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

Podobne dokumenty
Badania procesu czyszczenia ściernicy w procesie szlifowania CFG stopu Inconel 718

Projektowanie i analiza MES kształtowych dysz chłodziwa do szlifowania zamka łopatki silnika lotniczego, wykonywanych techniką przyrostową

ZUŻYCIE ŚCIERNICY W SZLIFOWANIU CFG

Projekt i analiza MES dysz kształtowych chłodziwa do szlifowania zamka łopatki silnika lotniczego

STANOWISKO BADAWCZE DO SZLIFOWANIA POWIERZCHNI WALCOWYCH ZEWNĘTRZNYCH, KONWENCJONALNIE I INNOWACYJNIE

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

WPŁYW MODYFIKACJI ŚCIERNICY NA JAKOŚĆ POWIERZCHNI WALCOWYCH WEWNĘTRZNYCH

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

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

HYBRYDOWA METODA WYKORZYSTYWANA DO CHŁODZENIA STREFY SKRAWANIA W PROCESIE SZLIFOWANIA

Wpływ warunków obróbki stopu Nickel 201 na efekty procesu szlifowania

Monitorowanie sił skrawania powierzchni płaskich w procesie szlifowania stopu tytanu TIGR5

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

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

ZASTOSOWANIE CO2 JAKO CHŁODZIWA W PROCESIE TOCZENIA

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

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

SZLIFOWANIE WZDŁUŻNO-KSZTAŁTOWE WAŁKÓW ŚCIERNICĄ PROFILOWĄ TYPU 1F1

WPŁYW MATERIAŁU ŚCIERNEGO NA STAN WARSTWY WIERZCHNIEJ PODCZAS SZLIFOWANIA STOPÓW TYTANU

PODSTAWY PRZECINANIA WYSOKOCIŚNIENIOWĄ STRUGĄ WODNO-ŚCIERNĄ

ANALIZA ODKSZTAŁCENIA CIENKIEJ ŚCIANKI W SYSTEMIE NX W OBRÓBCE HPC ANALYSIS OF DEFORMATION OF THIN-WALL IN NX IN HPC MACHINING

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

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

NOWE MEDIA I SPOSOBY ICH DOPROWADZANIA DO STREFY SZLIFOWANIA

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

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

RAPORT Etap 1. Poznanie mechanizmów trybologicznych procesu HPC

Tematy prac dyplomowych inżynierskich kierunek MiBM

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

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH Nr ćwiczenia : 7

WPŁYW PARAMETRÓW OBCIĄGANIA ROLKĄ KSZTAŁTOWĄ NA CHROPOWATOŚĆ SZLIFOWANEJ POWIERZCHNI ZAMKA ŁOPATKI SILNIKA LOTNICZEGO

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

Wpływ rodzaju ziarna ściernego nowej generacji na chropowatości powierzchni inconelu 718

Technologia szlifowania miniaturowych części na profilowej szlifierce optycznej

Wpływ prędkości szlifowania na topografię powierzchni po procesie szlifowania stopu tytanu

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

Wpływ parametrów pracy strugi wody na skuteczność recyklingu opony

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

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

Nowoczesne technologie materiałowe stosowane w przemyśle lotniczym r Nałęczów

ZAAWANSOWANA METODA SYMULACYJNA ZWIĘKSZENIA EFEKTYWNOŚCI OBRÓBKI STOPU NIKLU STUDIUM PRZYPADKU

Zadanie Badawcze 1 OPRACOWANIE ZAAWANSOWANYCH PROCESÓW OBRÓBKI HSM TRUDNOOBRABIALNYCH STOPÓW LOTNICZYCH. Partnerzy:

