BADANIA PORÓWNAWCZE WYBRANYCH WSKAŹNIKÓW SKRAWALNOŚCI W PROCESIE FREZOWANIA STOPÓW NIKLU INCONEL 625 I INCONEL 718. Streszczenie

Podobne dokumenty
BADANIA PORÓWNAWCZE CHROPOWATOŚCI POWIERZCHNI WYBRANYCH STOPÓW MAGNEZU PO FREZOWANIU NARZĘDZIEM PEŁNOWĘGIKOWYM ORAZ PKD

BADANIA WYBRANYCH WSKAŹNIKÓW SKRAWALNOŚCI PODCZAS FREZOWANIA STOPU INCONEL 718 NARZĘDZIAMI CERAMICZNYMI

PODSTAWY SKRAWANIA MATERIAŁÓW KONSTRUKCYJNYCH

WPŁYW MINIMALNEGO SMAROWANIA NA MOMENT SKRAWANIA I CHROPOWATOŚĆ POWIERZCHNI W PROCESIE WIERCENIA STOPU ALUMINIUM. Streszczenie

RAPORT Etap 1. Poznanie mechanizmów trybologicznych procesu HPC

BADANIA WPŁYWU ZASTOSOWANIA MINIMALNEGO SMAROWANIA MQL NA SIŁY SKRAWANIA I POSTAĆ WIÓRA W OBRÓBCE KOMPOZYTÓW ALUMINIOWYCH NARZĘDZIAMI POWLEKANYMI

OCENA WARUNKÓW TRIBOLOGICZNYCH PODCZAS SKRAWANIA STOPU INCONEL 718 PŁYTKĄ Z WĘGLIKA SPIEKANEGO. Streszczenie

Dr hab. inż. Jan BUREK, prof. PRz; dr inż. Łukasz ŻYŁKA; mgr inż. Marcin PŁODZIEŃ; mgr inż. Michał GDULA (Politechnika Rzeszowska):

ZAAWANSOWANA METODA SYMULACYJNA ZWIĘKSZENIA EFEKTYWNOŚCI OBRÓBKI STOPU NIKLU STUDIUM PRZYPADKU

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

WPŁYW ORIENTACJI OSI FREZU TOROIDALNEGO NA SKŁADOWE SIŁY SKRAWANIA W PIĘCIOOSIOWEJ OBRÓBCE ŁOPATKI TURBINY ZE STOPU INCONEL 718.

Poprawa produktywności i niezawodności toczenia stopu Inconel 718 studium przypadku

TOOLS NEWS B228P. Seria frezów trzpieniowych CERAMIC END MILL. Ultrawysoka wydajność obróbki stopów żaroodpornych na bazie niklu

PORÓWNANIE DYNAMICZNYCH WSPÓŁCZYNNIKÓW SIŁ SKRAWANIA ZMIERZONYCH W CZASIE WYSTĘPOWANIA DRGAŃ SAMOWZBUDNYCH DLA OSTREJ I ZUŻYTEJ KRAWĘDZI SKRAWAJĄCEJ

(GRADE 23) NA SIŁY SKRAWANIA ORAZ CHROPOWATOŚĆ POWIERZCHNI OBROBIONEJ

BADANIA ZALEŻNOŚCI SIŁ SKRAWANIA OD STANU NARZĘDZIA I PARAMETRÓW SKRAWANIA PODCZAS FREZOWANIA ZGRUBNEGO INCONEL 718 PŁYTKAMI CERAMICZNYMI

IDENTYFIKACJA OBCIĄŻEŃ NARZĘDZIA PODCZAS FAZOWANIA STOPU LOTNICZEGO AMS6265. Streszczenie

BADANIA PORÓWNAWCZE WPŁYWU PARAMETRÓW TECHNOLOGICZNYCH FREZOWANIA WYBRANYCH STOPÓW TYTANU NA MOMENT SKRAWANIA I CHROPOWATOŚĆ OBROBIONEJ POWIERZCHNI

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

BADANIA ZUŻYCIA OSTRZY W TOCZENIU Z ZASTOSOWANIEM MINIMALNEGO SMAROWANIA MQL. Streszczenie

Zużycie ostrzy frezów podczas obróbki wysokokrzemowego, odlewniczego stopu aluminium AlSi21CuNi

Rajmund Rytlewski, dr inż.

Monitorowanie sił skrawania powierzchni płaskich w procesie szlifowania stopu tytanu TIGR5

WPŁYW DYNAMIKI PROCESU FREZOWANIA ZAHARTOWANEJ STALI NA CHROPOWATOŚĆ POWIERZCHNI OBROBIONEJ W WARUNKACH HSM

OCENA MORFOLOGII POWIERZCHNI STOPU INCONEL 718 PO TOCZENIU WZDŁUŻNYM

SKUTECZNOŚĆ DOPROWADZENIA CIECZY OBRÓBKOWEJ POD CIŚNIENIEM W PROCESIE ŁAMANIA WIÓRA PRZY TOCZENIU WZDŁUŻNYM STOPU Ti6Al4V.

