Monitorowanie sił skrawania powierzchni płaskich w procesie szlifowania stopu tytanu TIGR5



Podobne dokumenty
Wpływ prędkości szlifowania na topografię powierzchni po procesie szlifowania stopu tytanu

WPŁYW MATERIAŁU ŚCIERNEGO NA STAN WARSTWY WIERZCHNIEJ PODCZAS SZLIFOWANIA STOPÓW TYTANU

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

OKREŚLENIE GRANICY STĘŻENIA GLIKOLU PROPYLENOWEGO NA STEREOMETRIĘ WARSTWY WIERZCHNIEJ W PROCESIE SZLIFOWANIA

Wpływ rodzaju ziarna ściernego nowej generacji na chropowatości powierzchni inconelu 718

STANOWISKO BADAWCZE DO SZLIFOWANIA POWIERZCHNI WALCOWYCH ZEWNĘTRZNYCH, KONWENCJONALNIE I INNOWACYJNIE

WPŁYW SPOSOBU MOCOWANIA I KIERUNKU CHŁODZENIA SPRĘŻONYM POWIETRZEM NA ODKSZTAŁCENIA CIEPLNE PRZEDMIOTU W PROCESIE SZLIFOWANIA PŁASZCZYZN

WPŁYW METODY MQL NA PARAMETRY KSZTAŁTOWANIA CZYNNEJ POWIERZCHNI ŚCIERNICY I CHROPOWATOŚĆ WARSTWY WIERZCHNIEJ PRZEDMIOTU OBRABIANEGO 1.

HYBRYDOWA METODA WYKORZYSTYWANA DO CHŁODZENIA STREFY SKRAWANIA W PROCESIE SZLIFOWANIA

WPŁYW MODYFIKACJI ŚCIERNICY NA JAKOŚĆ POWIERZCHNI WALCOWYCH WEWNĘTRZNYCH

InŜynieria Maszyn, R. 15, z. 4, Ryszard WÓJCIK 1 Radosław ROSIK 1

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

PROCES SZLIFOWANIA NIKLU

PL B1. POLITECHNIKA ŁÓDZKA, Łódź, PL BUP 17/11. RADOSŁAW ROSIK, Łódź, PL WUP 08/12. rzecz. pat. Ewa Kaczur-Kaczyńska

WPŁYW WARUNKÓW SZLIFOWANIA AEDG STOPÓW TYTANU NA TEMPERATURĘ SZLIFOWANIA I STAN NAPRĘŻEŃ WŁASNYCH W WARSTWIE WIERZCHNIEJ

BUDOWA SYSTEMU DO JEDNOCZESNEGO PODAWANIA KILKU MEDIÓW CHŁODZĄCO-SMARUJĄCYCH W STREFĘ SZLIFOWANIA

NOWE MEDIA I SPOSOBY ICH DOPROWADZANIA DO STREFY SZLIFOWANIA

Tematy prac dyplomowych inżynierskich kierunek MiBM

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

ZAAWANSOWANE TECHNIKI WYTWARZANIA W MECHATRONICE

Temat: NAROST NA OSTRZU NARZĘDZIA

MODELOWANIE I WERYFIKACJA DOŚWIADCZALNA TEMPERATURY W PROCESIE SZLIFOWANIA AEDG STOPU TYTANU

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

Wpływ warunków obróbki stopu Nickel 201 na efekty procesu szlifowania

Spis treści Gazy chłodzące Ciekły azot Ciekły dwutlenek węgla Powietrze... 30

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

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

ZASTOSOWANIE IMPREGNOWANYCH ELEMENTARNYCH ŚCIERNIC DO SZLIFOWANIA WIELKOGABARYTOWYCH POWIERZCHNI GŁOWICAMI WIELONARZĘDZIOWYMI

PL B1. POLITECHNIKA RZESZOWSKA IM. IGNACEGO ŁUKASIEWICZA, Rzeszów, PL BUP 02/16

Numeryczna symulacja przepływu wodnej emulsji olejowej Wyniki symulacji numerycznych Model matematyczny opisujący

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

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

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH Nr ćwiczenia : 7

WPŁYW CHARAKTERYSTYKI ŚCIERNICY I WARUNKÓW OBRÓBKI NA TOPOGRAFIĘ POWIERZCHNI STOPÓW INCONEL 100 I CPW 41

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

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

WPŁYNĘŁO. Prof. nzw. dr hab. inż. Tadeusz ZABOROWSKI, dr h. c. Politechnika Poznańska tel. Kom.