Wydajne wentylatory promieniowe Fulltech o wysokim ciśnieniu statycznym

PROJEKT SYSTEMU DOSUWU NANOMETRYCZNEGO DO PRECYZYJNEJ OBRÓBKI MATERIAŁÓW CERAMICZNYCH

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

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

KONCEPCJA INTELIGENTNEGO SYSTEMU OBRÓBKI SKŁADANYMI NARZĘDZIAMI ŚCIERNYMI

ZAAWANSOWANE TECHNIKI WYTWARZANIA W MECHATRONICE

BADANIA TOCZENIA SPIEKANYCH PROSZKOWO MATERIAŁÓW Z ZASTOSOWANIEM OPROGRAMOWANIA PRODUCTION MODULE

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

STABILNOŚĆ 5-OSIOWEGO FREZOWANIA STOPÓW ALUMINIUM

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

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

BADANIE ODDZIAŁYWAŃ SIŁOWYCH PODCZAS CIĘCIA WYSOKOCIŚNIENIOWĄ STRUGĄ WODNO-ŚCIERNĄ

Precyzyjne szlifierki do płaszczyzn

Model siły skrawania w procesie szlifowania obwodowego ceramiki inżynierskiej ze wspomaganiem ultradźwiękowym

ANALIZA MES WYTRZYMAŁOŚCI ELEMENTÓW POMPY ŁOPATKOWEJ PODWÓJNEGO DZIAŁANIA

Mgr inż. Marta DROSIŃSKA Politechnika Gdańska, Wydział Oceanotechniki i Okrętownictwa

Zawory pilotowe Danfoss

BADANIA CHŁODZENIA PROCESÓW OBRÓBKI W PRZEMYŚLE MASZYNOWYM I SAMOCHODOWYM

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

PODSTAWY SKRAWANIA MATERIAŁÓW KONSTRUKCYJNYCH

Tematy prac dyplomowych magisterskich kierunek MiBM

Dlaczego pompa powinna być "inteligentna"?

PORÓWNANIE CECH CHROPOWATOŚCI ŻELIW PO OBRÓBCE TOKARSKIEJ. Streszczenie

PROCEDURA DOBORU POMP DLA PRZEMYSŁU CUKROWNICZEGO

Narzędzia ścierne spojone

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

Eliminacja odkształceń termicznych w procesach spawalniczych metodą wstępnych odkształceń plastycznych z wykorzystaniem analizy MES

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

Wpływ kąta wyprzedzenia i promienia krzywizny na siły skrawania w pięcioosiowym frezowaniu powierzchni złożonych

WPŁYW PROCESU TARCIA NA ZMIANĘ MIKROTWARDOŚCI WARSTWY WIERZCHNIEJ MATERIAŁÓW POLIMEROWYCH

DIGITALIZACJA GEOMETRII WKŁADEK OSTRZOWYCH NA POTRZEBY SYMULACJI MES PROCESU OBRÓBKI SKRAWANIEM

ANALIZA MOŻLIWOŚCI ODŚRODKOWEGO CHŁODZENIA METODĄ MQL W PROCESIE SZLIFOWANIA OTWORÓW

PORÓWNANIE PRACY POJEDYNCZEGO ZIARNA ŚCIERNEGO I GRUPY ZIAREN W ŚCIERNICACH SUPERTWARDYCH ZE SPOIWEM ŻYWICZNYM

PL B1. Sposób oznaczania stężenia koncentratu syntetycznego w świeżych emulsjach chłodząco-smarujących

DETEKCJA FAL UDERZENIOWYCH W UKŁADACH ŁOPATKOWYCH CZĘŚCI NISKOPRĘŻNYCH TURBIN PAROWYCH

Obliczenia osiągów dyszy aerospike przy użyciu pakietu FLUENT Michał Folusiaak

QM - MAX. Wysokowydajne frezy do obróbki kopiowej i kształtowej DIJET INDUSTRIAL CO., LTD

ZAAWANSOWANE TECHNIKI WYTWARZANIA W MECHATRONICE

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

ODPORNOŚĆ STALIWA NA ZUŻYCIE EROZYJNE CZĘŚĆ II. ANALIZA WYNIKÓW BADAŃ

Nowość! Kapturki i opaski ścierne POLICAP. Najwyższa wydajność przy obróbce każdego materiału. SiC-COOL oraz CO-COOL. Innowacje