MODYFIKACJA WARUNKÓW TARCIA W STREFIE SKRAWANIA JAKO CZYNNIK WPŁYWAJĄCY NA PROCES OBRÓBKI

L a b o r a t o r i u m ( h a l a 2 0 Z O S )

ANALIZA WARTOŚCI SIŁY SKRAWANIA PODCZAS TOCZENIA STALI HARTOWANEJ W WARUNKACH MAŁYCH PRZE - KROJÓW WARSTWY SKRAWANEJ. Streszczenie

BADANIA WPŁYWU GŁĘBOKOŚCI SKRAWANIA NA CHROPOWATOŚĆ POWIERZCHNI STOPU INCONEL 718 PODCZAS TOCZENIA WYKOŃCZENIOWEGO

ANALIZA SKŁADOWYCH SIŁY SKRAWANIA PODCZAS TOCZENIA WYKOŃCZENIOWEGO STOPU TYTANU NA OSNOWIE FAZY MIĘDZYMETALICZNEJ TiAl(γ) Streszczenie

PRELIMINARY BROCHURE CORRAX. A stainless precipitation hardening steel

OCENA MOŻLIWOŚCI ZASTOSOWANIA MINIMALNEGO SMAROWANIA MQL W OBRÓBCE WYBRANEGO STOPU MIEDZI. Streszczenie

BADANIA WPŁYWU ZUŻYCIA OSTRZY W GŁOWICY FREZOWEJ NA CHROPOWATOŚĆ POWIERZCHNI OBROBIONEJ STOPU TYTANU

ZAAWANSOWANE TECHNIKI WYTWARZANIA W MECHATRONICE

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

30 MECHANIK NR 3/2015

OBRÓBKA SKRAWANIEM DOBÓR NARZĘDZI I PARAMETRÓW SKRAWANIA DO FREZOWANIA. Ćwiczenie nr 6

BADANIA TOCZENIA SPIEKANYCH PROSZKOWO MATERIAŁÓW Z ZASTOSOWANIEM OPROGRAMOWANIA PRODUCTION MODULE

ANALIZA WPŁYWU WARUNKÓW TOCZENIA WZDŁUŻNEGO NA CHROPOWATOŚĆ POWIERZCHNI I POSTAĆ WIÓRÓW STOPU MAGNEZU AM 60. Streszczenie

BADANIE ENERGOCHŁONNOŚCI TOCZENIA I NAGNIATANIA STALI UTWARDZONEJ. Streszczenie

CZAS WYKONANIA BUDOWLANYCH ELEMENTÓW KONSTRUKCJI STALOWYCH OBRABIANYCH METODĄ SKRAWANIA A PARAMETRY SKRAWANIA

UE6110 MC6025 UH6400 US735 HZ/HL/ HM/HX/ HV/HR TOOLS NEWS. Nowy system łamaczy wióra do obróbki ciężkiej

FREZOWANIE CZOŁOWE STALI C45 PO CIĘCIU LASEREM NARZĘDZIAMI O OSTRZACH Z REGULARNEGO AZOTKU BORU. Streszczenie

5. ZUŻYCIE NARZĘDZI SKRAWAJĄCYCH. 5.1 Cel ćwiczenia. 5.2 Wprowadzenie

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

mgr inż. Ireneusz Zagórski Politechnika Lubelska, Wydział Mechaniczny, Katedra Podstaw Inżynierii Produkcji, ul.

MIKRONIERÓWNOŚĆ POWIERZCHNI OBROBIONEJ STOPU INCONEL 718 PO PROCESIE TOCZENIA

Tematy prac dyplomowych inżynierskich kierunek MiBM

MP6100/MP7100/MP9100

Temat: NAROST NA OSTRZU NARZĘDZIA

Dr inż. Łukasz NOWAKOWSKI, dr hab. inż. Edward MIKO, prof. PŚk (Politechnika Świętokrzyska):

WPŁYW MATERIAŁU ŚCIERNEGO NA STAN WARSTWY WIERZCHNIEJ PODCZAS SZLIFOWANIA STOPÓW TYTANU

Karta (sylabus) przedmiotu

Ceramiczne materiały narzędziowe. Inteligentna i produktywna obróbka superstopów

ZB nr 5 Nowoczesna obróbka mechaniczna stopów magnezu i aluminium

PORÓWNANIE CECH CHROPOWATOŚCI ŻELIW PO OBRÓBCE TOKARSKIEJ. Streszczenie

Tematy prac dyplomowych magisterskich kierunek MiBM

BADANIA PORÓWNAWCZE STANU ENERGETYCZNEGO WARSTWY WIERZCHNIEJ STOPÓW ALUMINIUM PO OBRÓBCE FREZOWANIEM. Streszczenie

L a b o r a t o r i u m ( h a l a 2 0 Z O S )

