forces tests which was research for shaft made of steel normal quality. A roller made of S235JR steel was used for the research. The process of sample surface finish lathing was performed by a cutting tool provided with CCMT 09T304 PF plates type. During the research, the effect of changes in the depth of cut on the value of cutting forces and temperature was defined. Keywords: turning dynamometer, cutting forces, cutting temperature. INTRODUCTION One of the most important stages of forecasting tasks for improving the quality of use of machinery and equipment is the development of methods to control their durable reliable characteristics. The object must properly fulfill its tasks under certain conditions and time [6]. Research shows that nearly 80% of the damage of machine parts has its beginning in the surface layer, and 50% of the kinetic energy is lost to overcome the frictional resistance [7]. The manufacturing process of machine parts is related to formation of the technological surface layer. Ensure appropriate design, materials and manufacturing technologies should provide the desired initial state of the workpiece [1, 2]. The most common and universal way to remove layers of abraded material is the process of cutting. For the basic method of the surface layer forming of shaft pins is known lathing. Conventional machining accuracy is usually considered as a function of the characteristics of all the components of machine tool, fixture, object, tool. There are: accuracy performance, and the accuracy of static and dynamic determining and cutting parameters, which are associated with strength, temperature and wear of the cutting edge. Therefore, stock removal of high efficiency should be performed in a controlled manner which ensures the correct shape and size of the chip.

142 ZESZYTY NAUKOWE AKADEMII MORSKIEJ W GDYNI, nr 83, sierpień 2014 During the implementation of the research work entitled Assessment of suitability of burnishing process that improve operating properties of marine pump shafts [5], the use of fixed parameters of preliminary machining technology, resulted in a variety of measurements of surface roughness examined shafts. The shaft pins φ 39 mm in diameter, made of X5CrNi18-10 stainless steel was carried out on a universal CDS 6250 BX-1000 lathe centre. The preliminary lathing process was conducted by a cutting tool with WNMG 080408 WF removable plates by Sandvik Coromant. During the lathing the following machining parameters were used: cutting speed V c = 112 m/min, feed f = 0.13 mm/rev, cutting depth a p = 0.5 mm. The statistic analysis results of the obtained values of roughness factor measurements were presented in Table 1. Table 1. The results of statistic analysis of roughness factor measurements (measurements number 48) Mean Median Minimum Maximum Stan.Deflection Stan. Error 0.83 0.79 0.50 1.18 0.14 0.02 The correct effect in the machining result of burnishing process depends on the primarily geometry, surface condition and hardness burnishing tool. However, the important factor is also suitable preparation of the surface shafts before burnishing process. Therefore, the research of influence of cutting parameters on the cutting forces, temperature and wear of the cutting edge to the process of lathing stainless steel X5CrNi18-10 are planned. Machining stainless steels, especially austenitic steel, causes a lot of difficulty. On the machinability of austenitic steel has a negative impact high propensity to the deformation strengthening (Fig. 1), low thermal conductivity and good ductility. Fig. 1. Strengthen of some stainless steels [8]

W. Labuda, Preliminary research of cutting forces of shaft pins 143 Alloying element improves the machinability of stainless steels is sulfur. Sulfur in combination with manganese forms MnS manganese sulfide, whose positive influence on machinability is confirmed by the type of chips (short and brittle), smoother surfaces of workpieces and less tool wear. The group of steels with improved machinability X5CrNi18-10. This steel is characterized by high resistance to intergranular corrosion (extremely low carbon content) and has been used: in engineering and nuclear, construction and architecture, transport devices, in contact with food, pharmaceutical and cosmetic industries, in the construction of chemical apparatus and vehicles, in the manufacture of surgical instruments, sanitation items and household goods and artistic products [3]. The article presents the preliminary results of measurements of the forces and cutting temperatures for turning shafts made of structural steel at normal quality. The aim of this study was to determine the repeatability and the possibility of measuring the gauge DKM 2010. The dynamometer is the equipment of Gdynia Maritime University. In addition, the effect of depth of cut on the value of the forces and cutting temperatures. RESEARCH METHODOLOGY The process of turning of shaft pins φ 39 mm in diameter, made of S235JR steel was carried out on a universal CDS 6250 BX-1000 lathe centre. The lathing process was conducted by a cutting tool with CCMT 09T304-PF removable plates. During the lathing (Fig. 2) the following machining parameters were used: cutting speed V c = 150 m/min, feed f = 0.106 mm/rev, cutting depth a p = 0.5; 0.75; 1.0; 1.25; 1.5; 1.75 mm. Fig. 2. General view of tooling system (machine, grip, object, tool)

144 ZESZYTY NAUKOWE AKADEMII MORSKIEJ W GDYNI, nr 83, sierpień 2014 DKM 2010 is a 5-components Tool Dynamometer for use on conventional or CNC lathe machines. It measures force on the cutting tool up to 2000 N with a resolution of 0.1% and as option also temperatures on the tool tip between 300 and 800 C. The temperature measurement is based on radiation principle on a spot not greater than 2 mm. DKM 2010 is equipped with adjustable inserts holder to change side angle ϰ r into 45, 60, 70, 90. The complete equipment of DKM 2010 is presents to Figure 3. Fig. 3. Turning dynamometer DKM 2010 RESEARCH RESULTS During the preliminary tests conducted longitudinal turning the shaft with a depth of cut ap = 0.50, 0.75, 1.00, 1.25, 1.5 and 1.75 mm. For each depth of cut made three attempts to turning with fixed parameters of cut. Figure 4 shows the effect of depth of cut on the change in the value of cutting force (F c ), feed force (F f ) and radial force (F p ). In contrast, in Figure 5 shows the effect of depth of cut on the change in temperature on the rake face plate removable cutting tool at a distance of 2 mm from the cutting edge. The cutting process was carried out dry. Analysis of influence changes in the depth of cut on cutting forces showed that with increasing the value of a p is an increase in the cutting force and feed force. Changing the depth of cut of 0.25 mm cause an average increase in force F c and F f the value of 100 N. At the same time, increasing the value of the parameter a p leads to decrease in the value of the radial force of 25 N.