T E C H N I K I L AS E R OWE W I N Ż Y N I E R I I W Y T W AR Z AN IA

Chłodnica pary zasilającej

OPIS OFEROWANEGO PRZEDMIOTU ZAMÓWIENIA CZĘŚĆ A 1. FREZARKA KONWENCJONALNA

BADANIA SIŁ SKRAWANIA W TROCHOIDALNYM FREZOWANIU STALI 42CrMo4. Streszczenie

Precyzyjne szlifierki do wałków

Obróbka Skrawaniem -

PRZECIWZUŻYCIOWE POWŁOKI CERAMICZNO-METALOWE NANOSZONE NA ELEMENT SILNIKÓW SPALINOWYCH

Dwuparametrowa ocena zdolności skrawnych ściernic supertwardych

PL B1. KABUSHIKI KAISHA TOSHIBA, Tokyo, JP , JP, ONO YASUNORI, Tokyo, JP BUP 05/

Cztery specjalne wykonania do różnych zastosowań: polerowania, odgratowywania, zagładzania spawów oraz czyszczenia

silniku parowym turbinie parowej dwuetapowa

WPŁYW GŁÓWNYCH PARAMETRÓW OBRÓBKI WYSOKOCIŚNIENIOWĄ STRUGĄ WODNO-ŚCIERNĄ NA JAKOŚĆ POWIERZCHNI PRZECIĘCIA

OKW1 OKW. Seria. Seria CHŁODNICE WODNE

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

WYBÓR PUNKTÓW POMIAROWYCH

Konsekwencje termodynamiczne podsuszania paliwa w siłowni cieplnej.

MODELOWANIE I WERYFIKACJA DOŚWIADCZALNA TEMPERATURY W PROCESIE SZLIFOWANIA AEDG STOPU TYTANU

Transkrypt:

382 MECHANIK NR 8-9/2015 Wpływ ciśnienia i kąta podawania strugi chłodziwa na proces szlifowania CFG stopu Inconel 718 The influence of pressure and the angle of coolant jet on CFG grinding of Inconel alloy ŁUKASZ ŻYŁKA ROBERT BABIARZ MARCIN PŁODZIEŃ RAFAŁ STASIŁO ŁUKASZ GÓRECKI * DOI: 10.17814/mechanik.2015.8-9.404 Istotną rolę w procesie szlifowania CFG stopu Inconel odgrywają warunki chłodzenia (konstrukcja dyszy oraz warunki wypływu cieczy z dyszy). Ważnym czynnikiem mającym wpływ na wynik procesu szlifowania jest ciśnienie chłodziwa i kąt pod jakim struga chłodziwa dostarczana jest do strefy szlifowana. Przeprowadzono badania doświadczalne szlifowania stopu Inconel 718 różnymi parametrami wypływu chłodziwa z dyszy i kątami ustawienia. Określono wpływ warunków chłodzenia na przebieg sił szlifowania i jakość szlifowanej powierzchni. SŁOWA KLUCZOWE: szlifowanie, stop Inconel, ciecze chłodząco-smarujące, ciśnienie chłodziwa An important role in the CFG grinding process of Inconel alloys perform cooling conditions (nozzle design and flow conditions of the coolant from the nozzle). An important aspect which affects the result of the grinding process are coolant pressure and an angle of coolant stream at which coolant id delivered into the grinding zone. Experimental studies od