Badania procesu czyszczenia ściernicy w procesie szlifowania CFG stopu Inconel 718

6. BADANIE TRWAŁOŚCI NARZĘDZI SKRAWAJĄCYCH. 6.1 Cel ćwiczenia. 6.2 Wprowadzenie

Spis treści. Wykaz ważniejszych symboli i akronimów... 11

PROJEKT SYSTEMU DOSUWU NANOMETRYCZNEGO DO PRECYZYJNEJ OBRÓBKI MATERIAŁÓW CERAMICZNYCH

Influence of grinding speed, of ceramic grinding wheel, on surface quality of composite cutting tool used for machining of cast iron

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

OCENA SKRAWNOŚCI ELEKTROKORUNDOWYCH ŚCIERNIC DO PRZECINANIA NA PRZECINARKACH RĘCZNYCH

BADANIA CHŁODZENIA PROCESÓW OBRÓBKI W PRZEMYŚLE MASZYNOWYM I SAMOCHODOWYM

WYBÓR PUNKTÓW POMIAROWYCH

PORÓWNANIE CECH CHROPOWATOŚCI ŻELIW PO OBRÓBCE TOKARSKIEJ. Streszczenie

WÓJCIK Ryszard 1 KĘPCZAK Norbert 2

BADANIE EFEKTYWNOŚCI SZLIFOWANIA ŚCIERNICAMI CBN O PODWYŻSZONEJ POROWATOŚCI Z MIKROZIARNAMI KORUNDU SFERYCZNEGO

Tematy prac dyplomowych magisterskich kierunek MiBM

PODSTAWY SKRAWANIA MATERIAŁÓW KONSTRUKCYJNYCH

Narzędzia ścierne spojone

Stereometria warstwy wierzchniej w procesie szlifowania materiałów

TECHNOLOGIA MASZYN. Wykład dr inż. A. Kampa

KONCEPCJA INTELIGENTNEGO SYSTEMU OBRÓBKI SKŁADANYMI NARZĘDZIAMI ŚCIERNYMI

ZB nr 5 Nowoczesna obróbka mechaniczna stopów magnezu i aluminium

Wpływ ciśnienia i kąta podawania strugi chłodziwa na proces szlifowania CFG stopu Inconel 718

MODELOWANIE OBCIĄŻEŃ ZIAREN AKTYWNYCH I SIŁ W PROCESIE SZLIFOWANIA

POLITECHNIKA ŁÓDZKA INSTYTUT OBRABIAREK I TECHNOLOGII BUDOWY MASZYN. Ćwiczenie D-3

Wpływ warunków nagniatania tocznego na chropowatość powierzchni stali C45 po cięciu laserem

Podczas wykonywania analizy w programie COMSOL, wykorzystywane jest poniższe równanie: 1.2. Dane wejściowe.

POLITECHNIKA ŁÓDZKA INSTYTUT OBRABIAREK I TECHNOLOGII BUDOWY MASZYN. Ćwiczenie D - 4. Zastosowanie teoretycznej analizy modalnej w dynamice maszyn

METODA OCENY WYBRANYCH CECH SZLIFOWALNOŚCI MATERIAŁÓW

BADANIA ROZKŁADU TEMPERATURY W STREFIE ŚCIERNEGO SZLIFOWANIA ELEKTROEROZYJNEGO STOPU TYTANU 1. WPROWADZENIE

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

ZUŻYCIE ŚCIERNICY W SZLIFOWANIU CFG

(GRADE 23) NA SIŁY SKRAWANIA ORAZ CHROPOWATOŚĆ POWIERZCHNI OBROBIONEJ

ZAAWANSOWANE TECHNIKI WYTWARZANIA W MECHATRONICE

Metoda Elementów Skończonych Laboratorium

SIŁY I STEREOMETRIA WARSTWY WIERZCHNIEJ POLIURETANU PO RÓŻNYCH OBRÓBKACH SKRAWANIEM. Streszczenie

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

REINECKER RS 500 CNC elastyczna obróbka półfabrykatów narzędzi metodą wzdłużną, wcinającą i ciągu konturów