NADZOROWANIE PROCESU WYSOKOWYDAJNEGO FREZOWANIA STOPÓW ALUMINIUM Z ZASTOSOWANIEM UKŁADU STEROWANIA ADAPTACYJNEGO. Streszczenie

ZAAWANSOWANE TECHNIKI WYTWARZANIA W MECHATRONICE

BADANIA WPŁYWU MINIMALNEGO SMAROWANIA MQL NA STRUKTURĘ GEOMETRYCZNĄ PO WYTACZANIU Z TŁUMIENIEM DRGAŃ. Streszczenie

Karta (sylabus) przedmiotu

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

BADANIA SIŁ SKRAWANIA I ICH AMPLITUD PODCZAS FREZOWANIA STOPÓW MAGNEZU

L a b o r a t o r i u m ( h a l a 2 0 Z O S ) mgr inż. Martyna Wiciak pok. 605, tel

Frezy UFJ Wiertła WDXC Płytki: węglikowe ceramiczne borazonowe OBRÓBKA INCONELU.

STABILNOŚĆ PROCESU FREZOWANIA STALI NA TWARDO W WARUNKACH HSM

OCENA PARAMETRÓW CHROPOWATOŚCI POWIERZCHNI TOCZONYCH OTWORÓW W KOŁACH ZĘBATYCH OBRABIANYCH NAGNIATANIEM

OCENA WPŁYWU OSTRZY O GEOMETRII WYGŁADZAJĄCEJ NA CHROPOWATOŚĆ POWIERZCHNI STALI X17CrNi16-2 PO TOCZENIU. Streszczenie

PRZECIĄGACZE.

ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI OPOLSKIEJ Seria: Mechanika z. 109 Nr kol. 367/2018

KATEDRA TECHNIK WYTWARZANIA I AUTOMATYZACJI

CoroMill QD. Wysoka niezawodność frezowania rowków

ODPORNOŚĆ STALIWA NA ZUŻYCIE EROZYJNE CZĘŚĆ II. ANALIZA WYNIKÓW BADAŃ

Obliczanie parametrów technologicznych do obróbki CNC.

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

STABILNOŚĆ 5-OSIOWEGO FREZOWANIA STOPÓW ALUMINIUM

G.T.S. - system do rowkowania

POMIAR SKŁADOWYCH SIŁ SKRAWANIA I CHROPOWATOŚCI POWIERZCHNI PODCZAS PRECYZYJNEGO TOCZENIA CZYSTEGO TYTANU 1. WPROWADZENIE

L a b o r a t o r i u m ( h a l a 2 0 Z O S )

PROCEDURA DOBORU WARUNKÓW I PARAMETRÓW PROCESU TECHNOLOGICZNEGO W ASPEKCIE CECH EKSPLOATACYJNEJ WARSTWY WIERZCHNIEJ

Moduł 2/3 Projekt procesu technologicznego obróbki przedmiotu typu bryła obrotowa

PORÓWNANIE WPŁYWU GLIKOLU PROPYLENOWEGO PODAWANEGO METODĄ MQL Z EMULGOLEM NA WARSTWĘ WIERZCHNIĄ PODCZAS PROCESU SZLIFOWANIA TYTANU

16 MECHANIK NR 3/2015 BADANIE DYNAMICZNYCH WSPÓŁCZYNNIKÓW SIŁ SKRAWANIA PODCZAS ORTOGONALNEGO TOCZENIA STALI

FOR COMPOSITE MATERIALS IN AIRCRAFT INDUSTRY DO MATERIAŁÓW KOMPOZYTOWYCH W PRZEMYŚLE LOTNICZYM

BADANIA SIŁ SKRAWANIA W TROCHOIDALNYM FREZOWANIU STALI 42CrMo4. Streszczenie

Budowa i zastosowanie narzędzi frezarskich do obróbki CNC.

WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA Wydział Nowych Technologii i Chemii KATEDRA ZAAWANSOWANYCH MATERIAŁÓW I TECHNOLOGII

3. TEMPERATURA W PROCESIE SZLIFOWANIA. 3.1 Cel ćwiczenia. 3.2 Wprowadzenie

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH Nr ćwiczenia : 3

ANALIZA PORÓWNAWCZA METOD FREZOWANIA HSM, HPC ORAZ FREZOWANIA KONWENCJONALNEGO WYSOKOKRZEMOWYCH STOPÓW ALUMINIUM

ANALIZA SKŁADOWYCH SIŁY SKRAWANIA I NAPRĘŻEŃ W WARSTWIE WIERZCHNIEJ METODĄ ELEMENTÓW SKOŃCZONYCH W OBRÓBCE STOPU TYTANU Ti6Al4V.

Frezy czołowe. profiline

ANALIZA WPŁYWU WARTOŚCI KĄTA NATARCIA I POSUWU NA CHROPOWATOŚĆ POWIERZCHNI OBROBIONEJ ORAZ WARTOŚCI SKŁADOWYCH CAŁKOWITEJ SIŁY SKRAWANIA

Dobór parametrów dla frezowania

QM MILL & QM MAX nowa generacja japońskich głowic high feed.

Tech-News. Power Drills

OBRÓBKA SKRAWANIEM DOBÓR NARZĘDZI I PARAMETRÓW SKRAWANIA DO TOCZENIA. Ćwiczenie nr 5. opracowała: dr inż. Joanna Kossakowska

Transkrypt:

DOI: 10.17814/mechanik.2015.8-9.408 Mgr inż. Stanisław Bławucki, dr inż. Jakub Matuszak, dr hab. inż. Kazimierz Zaleski, prof. PL (Politechnika Lubelska) BADANIA PORÓWNAWCZE WYBRANYCH WSKAŹNIKÓW SKRAWALNOŚCI W PROCESIE FREZOWANIA STOPÓW NIKLU INCONEL 625 I INCONEL 718 Streszczenie Stopy niklu są cennym materiałem konstrukcyjnym, stosowanym w przemyśle lotniczym, energetycznym i chemicznym. Wytwarzanie elementów z tych stopów wiąże się z dużymi problemami ze względu na ich trudnoobrabialność. W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych składowych siły skrawania oraz chropowatości powierzchni w procesie frezowania czołowego trudnoobrabialnych stopów niklu INCONEL 625 i INCONEL 718. Badania prowadzono przy zmiennych parametrach technologicznych. Słowa kluczowe: stopy niklu, wskaźniki skrawalności, frezowanie czołowe COMPARATIVE RESEARCH ON SELECTED MACHINABILITY INDICATORS OF NICKEL ALLOY MILLING INCONEL 625 AND INCONEL 718 Abstract Nickel alloys are valuable constructional materials, used in aircraft, power and chemical industry. These alloys are hard to machine, so production of nickel alloy parts causes some difficulties. This paper presents experimental research results of cutting force, and the surface roughness in face milling of INCONEL 625 and INCONEL 718 nickel alloys, which are difficult to machine. Research was conducted with variable technological parameters. Keywords: nickel alloys, machinability indicators, face milling 293

BADANIA PORÓWNAWCZE WYBRANYCH WSKAŹNIKÓW SKRAWALNOŚCI W PROCESIE FREZOWANIA STOPÓW NIKLU INCONEL 625 I INCONEL 718 Stanisław BŁAWUCKI 1, Jakub MATUSZAK 2, Kazimierz ZALESKI 31 1.WPROWADZENIE Materiały odporne na wysoką temperaturę stanowią największą grupę materiałów używanych do produkcji tzw. gorącej sekcji sprężarek silników lotniczych oraz wirników turbin strumieniowych w przemyśle energetycznym. Przewiduje się dalszy wzrost zastosowań tych stopów [1, 8]. Typowymi przedstawicielami stopów na bazie niklu z grupy HRSA (ang. Heat Resistant Super Alloys) są INCONEL 625 oraz INCONEL 718. Materiały te wykazują stabilność swojej mikrostruktury oraz geometrii części podczas pracy w wysokich temperaturach, co wynika z ich niskiej przewodności cieplnej (9,8 11,1 W/m o C) [12]. Właściwości superstopów INCONEL powodują, że są one materiałami bardzo trudnymi do obróbki skrawaniem [1]. Superstopy na bazie niklu mają wysokie powinowactwo chemiczne do wielu materiałów narzędziowych. Prowadzi to do przyspieszonego dyfuzyjnego zużycia części roboczej narzędzia [4, 12]. Należy dodać, że charakter pracy narzędzia (ciągły - toczenie lub przerywany-frezowanie) w dużym stopniu wpływa na jego trwałość. Duża wytrzymałość na ścinanie stopów grupy INCONEL pobudza układ obróbkowy do drgań samowzbudnych, które obniżają jakość powierzchni powstałej po obróbce skrawaniem. Zbyt wysoka chropowatość powierzchni przedmiotów przeznaczonych do pracy w zmiennych warunkach termodynamicznych jest miejscem koncentracji karbów, a to przekłada się na obniżenie ich wytrzymałości zmęczeniowej [6, 16]. Na granicy ziaren w strukturze krystalicznej stopu INCONEL ulokowane są twarde węgliki NiC, CrC, TiC, MoC, WC, FeC oraz NbC, które wyrwane z materiału, powodują niekorzystne bruzdy na powierzchni obrabianego przedmiotu [7, 12]. Zawartość wspomnianych związków chemicznych w objętości skrawanego materiału przyczynia się również do przyspieszonego zużycia części roboczej narzędzia skrawającego. 1 Wydział Mechaniczny Politechniki Lubelskiej, KPIP, ul. Nadbystrzycka 36, 20-618 Lublin 294