grinding of Inconel 718 alloy were conducted with different parameters of outflow of coolant from the nozzle and at different angles of coolant jet. The effect of cooling conditions on grinding forces and the quality of ground surface was defined. KEYWORDS: grinding, Inconel alloy, grinding fluids, coolant pressure. * dr inż. Łukasz Żyłka (zylka@prz.edu.pl), dr inż. Robert Babiarz (robertb@prz.edu.pl), mgr inż. Marcin Płodzień (plodzien@prz.edu.pl), inż. Rafał Stasiło (r.stasilo@gmail.com), inż. Łukasz Górecki (lumaclukasz@gmail.com) W ostatnich latach obserwuje się znaczący rozwój w zakresie stosowania nowych materiałów konstrukcyjnych, głownie na konstrukcje lotnicze, do których należą m.in. elementy konstrukcyjne skrzydeł i kadłuba samolotu, elementy zawieszenia oraz komponenty silników lotniczych. W przypadku tych ostatnich, zaznaczyć trzeba że pracują one w bardzo trudnych warunkach eksploatacyjnych, np. w bardzo wysokich temperaturach. Podzespołami silników narażonymi na duże obciążenia mechaniczne i termiczne są łopatki wirnika. Materiałem bardzo często stosowanym na konstrukcje łopatek silników lotniczych są stopy na osnowie niklu, do których zalicza się stop Inconel 718. Skład chemiczny tego stopu jak i właściwości fizyczne i mechaniczne wpływają negatywnie na jego skrawalność i szlifowalność [6, 10]. Bardzo często toczenie, frezowanie bądź przeciąganie stopu Inconel jest zbyt kosztowne i czasochłonne, dlatego też techniki te zastępowane są zazwyczaj szlifowaniem [10, 17]. Z uwagi na bardzo złą szlifowalność stopu Inconel 718 najczęściej stosowaną odmianą jego szlifowania jest szlifowanie głębokie z posuwem pełzającym zwane CFG (Creep Feed Grinding) [12]. Proces ten charakteryzuje się dużymi wartościami głębokości szlifowania a e, które osiągają wartości rzędu kilku mm [17, 18] i wolnym posuwem v w o prędkości ok. 1 mm/s. Pomimo szlifowania z niewielkim posuwem proces ten pozwala uzyskiwać wysoką produktywność. Pomimo wielu wymienionych zalet proces CFG posiada szereg wad. Duże wartości głębokości szlifowania powodują wzrost składowych siły szlifowania, mocy szlifowania jak również ciepła generowanego w strefie szlifowania [10, 16, 19]. Powoduje to zwiększone ryzyko powstawania przypaleń szlifierskich i utraty stabilności procesu szlifowania. Ryzyko to może być redukowane poprzez stosowanie odpowiednich warunków chłodzenia strefy szlifowania, czyli odpowiednio