W. Labuda, Preliminary research of cutting forces of shaft pins 145 a) b) c) d) e) Fig. 4. Cutting forces for depth of cut: a) a p = 0.50 mm, b) a p = 0.75 mm, c) a p = 1.00 mm, d) a p = 1.25 mm, e) a p = 1.50 mm, f) a p = 1.75 mm

146 ZESZYTY NAUKOWE AKADEMII MORSKIEJ W GDYNI, nr 83, sierpień 2014 a) b) c) d) e) f) Fig. 5. Cutting temperatures for depth of cut: a) a p = 0.50 mm, b) a p = 0.75 mm, c) a p = 1.00 mm, d) a p = 1.25 mm, e) a p = 1.50 mm, f) a p = 1.75 mm

W. Labuda, Preliminary research of cutting forces of shaft pins 147 The temperature distribution on the rake face of the turning tool for the cutting depth analyzed ranged from 350 to 500 C. With increasing depth of cut of the increased temperature on the rake face. Disruption temperature measurement shown on Figure 5 a and 5 c were caused by the rise of continuous chip. CONCLUSION An analysis of the results of the influence of depth of cut on the distribution of forces and cutting temperature confirmed the reproducibility of measurements using a dynamometer DKM 2010. In order to eliminate interference temperature measurements important role is played geometry of the cutting plates, which will allow the formation of a discontinuous chip. REFERENCES 1. Burakowski T,. Marczak R., Eksploatacyjna warstwa wierzchnia i jej badanie, Zagadnienia Eksploatacji Maszyn, 1995, nr 3, s. 327 337. 2. Burakowski T., Marczak R., Senatorski J., Szumniak J., Konstytuowanie eksploatacyjne warstwy wierzchniej w procesie tarcia technicznie suchego, Problemy Eksploatacji, 1998, nr 2, s. 5 36. 3. Katalog Steel.s Poland - Sassoll group, Stal nierdzewna i jej podział, www.steels.pl. 4. Krakowiak S., Korozja wżerowa stali stopowych, Procesy Korozyjne, www.e-korozja.pl/procesy _Korozyjne_-_Monografia.pdf, 2007. 5. Labuda W., Ocena przydatności obróbki nagniataniem do poprawy właściwości eksploatacyjnych wałów pomp okrętowych, rozprawa doktorska, 2013. 6. Szczerek M., Wiśniewski M., Tribologia i Tribotechnika, Wydawnictwo Instytutu Technologii Eksploatacji, Radom 2000. 7. Szyc M., Bartosik P., Kukiełka L., Komputerowe modelowanie i symulacja stanów deformacji w warstwie wierzchniej wyrobów kulowanych [w:] Współczesne problemy w technologii obróbki przez nagniatanie, t. 2, Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, Gdańsk 2008, s. 249 254. 8. Własności stali odpornych na korozję, Euroinox, Luksemburg 2002, www.euro-inox.org/pdf/map/ StainlessSteelProperties_PL.pdf. BADANIA WSTĘPNE SIŁ SKRAWANIA CZĘŚCI TYPU WAŁEK Streszczenie Jednym z najważniejszych problemów współczesnych technik wytwarzania jest zapewnienie odpowiedniej jakości wyrobu, przy minimalizacji kosztów i jednoczesnym wzroście wydajności produkcji. Dlatego podczas projektowania procesów wytwarzania powinno się zastosować technologię, która ma istotny wpływ na trwałość i niezawodność części maszyn.

148 ZESZYTY NAUKOWE AKADEMII MORSKIEJ W GDYNI, nr 83, sierpień 2014 Podczas obróbki wykończeniowej nadawane są ostateczne wymiary i właściwości użytkowe danego elementu. Osiąga się to poprzez zastosowanie odpowiedniego rodzaju obróbki oraz dobór właściwych parametrów danego procesu. Technolog projektujący proces kształtowania warstwy wierzchniej ma do dyspozycji różne techniki wytwarzania. Konieczne jest znalezienie określonego rozwiązania, które będzie odpowiadać wymaganiom i warunkom pracy danej części maszyny. W artykule przedstawiono pierwszy etap badań pomiarów sił skrawania dla części typu wałek wykonany ze stali S235JR. Proces toczenia powierzchni próbki wykonano nożem z wymiennymi płytkami CCMT 09T304 PF. Na podstawie uzyskanych wyników badań określono wpływ parametrów skrawania na wartość sił skrawania oraz temperatury. Podczas eksperymentu analizowano wpływ głębokości skrawania przy stałej prędkości obrotowej oraz posuwie. Słowa kluczowe: toczenie, siłomierz, siły skrawania, temperatura skrawania.