Dwuparametrowa ocena zdolności skrawnych ściernic supertwardych

WYTYCZNE DO OPRACOWANIA SYSTEMU CAM DLA SZLIFOWANIA GUIDELINES FOR CREATION CAM SOFTWARE FOR GRINDING

IDENTYFIKACJA OBCIĄŻEŃ NARZĘDZIA PODCZAS FAZOWANIA STOPU LOTNICZEGO AMS6265. Streszczenie

WIELOOSTRZOWE UZĘBIENIE O ZMIENNEJ GEOMETRII SZLIFOWANE W 5 PŁASZCZYZNACH NA PARĘ ZĘBÓW Z MONOLITU SPECJALNEJ STALI SZYBKOTNĄCEJ

INNOWACYJNE ŚCIERNICE HYBRYDOWE Z OBROTOWYMI SEGNEMTAMI ŚCIERNYMI DO SZLIFOWANIA OTWORÓW I POWIERZCHNI PŁASKICH

OBLICZANIE NADDATKÓW NA OBRÓBKĘ SKRAWANIEM na podstawie; J.Tymowski Technologia budowy maszyn. mgr inż. Marta Bogdan-Chudy

DIGITALIZACJA GEOMETRII WKŁADEK OSTRZOWYCH NA POTRZEBY SYMULACJI MES PROCESU OBRÓBKI SKRAWANIEM

WIERTŁA TREPANACYJNE POWLEKANE

Przedmiotowy system oceniania - kwalifikacja M19. Podstawy konstrukcji maszyn. Przedmiot: Technologia naprawy elementów maszyn narzędzi i urządzeń

ANALIZA MOŻLIWOŚCI ODŚRODKOWEGO CHŁODZENIA METODĄ MQL W PROCESIE SZLIFOWANIA OTWORÓW

Technologia szlifowania miniaturowych części na profilowej szlifierce optycznej

BADANIA TOCZENIA SPIEKANYCH PROSZKOWO MATERIAŁÓW Z ZASTOSOWANIEM OPROGRAMOWANIA PRODUCTION MODULE

30 MECHANIK NR 3/2015

4. WPŁYW RODZAJU I PARAMETRÓW OBRÓBKI NA MIKROGEOMETRIĘ POWIERZCHNI. 4.1 Cel ćwiczenia. 4.2 Wprowadzenie

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

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

BADANIE ENERGOCHŁONNOŚCI TOCZENIA I NAGNIATANIA STALI UTWARDZONEJ. Streszczenie

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

Podstawy technik wytwarzania PTWII - projektowanie. Ćwiczenie 4. Instrukcja laboratoryjna

WYNIKI REALIZOWANYCH PROJEKTÓW BADAWCZYCH

Ocena struktury geometrycznej powierzchni stopu magnezu po elektroerozyjnym wycinaniu elektrodą drutową (WEDM) i elektroerozyjnym szlifowaniu (AEDG)

BADANIA SIŁ SKRAWANIA W TROCHOIDALNYM FREZOWANIU STALI 42CrMo4. Streszczenie

WPŁYW MODYFIKACJI ŚCIERNICY NA STAN NAPRĘŹEŃ WŁASNYCH W PROCESIE SZLIFOWANIA POWIERZCHNI WALCOWYCH WEWNĘTRZNYCH

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

RECENZJA rozprawy doktorskiej. mgr inż. Michała Wojtewicza

INSTYTUT TECHNOLOGII MECHANICZNYCH

Inżynieria Maszyn, 2018, R. 23, z. 1, 36 43, ISSN X EKSPERYMENTALNA METODA OKREŚLANIA MOMENTU OPORU RUCHU ŁOŻYSK SKOŚNYCH 1.

Wygładzanie powierzchni tłoczników blach za pomocą innowacyjnej wielonarzędziowej głowicy z niezależnym napędem pneumatycznym

Transkrypt:

138 MECHANIK NR 9/2014 Monitorowanie sił skrawania powierzchni płaskich w procesie szlifowania stopu tytanu TIGR5 Monitoring of the cutting forces in flat surface grinding process of Titanium Alloy TIGR5 Anna Grdulska Radosław Rosik* W artykule przedstawiono fragment badań dotyczących wpływu zmiennych parametrów: v s i v w na przebieg sił skrawania oraz parametry chropowatości powierzchni Ra i Rz przedmiotu wykonanego ze stopu tytanu TIGR5. Wprowadzenie metod kontrolno-pomiarowych umożliwia monitorowanie wybranych wielkości fizycznych, których skala jednoznacznie określiła przebieg procesu produkcyjnego. Na podstawie analizy wartości składowych sił występujących w procesie szlifowania oraz parametrów chropowatości powierzchni można określić stan warstwy wierzchniej (WW), a tym samym dobrać tak parametry obróbki, by powierzchnia elementów szlifowanych spełniała wymagania eksploatacyjne. SŁOWA KLUCZOWE: Szlifowanie, siły szlifowania, chropowatość powierzchni, materiał ścierny, stopy tytanu The paper presents the part of studies on the effects of variable parameters: v s and v w, on the course of forces and surface roughness parameters Ra and Rz of workpiece made of titanium alloy TIGR5. Introducing methods of measurement and control, enable to monitor selected physical quantities, which range unequivocally specify the course of the process. On the basis of the measurements of the grinding forces components and surface roughness parameters may be determined the state of surface layer, and thereby select such processing parameters that the surface of grinded elements fulfilled operational requirements. KEYWORDS: Grinding, grinding forces, surface roughness, abrasive tool, titanium alloys * dr inż. Radosław Rosik (radek.rosik@p.lodz.pl), Instytut Obrabiarek i Technologii Budowy Maszyn, Politechnika Łódzka. mgr inż. Anna Grdulska (anna.grdulska@p.lodz.pl), Instytut Obrabiarek i Technologii Budowy Maszyn, Politechnika Łódzka. Obróbka ścierna jest najczęściej stosowaną metodą obróbki wykończeniowej, podczas której kształtowane są parametry takie jak dokładność wymiarowo-kształtowa oraz stan warstwy wierzchniej przedmiotu. Jakość elementów jest ściśle związana z ich późniejszymi właściwościami eksploatacyjnymi, dlatego też istotnym jest kontrolowanie przebiegu procesu obróbki ściernej, by produkowane elementy spełniały wymogi konstrukcyjne oraz wytrzymałościowe. Z drugiej strony należy zwrócić uwagę na aspekt ekonomiczny produkcji. Produkowanie braków wiąże się z większymi kosztami, dlatego ważna jest minimalizacja ubytków produkcyjnych, uzyskiwanie odpowiednich parametrów jakościowych wytwarzanych wyrobów, by nie generować niepotrzebnych kosztów. W tym celu należy wprowadzić do procesu szlifowania metody kontrolno-pomiarowe, umożliwiające monitorowanie wybranych wielkości fizycznych, pozwalających jednoznacznie określić przebieg procesu produkcyjnego. Na podstawie pomiaru składowych sił w procesie szlifowania oraz parametrów chropowatości powierzchni można określić stan WW, a tym samym dobrać tak parametry obróbki, by powierzchnia elementów szlifowanych spełniała wymagania eksploatacyjne. W wyniku obserwacji przebiegu składowej stycznej F t i normalnej F n siły szlifowania można określić rzeczywistą wartość naddatku oraz jego rozkład na powierzchni obrabianej. Analizując zmiany składowych sił skrawania można także ocenić, czy w wyniku obróbki nastąpiło nadmierne nagrzanie próbki bądź ugięcie obrabianego przedmiotu. Na wielkość składowych sił wpływają właściwości skrawne ściernicy - nadmierne zalepianie się ściernicy wiórami materiału obrabianego powoduje wzrost sił skrawania, oraz pogarsza jakość powierzchni obrabianej [1]. Wartości parametrów chropowatości także obrazują, czy poprawnie dobrano warunki obróbki wybranego przedmiotu, czy podczas procesu szlifowania nastąpiło odkształcenie próbki, a także czy chropowatość powierzchni jest jednakowa na całej powierzchni obrabianej. Jeśli tak nie jest, można spróbować odpowiedzieć na pytanie, co jest tego przyczyną? W nowoczesnych metodach obróbki ściernej [7,8] oraz metodach podawania płynów