MECHANIK NR 8-9/2015 383 dużych prędkości i wydatków strumienia chłodziwa oraz właściwego ustawienia tego strumienia względem ściernicy i przedmiotu obrabianego [2, 8, 11]. Od wielu lat prowadzone są badania doświadczalne z zakresu wysokociśnieniowego chłodzenia procesu szlifowania, w zakresie konstrukcji dysz chłodziwa oraz warunków jego doprowadzenia do strefy szlifowania [1, 4, 5, 7, 14, 15]. Nadal jednak brak jest kompleksowych badań dotyczących wysokociśnieniowego chłodzenia procesu szlifowania CFG stopów Inconel. Chłodziwo w szlifowaniu CFG Zastosowanie chłodziwa odgrywa bardzo ważną, jeżeli nie kluczową rolę w szlifowaniu, zwłaszcza stopów na osnowie niklu. Wynika to głównie z tego, że szlifowanie wymaga dużej ilości energii do usunięcia określonej ilości materiału. Ponieważ prawie cała energia dostarczona do procesu szlifowania jest zamieniana w energię cieplną generowaną w strefie szlifowania, musi ona zostać natychmiastowo odebrana przez chłodziwo aby zapobiec termicznemu uszkodzeniu szlifowanej powierzchni. Powoduje to, że zwłaszcza w szlifowaniu CFG występuje większe zapotrzebowanie na płyn chłodząco-smarujący [10, 17]. Ponadto istotny jest sposób w jaki chłodziwo zostanie dostarczone do strefy szlifowania, z jakim wydatkiem i prędkością, jak ukształtowany będzie strumień chłodziwa i pod jakim kątem będzie doprowadzony w miejsce styku ściernicy z przedmiotem obrabianym, gdyż ma to wpływ na przebieg jak i wynik szlifowania CFG [2]. Podczas szlifowania ściernica obraca się ze znaczną prędkością, w związku z czym w pobliżu jej powierzchni czołowej wytwarza się cienka warstwa poduszki powietrznej, co powoduje dodatkowe trudności w dostarczaniu chłodziwa do porów ściernicy, a następnie transportowaniu go do strefy obróbki. Tylko ta część chłodziwa może chłodzić i smarować strefę szlifowania, która zostanie przetransportowana przez ściernicę do strefy jej styku z materiałem obrabianym (rys. 1). W szlifowaniu CFG stopów lotniczych stosuje się ściernice o strukturze otwartej, co zapewnia transportowanie odpowiedniej ilości chłodziwa do strefy szlifowania. Rys. 1. Chłodziwo w strefie szlifowania [17] Odpowiednia prędkość i kąt podawania strugi chłodziwa umożliwiają pokonanie poduszki powietrznej otaczającej ściernicę i efektywne chłodzenie i smarowanie. Niewłaściwe ustawienie kąta podawania chłodziwa oraz prędkości jego wypływu z dyszy mogą prowadzić do rozproszenia strugi chłodziwa przed strefą szlifowania lub odbijania części chłodziwa od ściernicy bądź szlifowanej powierzchni. W rezultacie do strefy szlifowania dostaje się mniejsza ilość cieczy obróbkowej powodując spadek wydajności chłodzenia i smarowania, co w konsekwencji może skutkować przyspieszonym zużyciem ściernicy, wzrostem siły i mocy szlifowania a w skrajnych przypadkach powstawaniem uszkodzeń termicznych szlifowanych powierzchni [9, 13]. Stanowisko badawcze Stanowisko badawcze została zbudowane na bazie szlifierki do szlifowania płaszczyzn i profili CNC FS 640Z firmy Geibel&Hotz. Szlifowano próbki wykonane z materiału Inconel 718 o wymiarach 15x50x50 mm, które zamocowane były w piezoelektrycznym siłomierzu (rys. 2). Rys. 2. Widok przestrzeni roboczej szlifierki: 1) ściernica, 2) obudowa ściernicy, 3) dysza chłodziwa, 4) uchwyt dyszy, 5) zawór regulacyjny, 6) dysza czyszcząca, 7) uchwyt dyszy, 8) czujniki ciśnienia, 9) siłomierz, 10) próbka, 11) obciągacz, 12) imadło Przeprowadzono próby szlifowania współbieżnego CFG w stałych warunkach przedstawionych w tabeli 1. Tabela 1. Warunki badań Ściernica 37A80H14 (korund + monokorund) Chłodziwo emulsja syntetyczna AquaTec 7000 Materiał obrabiany Inconel 718 Prędkość szlifowania v s 25 m/s Dosuw szlifowania a e 1 mm Prędkość posuwu v w 50 mm/min Szerokość szlifowania b 15 mm Długość szlifowania l 50 mm W każdej próbie szlifowania dokonywano pomiaru składowych siły szlifowania F n i F t za pomocą piezoelektrycznego siłomierza 9121 firmy Kistler. Po szlifowaniu analizowano jakość powierzchni wykorzystując mikroskop optyczny 3D InfiniteFocus firmy Alicona. Pomiar chropowatości przeprowadzany był w dwóch punktach, na początku i na końcu próbki. Każda próba szlifowania poprzedzana była obciąganiem ściernicy w 5 przejściach z dosuwem obciągania a d = 0,02 mm i prędkością posuwu obciągania v d = 200 mm/min. Wpływ kąta podawania strugi chłodziwa Projektując i wykonując stanowisko badawcze opracowano przyrząd do precyzyjnego pozycjonowania dyszy chłodziwa, będący przedmiotem zgłoszenia patentowego P.409846, widoczny na rys. 3. Na rysunku przedstawiono