Trwałość narzędzi stanowi poważny problem podczas obróbki stopów z grupy HRSA i w warunkach produkcyjnych zazwyczaj nie przekracza 2 10 minut [7, 10]. Głównym czynnikiem powodującym zużycie krawędzi skrawającej jest utwardzona warstwa wierzchnia obrabianego materiału, która powoduje lokalne starcie powierzchni roboczych narzędzia o szerokości mniejszej lub równej głębokości skrawania [12]. Dobór i optymalizacja parametrów technologicznych przy frezowaniu materiałów HRSA obejmuje wiele czynników. Na pierwszym miejscu jest prędkość skrawania. Zbyt niska jej wartość powoduje silne drgania samowzbudne i nadmierne zużycie narzędzia, a zbyt duża wartość v c prowadzi do wzrostu temperatury w strefie skrawania oraz intensywnego zużycia powierzchni przyłożenia części roboczej narzędzia. Zaleca się stosowanie prędkości w zakresie 20 90 m/min dla popularnych materiałów narzędziowych [2, 3, 9, 11, 15]. Głębokość skrawania a p zazwyczaj nie przekracza 1 mm, a posuw na ostrze f z zawiera się w przedziale 0,05 0,2 mm [2, 5, 9, 10, 11, 15]. Warunki smarowania i chłodzenia są niemniej ważne, toteż zastosowanie intensywnego chłodzenia lub minimalnego smarowania MQL (ang. Minimum Quantity Lubrication) w dużym stopniu wydłuży czas pracy narzędzia [16]. Osobnym zagadnieniem przy frezowaniu stopu INCONEL 718 jest odpowiednia strategia obróbki. Zaleca się stosowanie frezowania mimośrodowego o szerokości skrawania od 30% do 75% średnicy narzędzia. Nie zaleca się frezowania całą szerokością narzędzia oraz pozycjonowania głowicy na środku obrabianej powierzchni [5, 11]. Zastosowanie frezowania współbieżnego pozwala na uniknięcie zjawiska zgniatania wióra, gdyż jego grubość na wyjściu narzędzia jest minimalna. Celem badań było porównanie sił skrawania oraz chropowatości obrobionej powierzchni w procesie frezowania czołowego stopu niklu INCONEL 625 oraz INCONEL 718. Wybór wspomnianych stopów do badań doświadczalnych wynika z ich dużej popularności w kluczowych gałęziach przemysłu. Niewystarczający stan wiedzy dotyczący obróbki stopów z grupy INCONEL podnosi koszty produkcji wynikające z nadmiernego zużycia narzędzi oraz produkcji braków. Niniejsza publikacja ma na celu ocenę wpływu parametrów frezowania superstopów HRSA na składowe siły skrawania i chropowatość obrobionej powierzchni. 2.METODYKA BADAŃ W badaniach wskaźników skrawalności superstopów INCONEL 625 oraz INCONEL 718 (tab. 1) użyto próbek w kształcie prostopadłościanów o wymiarach (15 x 22 x 100) mm (rys. 1). Doboru parametrów skrawania dokonano na podstawie literatury oraz zaleceń producentów narzędzi skrawających [5, 9, 11, 14, 15]. Zastosowano głowicę frezarską sześcioostrzową, składaną, o średnicy zewnętrznej D z = 40 mm i efektywnej średnicy skrawania D c = 32 mm (rys. 1). Użyto okrągłych płytek skrawających z węglików spiekanych, dedykowanych do frezowania stopów nierdzewnych, powlekanych warstewką TiAlN o dodatnim kącie natarcia. Do badań skrawalności 295