MECHANIK NR 9/2014 139 chłodząco smarujących bardzo ważna jest kontrola przebiegu wartości składowych sił szlifowania [2,4,5,6]. W niniejszym artykule przedstawiono fragment badań doświadczalnych dotyczących wpływu zmiennych parametrów: prędkości obwodowej ściernicy v s oraz prędkości posuwu przedmiotu v w na wielkość składowej siły stycznej F t oraz normalnej F n i parametry chropowatości powierzchni Ra i Rz przedmiotu wykonanego z materiału trudnoobrabialnego, stosowanego w przemyśle lotniczym, mianowicie stopu tytanu TIGR5. Dokonano analizy przebiegu składowych sił w procesie szlifowania oraz rozkładu parametrów chropowatości na powierzchni obrabianego przedmiotu. Wyniki wartości sił W wyniku przeprowadzonych badań doświadczalnych sprawdzano, jak prędkość szlifowania v s oraz prędkość posuwu przedmiotu v w wpływają na wartości składowych sił skrawania: stycznej F t i normalnej F n. Na rys.2 przedstawiono zarejestrowane przebiegi składowych siły uzyskane podczas szlifowania przedmiotów za pomocą ściernicy 3XGP z udziałem płynu chłodząco-smarującego Estramet, podawanego metodą zalewową. Warunki badań Warunki szlifowania Przeprowadzone prace badawcze miały na celu określenie wpływu prędkości i posuwu na wybrane parametry opisujące stan warstwy wierzchniej (parametry chropowatości powierzchni Ra, Rz oraz wartości sił F n i F t) podczas szlifowania płaskich próbek wykonanych ze stopu tytanu TIGR5. Badania realizowano na stanowisku badawczym (Rys.1) wyposażonym w szlifierkę do płaszczyzn Jotes typu SPD- 30, w której we wrzecionie zamontowano dwa rodzaje narzędzi ściernych 5TGP oraz 3XGP. Rys. 1. Stanowisko badawcze. Zakres badań obejmował próby współbieżnego szlifowania płaskich próbek o wymiarach 100x10x10 mm z wykorzystaniem ww. ściernic. Proces szlifowania realizowano dla trzech różnych prędkości ściernicy: v s = 17 m/s, v s = 24 m/s i v s = 29 m/s oraz trzech różnych prędkości posuwu przedmiotu v w = 0,1 m/s, v w = 0,2 m/s oraz v w = 0,3 m/s. Podczas procesu szlifowania zmieniały się także warunki chłodzącosmarujące: szlifowanie na sucho oraz z wykorzystaniem chłodziwa ESTRAMET firmy Eni Grip, podawanego w strefę skrawania metodą zalewową. Do pomiaru składowych sił posłużono się siłomierzem piezoelektrycznym firmy Kistler, w którym pomiar sił następuje w oparciu o zjawisko piezoelektryczne. Rejestracja wyników odbywała się z częstotliwością próbkowania 1000 Hz. Na siłomierzu zainstalowano uchwyt do mocowania płaskich próbek. Całość umieszczono na stole obrabiarki. Do pomiaru parametrów chropowatości Ra i Rz wykorzystano przenośny profilografometr firmy Hommel model T500 (2D). Dane pomiarowe z urządzenia przesyłano za pomocą przewodu i złącza RS232 do komputera, gdzie przeprowadzono dalszą analizę uzyskanych wyników pomiarów. Wyniki badań Rys. 2. Przebiegi wartości siły normalnej F n oraz stycznej F t w zależności od prędkości szlifowania i prędkości posuwu przedmiotu dla ściernicy 3XGP. Analizując przebiegi sił na rys. 2 można zaobserwować, że zarówno prędkość skrawania v s, jak i prędkość posuwu przedmiotu v w nieznacznie wpływają na przebiegi składowych sił w procesie szlifowania. Podczas szlifowania stopu tytanu TIGR5 z prędkością v s = 17 m/s, czy v s = 24 m/s zarejestrowano podobne przebiegi składowych sił. W każdym przypadku następuje nierównomierne usuwanie naddatku na długości szlifowanej próbki, wartości składowych sił są mało powtarzalne, a linia trendu odbiega od linii prostej. Podobnie wpływa prędkość posuwu przedmiotu na przebieg składowej siły stycznej F t i normalnej F n. Powyższe obserwacje wskazują, że ściernica 3XGP jest narzędziem, którego nie należy używać do obróbki materiałów trudno-