384 MECHANIK NR 8-9/2015 również sposób pomiaru i ustawiania kąta pochylenia dyszy chłodziwa względem szlifowanej powierzchni. Minimalna wartość kąta ϕ = 6 wynikała z ryzyka kolizji korpusu dyszy z szlifowanym przedmiotem. Zmieniano kąt ϕ w zakresie 6 9. Na rys. 4 przedstawiono przebiegi składowych siły szlifowania w trakcie jednego przejścia ściernicy. Zauważono, że dla kątów o wartości do 8 proces szlifowania przebiegał stabilnie a jakość powierzchni nie budziła zastrzeżeń. Dla większych kątów pochylenia strugi chłodziwa proces szlifowania stał się niestabilny, co skutkowało pojawieniem się przypalenia szlifierskiego w końcowym etapie szlifowania. Zjawisko można zaobserwować na wykresie przebiegu składowych siły szlifowania dla kąta 9 w postaci nagłego skoku i obniżenia siły. Zaistnienie tego zdarzenia trwale uszkodziło szlifowaną powierzchnię i jest zjawiskiem nieakceptowalnym, co przedstawia rys. 5. Rys. 5. Widok próbki z przypaleniem szlifierskim W zakresie kątów poniżej 8 proces szlifowania przebiegał bez zakłóceń a jakość powierzchni była niezależna od wartości kąta ustawienia dyszy chłodziwa (rys. 6). Wynika z tego, że głównym kryterium wyboru kąta ustawienia dyszy chłodziwa jest zapewnienie prawidłowego przebiegu procesu szlifowania, bez wad i zakłóceń. Rys. 3. Ustawianie kąta pochylenia dyszy chłodziwa Rys. 6. Zmiana parametru Sa w funkcji kąta podawania strugi chłodziwa Wpływ ciśnienia chłodziwa Kolejny etap badań polegał na określeniu wpływu ciśnienia chłodziwa, a dokładniej prędkości wypływu płynu z dyszy na przebieg procesu szlifowania CFG stopu Inconel. W tym celu wyposażono stanowisko badawcze w wysokociśnieniową pompę chłodziwa o maksymalnym ciśnieniu tłoczenia chłodziwa 12 MPa [3]. W pierwszym etapie wyznaczono charakterystykę zastosowanej dyszy chłodziwa za pomocą symulacji MES przeprowadzonych w systemie NX. Wyniki badań symulacyjnych zweryfikowano dokonując pomiaru wydatku chłodziwa dla dwóch wybranych wartości ciśnienia. Błąd badań symulacyjnych mieścił się w zakresie 5%. Charakterystykę przedstawiono na rys. 7. Rys. 4. Przebieg składowych siły szlifowania dla różnych wartości kąta pochylenia strugi chłodziwa