superstopów wykorzystano pionowe centrum obróbkowe MOC MECHANICY Fv- 580A. Tab. 1. Zestawienie właściwości fizycznych superstopów INCONEL 625 i INCONEL 718 [13] Materiał INCONEL 625 INCONEL 718 Gęstość [g/cm 3 ] 8,44 8,23 Główne pierwiastki stopowe Ni/Cr/Mo 58,0/20,0/8,0 Ni/Cr/Fe 50/17/6,6 Wytrzymałość na rozciąganie [MPa] Granica plastyczności [MPa] Moduł Younga [GPa] Przewodność cieplna [W/m o C] 758 344 205 9,8 1034 862 200 11,1 Rys. 1. Układ przedmiot obrabiany narzędzie w czasie obróbki stopu INCONEL 718 wraz z zaznaczonym kierunkiem pomiaru składowych siły skrawania: a) widok od góry, b) widok boczny Pomiar siły biernej i posuwowej zrealizowano przy użyciu siłomierza Kistler 9257B, który zestawiono w torze pomiarowym ze wzmacniaczem 5070A oraz modułem do akwizycji danych pomiarowych DAQ 5697A. Sygnał rejestrowano z wykorzystaniem oprogramowania DynoWare 2.7, które pozwoliło na zbieranie wyników pomiaru z częstotliwością 2000 Hz. Następnie wykonano analizę widmową składowych siły skrawania dla obu obrabianych materiałów, jak w pracy [13]. Parametrami stałymi eksperymentu były: głębokość skrawania, wynosząca 0,5 mm, strategia obróbki frezowanie współbieżne mimośrodowe, użyte narzędzie frez sześcioostrzowy (rys. 1), obrabiarka i urządzenia pomiarowe. Próbki frezowano w warunkach chłodzenia emulsją wodno-olejową. Na podstawie analizy literatury oraz badań wstępnych przyjęto plan badań eksperymentalnych. Zmiennymi warunkami eksperymentu były parametry technologiczne: prędkość skrawania w zakresie 20 80 m/min przy stałym posuwie f z = 0,08 mm/ostrze, oraz posuw na ostrze w przedziale 0,04 0,16 mm/ostrze przy stałej prędkości v c = 40 m/min. Frezowano dwa superstopy: INCONEL 625 oraz INCONEL 718. W każdym punkcie pomiarowym próbę powtórzono pięciokrotnie i na podstawie otrzymanych wyników przebiegu siły biernej i posuwowej sporządzono wykresy F = f(t). Ze względu na relatywnie małe wartości siły normalnej F fn nie uwzględniano jej w analizie 296

wyników badań. Zbadano zaś stan geometryczny powierzchni i sporządzono mapy 3D topografii powierzchni frezowanych próbek. Chropowatość powierzchni (rys. 5) i (rys. 6) próbek po frezowaniu zmierzono za pomocą profilometru mobilnego Surtronic 3+ Taylor Hobson. Dla wybranych próbek przeprowadzono badania topografii powierzchni na urządzeniu do pomiaru konturu chropowatości 3D T8000 RC120-400 Hommel Etamic (rys. 7). 3.WYNIKI BADAŃ W czasie frezowania badanych stopów HRSA zauważono, że wszystkie składowe siły skrawania cechowały się dynamicznym charakterem przebiegu wartości w czasie pomiaru (rys. 2). Było to związane z okresowym charakterem obróbki podczas frezowania. Uzyskane wyniki siły posuwowej F f i biernej F p wykazywały zmienne wartości dla każdego z pracujących ostrzy. Za powstały stan rzeczy może odpowiadać nieprecyzyjne ustawienie płytek w gniazdach oprawki. Inną przyczyną wahania siły biernej i posuwowej w czasie frezowania może być tendencja materiału obrabianego do powierzchniowego hartowania się i tworzenia twardej warstewki [12]. Kolejną prawdopodobną przyczyną powstałego kształtu sygnału z siłomierza mogły być drgania, zarówno wymuszone jak i samowzbudne, związane z okresowym charakterem pracy narzędzia oraz obraną strategią obróbki. Choć nie zauważono silnego efektu narostu na ostrzu, zjawisko to jest charakterystyczne przy obróbce superstopów grupy INCONEL [3, 2]. Siła, N 700 600 500 400 300 200 100 0-100 -200-300 0 0,03 0,07 0,1 0,13 0,17 0,2 0,23 0,27 0,3 0,34 0,37 0,4 0,44 0,47 0,5 0,54 0,57 0,6 0,64 0,67 0,7 0,74 0,77 08 Czas pomiaru siły, s Siła, N 500 400 300 200 100 0-100 -200 0 0,03 0,07 0,1 0,13 0,17 0,2 0,23 0,27 0,3 0,34 0,37 0,4 0,44 0,47 0,5 0,54 0,57 0,6 Czas pomiaru siły, s 0,64 0,67 0,7 0,74 0,77 08 FfN, N Ff, N Fp, N FfN, N Ff, N Fp, N Rys. 2. Rozkład składowych siły podczas frezowania czołowego superstopów vc = 20 i fz = 0,08: a) INCONEL 625, b) INCONEL 718 Siła bierna F p oraz siła posuwowa F f przyjmują zbliżone wartości amplitudy dla obydwu badanych materiałów (rys. 2). Przy obliczeniach wartości amplitudy siły przyjęto maksymalną i minimalną wartość z zakresu 0,8 sekundy stabilnej pracy narzędzia podczas próby. Sporządzając wykres zależności składowych siły w funkcji parametrów obróbki można wskazać warunki skrawania superstopów dla których wystąpiła najniższa siła bierna i najniższa siła posuwowa (rys. 3). Zauważono, że występuje niewielka różnica 297