140 MECHANIK NR 9/2014 skrawalnych, jakimi są stopy tytanu. W trakcie procesu szlifowania generowane są wysokie temperatury w strefie styku: przedmiot obrabiany-ściernica, duży strumień energii wnika w głąb warstwy wierzchniej przez co następują zmiany strukturalne i odkształcenia materiału niezależnie od przyjętych parametrów obróbki [9]. Nawet podawanie płynu chłodząco-smarującego metodą zalewową nie powstrzymywało tych niepożądanych zjawisk. Analizując przebiegi sił na rys. 4 można zaobserwować, że zarówno prędkość skrawania v s, jak i prędkość posuwu przedmiotu v w znacząco wpływa na przebiegi składowych sił szlifowania F n i F t. Podczas szlifowania stopu tytanu TIGR5 z prędkością v s = 17 m/s i prędkością posuwu v w = 0,1 m/s zarejestrowano wzrost wartości składowych sił w czasie. Obserwując stan warstwy wierzchniej próbki poddanej procesowi szlifowania z ww. parametrami (rys. 3) można jednoznacznie stwierdzić, że bardzo duża ilość ciepła wniknęła w głąb obrabianego przedmiotu. W miejscu gdzie wartości składowych sił rosły nastąpiły zmiany strukturalne materiału, powstały przypalenia warstwy wierzchniej na większej części próbki, co świadczy o niepoprawnym doborze parametrów wejściowych procesu. Rys. 3. Obraz przypaleń powstałych w wyniku procesu szlifowania dla parametrów: v s = 17 m/s, v w = 0,1 m/s. Podczas szlifowania stopu tytanu TIGR5 z prędkością v s = 17 m/s i prędkością posuwu v w = 0,2 m/s zarejestrowano najmniejsze wartości składowej siły normalnej. Wartości zarejestrowanego sygnału dla każdej próby są powtarzalne, a średnia linia trendu nie posiadana znacznych odchyleń od linii prostej. Wraz ze wzrostem prędkości skrawania wzrastały wartości składowych sił szlifowania, co świadczy o wydzielaniu się dużej ilości ciepła podczas obróbki, co niekorzystnie wpływa na stan warstwy wierzchniej, powodując zmiany strukturalne, naprężenia, a także przypalenia materiału obrabianego. Podczas prób szlifowania przedstawionych na rys.3 dla prędkości skrawania 24 m/s i 29 m/s zaobserwowano nierównomierne zbieranie naddatku w obszarze szlifowanej długości. O ilości i niedokładności zebranego materiału świadczą przebiegi składowych sił szlifowania. Zarejestrowane wartości sił są mało powtarzalne, linia trendu odbiega od linii prostej. Rys. 4. Przebiegi wartości siły normalnej F n oraz stycznej F t w zależności od prędkości szlifowania i prędkości posuwu przedmiotu dla ściernicy 5TGP.