MECHANIK NR 8-9/2015 385 Analizując wszystkie przeprowadzone próby szlifowania stwierdzono, że proces szlifowania przebiega bez zakłóceń dla ciśnień chłodziwa większych od 1,5 MPa. Jednakże dla wyższych wartości ciśnień rzędu 3,5 5,5 MPa pojawiają się niewielkie zakłócenia szlifowania (krótkookresowe wahania wartości), które można zaobserwować na przebiegu składowych siły szlifowania. Pomimo tego zjawiska nie zaobserwowano widocznego uszkodzenia szlifowanej powierzchni. Dla ciśnienia chłodziwa 1 MPa, pod koniec szlifowania zaobserwowano nagły skok siły szlifowania a następnie spadek wartości, co świadczyło o uszkodzeniu termicznym szlifowanej powierzchni. Uszkodzenie to miało charakter taki sam jak przedstawione na rys. 5. Rys. 7. Charakterystyka dyszy chłodziwa Przeprowadzono badania szlifowania z różnymi ciśnieniami chłodziwa na wlocie do dyszy. Badano ciśnienia chłodziwa w zakresie od 1 do 5,5 MPa. Na rys. 8 przedstawiono przebieg składowych siły szlifowania dla trzech wybranych ciśnień chłodziwa. Następnie zestawiono ze sobą średnie wartości składowych siły szlifowania w funkcji ciśnienia chłodziwa (rys. 9). Zauważyć można, że najniższe wartości siły szlifowania występują, gdy prędkość wypływu chłodziwa jest zbliżona do prędkości szlifowania, bądź nieznacznie ją przewyższa. Prowadzi to do obniżenia siły szlifowania a jednocześnie zapewnia prawidłowy przebieg procesu szlifowania. Z drugiej strony zauważalny jest wzrost siły szlifowania w miarę zwiększania prędkości wypływu chłodziwa z dyszy. Rys. 9. Średnie wartości składowych siły szlifowania w funkcji ciśnienia chłodziwa Zaobserwowany fakt można wytłumaczyć tym, że zbyt mała wartość ciśnienia chłodziwa prowadziła do obniżenia wydatku chłodziwa, co powodowało spadek efektywności odprowadzenia ciepła ze strefy szlifowania. W rezultacie powstały przypalenia szlifierskie. Duże wartości prędkości wypływu chłodziwa powodowały, że jego struga ulegała znacznemu rozproszeniu przed dotarciem do strefy szlifowania a ponadto z uwagi na prędkość znacznie przewyższającą prędkość obwodową ściernicy część chłodziwa odbijała się od ściernicy. W efekcie wzrastały siły szlifowania oraz energetyczne obciążenie szlifowanej powierzchni. Analizie poddano również zużycie promieniowe ściernicy w każdej próbie szlifowania. Nie zaobserwowano jednak znacznej różnicy w wartościach zużycia promieniowego ściernicy dla różnych wartości ciśnienia chłodziwa. Zużycie promieniowe po jednym przejściu ściernicy mieściło się w zakresie 14 15 µm. Następnie dokonano oceny jakości powierzchni po szlifowaniu z różnymi wartościami ciśnienia chłodziwa. Na rys. 10 przedstawiono zmianę parametrów Sa i St w funkcji ciśnienia chłodziwa. Rys. 8. Przebieg składowych siły szlifowania dla różnych wartości ciśnienia strugi chłodziwa