w wartościach amplitudy siły podczas frezowania badanych stopów HRSA. Mniejszą wartość amplitudy siły posuwowej oraz siły biernej odnotowano w czasie skrawania superstopu INCONEL 625. Wraz ze zwiększaniem posuwu na ostrze zauważono prawie liniowy wzrost amplitudy siły biernej i posuwowej (rys. 4). W przypadku superstopu INCONEL 625 zauważono, że wzrost prędkości skrawania nie prowadzi do wzrostu amplitudy siły posuwowej i biernej tak jak to ma miejsce dla stopu INCONEL 718 (rys. 4). Rys. 3. Wpływ posuwu na ostrze f z na wartość amplitudy siły podczas frezowania stopów INCONEL 625 i INCONEL 718 (v c = 40 m/min): a) amplituda siły posuwowej F f, b) amplituda siły biernej F p Rys. 4. Wpływ prędkości skrawania v c na wartość amplitudy siły podczas frezowania stopów INCONEL 625 i INCONEL 718 (f z = 0,08 mm/ostrze): a) amplituda siły posuwowej F f, b) amplituda siły biernej F p Na powierzchni badanych próbek odnotowano nierównomierny rozkład chropowatości powierzchni, spowodowany obraną strategią obróbki. Wartości parametrów Ra oraz Rz były mniejsze w obszarze A zaznaczonym na rysunku 1b. Największy wpływ na wybrane parametry chropowatości powierzchni wywarł posuw. 298

Nie stwierdzono jednoznacznego wpływu prędkości skrawania na chropowatość powierzchni, w przypadku stopu INCONEL 718 nastąpił, zgodnie z oczekiwaniami, niewielki spadek chropowatości powierzchni (rys. 6). W przypadku stopu INCONEL 625 zaobserwowano nieznaczny wzrost chropowatości powierzchni, towarzyszący zwiększaniu prędkości skrawania. Rys. 5. Wpływ posuwu na ostrze f z na wartość parametrów chropowatości powierzchni po frezowaniu stopów INCONEL 625 i INCONEL 718 (v c = 40 m/min): a) parametr R a, b) parametr Rz Sporządzone mapy 3D topografii powierzchni potwierdzają wyniki dotychczasowych badań. Odnotowano niewielkie różnice w wartościach przestrzennych parametrów chropowatości badanych superstopów dla tych samych warunków frezowania (rys. 5, 6). Można stwierdzić, że najmniejszą chropowatość powierzchni obydwu stopów odnotowuje się przy f z = 0,04 mm/ostrze oraz v c = 40 m/min. Najgorsza chropowatość występuje dla dużych wartości posuwu. Rys. 6. Wpływ prędkości skrawania v c na wartość parametrów chropowatości powierzchni po frezowaniu stopów INCONEL 625 i INCONEL 718 (f z = 0,08 mm/ostrze): a) parametr Ra, b) parametr Rz 299

Rys. 7. Topografia powierzchni stopów HRSA po frezowaniu (f z = 0,04 mm/ostrze, v c = 40 m/min): a) INCONEL 625, b) INCONEL 718 4.WNIOSKI Przeprowadzone badania oraz analiza wyników pozwoliły na sformułowanie kilku wniosków dotyczących porównania skrawalności badanych stopów INCONEL. 1. Zauważono duże wahania wartości siły biernej oraz siły posuwowej, co może świadczyć o procesach cieplno-chemicznych zachodzących w warstwie wierzchniej obrabianego stopu INCONEL. Występujące w czasie obróbki drgania w układzie roboczym mogą prowadzić do wahania wartości siły na ostrzach narzędzia a ponadto powodują przyspieszone zużycie krawędzi skrawających narzędzia. 2. Biorąc pod uwagę amplitudę siły w czasie skrawania stwierdzono, że lepszą skrawalnością charakteryzuje się INCONEL 625, dla którego uzyskuje się niższe wartości amplitudy siły biernej oraz siły posuwowej w całym zakresie badań. 3. Biorąc pod uwagę chropowatość powierzchni obrobionej stwierdzono, że lepszą skrawalnością wykazuje się superstop INCONEL 718, dla którego uzyskano niższe wartości parametru Ra i Rz w całym zakresie eksperymentu. 4. Chropowatość powierzchni stopu INCONEL 625 po frezowaniu czołowym jest o około 50 100% wyższa od chropowatości powierzchni stopu INCONEL 718 powstałej przy tych samych parametrach frezowania. 5. Najlepszą skrawalność badanych stopów INCONEL w aspekcie siły i chropowatości powierzchni uzyskano w przedziale parametrów: posuwu f z = 0,04 0,08 mm/ostrze dla prędkości skrawania v c = 40 60 m/min. 300