MECHANIK NR 9/2014 141 Podczas badań eksperymentalnych dokonano ponadto porównania przebiegu składowych sił F n i F t w zależności od metody chłodzenia przedmiotu. Do porównania przyjęto warunki obróbki, które w przypadku procesu szlifowania z chłodziwem podawanym metodą zalewową okazały się najkorzystniejsze. Na rys. 5 i 6 przedstawiono wykresy składowych sił szlifowania bez użycia płynu chłodzącosmarującego oraz chłodziwem podawanym metodą zalewową, stosując ciecz chłodząco-smarującą Estramet. Na postawie zaprezentowanych wyników można jednoznacznie stwierdzić, że podczas szlifowania na sucho zarejestrowano najwyższe wartości składowych sił skrawania. Podczas obróbki bardzo duża ilość ciepła wniknęła w materiał obrabiany powodując jego odkształcenia, a także zmiany strukturalne w materiale obrabianym. Zaobserwowano ponadto nierównomierne zbieranie naddatku na długości szlifowanej próbki. O ilości i niedokładności zebranego materiału świadczą przebiegi składowych sił procesu szlifowania. Za każdym razem rejestrowane przebiegi składowych sił są mało powtarzalne, linia trendu odbiega od linii prostej. Rz 4,15 3,42 3,52 3,43 Ra 0,55 0,51 0,67 0,6 Rz 3,63 3,54 3,77 4,12 Ra 0,5 0,56 0,68 0,73 Rz 3,15 3,73 3,94 4,4 Ra 0,86 0,74 0,96 1,31 Rz 5,66 4,86 5,7 6,56 3XGP 17 m/s 0,3 m/s 24 m/s 0,2 m/s 24 m/s 0,3 m/s v s v w Ra 0,53 0,53 0,84 0,85 Rz 3,8 3,88 4,84 5,37 17 m/s 0,2 m/s Ra 0,89 0,93 0,86 0,81 Rz 4,91 5,17 5,5 5,09 17 m/s 0,3 m/s Rys. 5. Przebiegi wartości składowej siły normalnej F n oraz stycznej F t podczas szlifowania na sucho ściernicą 3XGP. Ra 0,83 1,07 1,28 1,43 Rz 5,13 6,52 7,74 8,32 Ra 0,66 0,61 0,99 0,92 Rz 4,08 4,1 5,77 6,03 24 m/s 0,2 m/s 24 m/s 0,3 m/s Rys. 6. Przebiegi wartości siły normalnej F n oraz stycznej F t podczas szlifowania ściernicą 3XGP z wykorzystaniem płynu chłodząco-smarującego Estramet. Chropowatość Ra i Rz W dalszej części badań doświadczalnych analizowano, jak zmieniają się parametry chropowatości powierzchni Ra i Rz w zależności od prędkości szlifowania oraz posuwu przedmiotu obrabianego dla dwóch różnych materiałów ściernych 5TGP oraz 3XGP. Wyniki badań przedstawiono w tab.1. Tab. 1. Wyniki pomiarów chropowatości Ra i Rz w zależności od prędkości skrawania i posuwu przedmiotu dla dwóch materiałów ściernych 5TGP i 3XGP 5TGP Ra 0,56 0,53 0,54 0,5 17 m/s 0,2 m/s v s v w Na podstawie przeprowadzonych badań dla ściernicy 5TGP wraz ze wzrostem prędkości skrawania v s, jak również wraz ze wzrostem prędkości posuwu przedmiotu v w, zaobserwowano zwiększenie wartości parametrów chropowatości Ra i Rz. Najkorzystniejsze wartości parametrów chropowatości zarejestrowano podczas prób szlifowania z prędkością v s = 17 m/s oraz prędkością posuwu przedmiotu v w = 0,2 m/s. Wartości parametrów chropowatości Ra oraz Rz otrzymano na jednym poziomie. Jest to potwierdzenie, że proces szlifowania na całej długości próbki był równomierny. Analizując dane dotyczące wartości parametrów chropowatości Ra i Rz podczas szlifowania z wykorzystaniem ściernicy 3XGP zanotowano wyższe wartości ww. parametrów w porównaniu do danych dotyczących ściernicy 5TGP. Najgorszą chropowatość powierzchni uzyskano w wyniku szlifowania z prędkością v s = 24 m/s i prędkością posuwu przedmiotu v w = 0,3 m/s. Mierzone parametry chropowatości są potwierdzeniem korzystnych warunków podczas szlifowania stopu tytanu TIGR5, co przedstawiają zarejestrowane przebiegi składowych sił. W kolejnym etapie badań doświadczalnych dokonano porównania wartości parametrów chropowatości Ra i Rz w zależności od zastosowanego płynu chłodzącosmarującego. Dla najkorzystniejszych nastawczych parametrów szlifowania (v s = 17 m/s, v w = 0,2 m/s, a p = 10 µm) sprawdzono jak zmienia się chropowatość powierzchni przy szlifowaniu bez udziału płynu chłodząco-smarującego, czyli obróbka na sucho oraz z zastosowaniem cieczy syntetycznej Estramet, podawanej w strefę obróbki metodą zalewo-