386 MECHANIK NR 8-9/2015 LITERATURA 1. Adibi H., Rezaei S. M., Sarhan Ahmed A. D., Investigation on using high-pressure fluid jet in grinding process for less wheel loaded areas, Int J Adv Manuf Technol 70:2233 2240, 2014 2. Babiarz R., Żyłka Ł., Płodzień M.: Badania wpływu parametrów doprowadzenia chłodziwa na proces szlifowania CFG stopu Inconel. Mechanik nr 9/2014, CD, s. 1-3 3. Babiarz R., Żyłka Ł., Koncepcja budowy układu wysokociśnieniowego chłodzenia procesu szlifowania stopów lotniczych. Mechanik nr 9/2014, CD, s. 4-7 4. Baines-Jones V.A., Morgan M.N., Batako A.D., Brown E., Modelling and simulation of grinding fluid nozzles, The 6th International Conference on Manufacturing Research (ICMR08) Brunel University, UK, 9-11th September 2008 5. Baines-Jones V.A., Morgan M.N., Allanson D. R., Batako A.D.L, Grinding Fluid Delivery System Design - Nozzle Optimisation, Liverpool John Moores University 6. Grigoriev S. N., Starkov V. K., Gorin N. A., Krajni P., Kopač J., Creep-Feed Grinding: An Overview of Kinematics, Parameters and Effects on Process Efficiency, Strojniški vestnik - Journal of Mechanical Engineering 60(2014)4, 213-220 7. Gviniashvili V., Webster J., Rowe B., Fluid Flow and Pressure in the Grinding Wheel Workpiece Interface, AMTTREL School of Engineering, Liverpool John Moores University, 8. Gviniashvili V.K., Woolley N.H., Rowe W.B., Useful coolant flowrate in grinding, International Journal of Machine Tools & Manufacture 44 (2004) 629 636, Liverpool 9. Kapłonek W., Nadolny K.: Assessment of the grinding wheel active surface condition using SEM and image analysis techniques. Journal of The Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, 35(2013)3, pp. 207-215, DOI: 10.1007/s40430-013-0018-x. Rys. 10. Wartości parametrów Sa i St w funkcji ciśnienia chłodziwa Z przeprowadzonych pomiarów wynika, że wartość ciśnienia chłodziwa nie wpływa znacząco na chropowatość powierzchni po szlifowaniu. Dla większości przypadków chropowatość ulegała minimalnemu pogorszeniu pod koniec szlifowania. Ponadto dla ciśnień poniżej 3,5 MPa odnotowano wzrost parametru St pod koniec szlifowania. Podsumowanie Doprowadzenie chłodziwa do strefy szlifowania ma istotny wpływ na przebieg i wynik procesu szlifowania, zwłaszcza szlifowania CFG stopu Inconel. Warunki chłodzenia wpływają głównie na wartości składowych siły szlifowania oraz na stabilność obróbki. Właściwie dobrane parametry doprowadzenia cieczy obróbkowej do strefy szlifowania pozwalają na obniżenie siły szlifowania oraz zapobieganie powstawaniu przypaleń szlifierskich. Z przeprowadzonych badań doświadczalnych wynika, że dla przyjętych warunków badań najkorzystniejszym kątem podawania strugi chłodziwa jest kąt w zakresie 6 8. W zakresie tym proces szlifowania przebiega bez zakłóceń. Ponadto stwierdzono, że ciśnienie w układzie chłodzenia powinno zapewniać prędkość wypływu płynu z dyszy na poziomie zbliżonym do prędkości szlifowania. Gwarantuje to prawidłowy przebieg szlifowania, najniższe wartości składowych siły szlifowania i brak przypaleń szlifierskich. W tym celu konieczne jest jednak określenie charakterystyki zastosowanej dyszy chłodziwa. Badania realizowane w ramach Projektu "Nowoczesne technologie materiałowe stosowane w przemyśle lotniczym", Nr POIG.01.01.02-00-015/08-00 w Programie Operacyjnym Innowacyjna Gospodarka (PO IG). Projekt współfinansowany przez Unię Europejską ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego 10. Malkin S., Changsheng G.: Grinding technology. Theory and Applications of Machining with Abrasives. Industrial Press, 2008 11. Morgan M.N., Jackson A.R., Wu H., Baines-Jones V., Batako A., Rowe W.B., Optimisation of fluid application in grinding, CIRP Annals - Manufacturing Technology 57 (2008) 363 366, Liverpool 12. Nadolny K.: A review on single-pass grinding processes. Journal of Central South University of Technology, 20(2013)6, pp. 1502-1509, DOI: 10.1007/s11771-013-1641-5. 13. Nadolny K., Plichta J., Sutowski P.: Regeneration of the grinding wheel active surface using high-pressure hydro-jet. Journal of Central South University of Technology, 21(2014)8, pp.3107-3118. 14. Oğuz Çolak: Investigation on Machining Performance of Inconel 718 under High Pressure Cooling Conditions. Journal of Mechanical Engineering 58(2012)11, 683-690. 15. Płodzień M., Żyłka Ł., Babiarz R.: Konstrukcja i obliczenia dysz wysokociśnieniowych stosowanych w szlifowaniu CFG stopów lotniczych. Mechanik nr 9/2014, CD, s. 280-283 16. Sikora M., Lajmert P., Ostrowski D., Kruszyński B.: Szlifowanie stopów niklu na szlifierce kłowej do wałków. Mechanik nr9/2014, CD, s. 289-292 17. Winterthur Technology Group: Handbook Creep-feed and surface grinding. 18. Żyłka Ł., Babiarz R., Płodzień M.: Porównanie przeciwbieżnego i współbieżnego szlifowania CFG (Creep-Feed Grinding) stopu Inconel. Mechanik nr 9/2014, CD, s. 349-351 19. Żyłka Ł., Babiarz R., Płodzień M.: Wpływ procentowej zawartości ziaren Cubitron w ściernicach z ziarnami z elektrokorundu na przebieg i wynik procesu szlifowania CFG (Creep- Feed Grinding) stopu Inconel. Mechanik nr 9/2014, CD, s. 352-355