LITERATURA [1] ARUNACHALAM R.M., MANNAN M.A., SPOWAGE A.C., Surface Integrity when Machining Age Hardened Inconel 718 with Coated Carbide Cutting Tools, International Journal of Machine Tools & Manufacture 44 (2004): 1481 1491. [2] BENGHERSALLAH M., BOULANOUAR L., LECOZ G., DUDZIŃSKI D., Dry high speed milling of nickel-based superalloy, MECHANIKA. 2013 Volume 19(2): 223-228. [3] DEVILLEZ A., LE COZ G., DOMINIAK S., DUDZINSKI D., Dry Machining of Inconel 718, Workpiece Surface Integrity, Journal of Materials Processing Technology 211 (2011): 1590 1598. [4] DUDZINSKI D., DEVILLEZ A., MOUFKI A., LARROUQUE`RE D., ZERROUKI V., VIGNEA U., A review of Developments Towards Dry and High Speed Machining of Inconel 718 Alloy, International Journal of Machine Tools & Manufacture 44 (2004): 439 456. [5] ESTREMS M., SÁNCHEZ HT., KURFESS T., BUNGET C., Influence of Speed on Wear and Cutting Forces in End-Milling Nickel Alloy, The 4-th Engineering Society International Conference (MESIC 2011) AIP Conf. Proc. 1431, (2012): 433-440 [6] FANG N., SRINIVASA PAI P., MOSQUEA S., Effect of Tool Edge Wear on the Cutting Forcesand Vibrations in High-Speed Finish Machining of Inconel718: Int J Adv Manuf Technol 52 (2011): 65 77. [7] KASIM M.S., CHEHARON C.H., GHANI J.A., SULAIMAN M.A., YAZID M.Z.A., Wear Mechanism and Notch Wear Location Prediction Model in Ball Nose End Milling of Inconel 718, Wear 302 (2013): 1171 1179. [8] MAUROTTO A., MUHAMMAD R., ROY A., BABITSKY V., SILBERSCHMIDT V., Comparing Machinability of Ti-15-3-3-3 and Ni-625 Alloys in UAT, Procedia CIRP 1 ( 2012 ): 330 335. [9] NG E., LEE D., SHARMAN A., DEWES R., ASPINWAL D., High Speed Ball Nose End Milling of Inconel 718, Annals of the ClRP Vol. 49/1/2000: 41-46. [10] RAMANUJAM R., VENKATESAN K., SABENA V., Influence of Cutting Patarameters on Machinability of INCONEL 718 Alloy with Coated Carbide Insert-A Taguchi Based Fuzzy Logic Approach, ARPN Journal of Engineering and Applied Science, VOL. 9, NO. 5, MAY 2014. [11] SANDVIK POLSKA., Superstopy żaroodporne przewodnik po zastosowaniach, Advanced Manufacturing Research Centre 2010: 60-120. [12] SHARMAN A., DEWES R., ASPINWALL D., Tool Life when High Speed ball Nose End Milling Inconel 718 TM, Journal of Materials Processing Technology 118 (2001): 29-35. [13] SŁODKI B. Wpływ temperatury i siły skrawania na postać wióra przy toczeniu wzdłużnym stopów INCONEL 625 i INCONEL 718, Inżynieria Maszyn, R. 18, z. 4, 2013: 28-41 [14] UCUN I., ASLANTAS K., BEDIR F. An Experimental Investigation of the Effect of Coating Material on Tool Wear in Micro Milling of Inconel 718 Super Alloy, Wear 300 (2013): 8 19. [15] ULUTAN D., OZEL T. Machining Induced Surface Integrity in Titanium and Nickel Alloys: a Review, International Journal of Machine Tools & Manufacture 51 (2011): 250 280. [16] YAZID M. Z. A., CHEHARON C. H., GHANI J. A., IBRAHIM G. A., SAID A.Y. M. Surface Integrity of Inconel 718 when Finish Turning with PVD Coated Carbide Tool under MQL, Procedia Engineering 19 (2011): 396 401. 301