142 MECHANIK NR 9/2014 wą. Wyniki wartości chropowatości parametru Ra i Rz przedstawiono w tab.2. Tab. 2. Wyniki pomiarów chropowatości Ra i Rz w zależności od zastosowanej cieczy chłodząco-smarującej PRĘDKOŚĆ ŚCIERNICY PRĘDKOŚĆ POSU- WU PRZEDMIOTU GŁĘBOKOŚĆ SZLI- FOWANIA 17 m/s 0,2 m/s 10 µm 3XGP CHŁO- DZIWO Ra 0,53 0,53 0,53 0,5 ESTRA- MET Rz 3,8 3,88 3,5 3,37 Ra 0,51 0,76 0,84 1,29 Rz 4,36 5,55 5,26 7,66 SUCHO Na podstawie przeprowadzonych badań zaobserwowano, że podczas szlifowania z chłodziwem podawanym metodą zalewową parametry chropowatości powierzchni Ra i Rz były powtarzalne. Jest to potwierdzenie, że proces szlifowania na całej długości próbki był równomierny. Natomiast podczas szlifowania na sucho wraz z nagrzewaniem się próbki w wyniku procesu nastąpił wzrost wartości składowych sił, a tym samym zwiększyły się parametry chropowatości Ra i Rz. Mają tam miejsce znaczne odkształcenia cieplne próbki, co przełożyło się na duże rozbieżności w wynikach pomiaru chropowatości. prawidłowo wykonano proces kształtowania CPS [3]. Za pomocą monitorowania przebiegu sił podczas obróbki można pośrednio przewidywać jak zmienia się temperatura w czasie procesu szlifowania. Taki sposób kontroli bardzo dobrze sprawdza się w przemyśle, ponieważ nie wymaga budowania kosztownych stanowisk pomiarowych. LITERATURA 1. Grdulska A., Rosik R., "Wpływ materiału ściernego na stan warstwy wierzchniej podczas szlifowania stopów tytanu". Mechanik 8-9, 2013. 2. Rosik R., Korzeniewski H., "Wybór medium obróbkowego dla MQL, a efekty szlifowania stopu tytanu Ti6Al4V". Stal nr 5-6 2014, s. 24-26. 3. Rosik R., Świerczyński K., "Wpływ metody MQL na parametry kształtowania czynnej powierzchni ściernicy i chropowatość warstwy wierzchniej przedmiotu obrabianego". Inżynieria Maszyn, Rok 16, zeszyt 1-2, 2011, 175-185. 4. Sadeghi M. M., Hadad M.J., Tawakoli T., Vesali A., Emami M., "Aninvestigation on surface grinding of AISI 4140 hardened steelusing minimum quantity lubrication MQL technique". International Journal of Material Forming, 3 2010, s. 241-251. 5. Świerczyński J., "Budowa systemu do jednoczesnego podawania kilku mediów chłodząco-smarujących w strefę szlifowania". Mechanik 8-9, 2013. 6. Świerczyński J., "Hybrydowa metoda wykorzystywana do chłodzenia strefy skrawania w procesie szlifowania". Mechanik 8-9 2012, str.135-140. 7. Święcik R., "Experimental investigation of abrasive electrodischarge grinding of Ti6Al4V titanium alloy". Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, 2009, 37/2, s.706-711. 8. Wójcik R., "The grinding of Titanium Alloys". Archives of Mechanical Technology and Automation, Vol.33 no.4, 2013. 9. Wójcik R., "Wpływ strumienia energii szlifowania na wybrane właściwości warstwy wierzchniej". Zeszyty Naukowe Politechnika Łódzka 2006. Podsumowanie W artykule przedstawiono przebiegi składowych sił w procesie szlifowania Fn i Ft oraz wartości parametrów chropowatości w zależności od prędkości skrawania vs oraz prędkości posuwu przedmiotu vw, jak również metody chłodzenia strefy szlifowania (sucho, metoda zalewowa). Przy nastawnej prędkości skrawania vs = 17 m/s zanotowano najniższe wartości składowej normalnej siły oraz jednorodność przebiegu, co świadczy o równej rzeczywistej głębokości szlifowania. Przy wyższych prędkościach skrawania przebiegi składowych sił Fn oraz Ft nie utrzymały się na jednych poziomie. Jest to potwierdzenie, że proces szlifowania na całej długości próbki był nierównomierny. Podczas szlifowania z większymi wartościami parametru vs w warstwie wierzchniej powstawały przypalenia, większe naprężenia własne materiału, które dyskwalifikują dany element w eksploatacji, generując tym samym niepotrzebne koszty produkcji. Zdecydowanie lepsza okazała się ściernica nowej generacji 5TGP (wykonana w połowie z submikrostalicznego korundu spiekanego TG, oraz w połowie z elektrokorundu chromowego CrA), przy użyciu której rejestrowano zarówno niższe wartości składowych sił Fn i Ft, jak również wartości parametrów chropowatości Ra i Rz. Monitorowanie przebiegu sił skrawania jest zabiegiem bardzo istotnym z punktu widzenia kontroli stanu warstwy wierzchniej przedmiotów obrabianych. Na jego podstawie można określić, czy na całej długości próbki nastąpiło równomierne zdejmowanie naddatku szlifierskiego, czy duża ilość ciepła wniknęła w WW przedmiotu, jak również, czy w wyniku procesu szlifowania nastąpiło odkształcenie próbki. Dzięki rejestracji składowych sił można kontrolować, czy