Wpływ prędkości szlifowania na topografię powierzchni po procesie szlifowania stopu tytanu

Podobne dokumenty
Monitorowanie sił skrawania powierzchni płaskich w procesie szlifowania stopu tytanu TIGR5

WPŁYW MATERIAŁU ŚCIERNEGO NA STAN WARSTWY WIERZCHNIEJ PODCZAS SZLIFOWANIA STOPÓW TYTANU

Wpływ rodzaju ziarna ściernego nowej generacji na chropowatości powierzchni inconelu 718

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

STANOWISKO BADAWCZE DO SZLIFOWANIA POWIERZCHNI WALCOWYCH ZEWNĘTRZNYCH, KONWENCJONALNIE I INNOWACYJNIE

WPŁYW MODYFIKACJI ŚCIERNICY NA JAKOŚĆ POWIERZCHNI WALCOWYCH WEWNĘTRZNYCH

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

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

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

Stereometria warstwy wierzchniej w procesie szlifowania materiałów

HYBRYDOWA METODA WYKORZYSTYWANA DO CHŁODZENIA STREFY SKRAWANIA W PROCESIE SZLIFOWANIA

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

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

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

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

PROCES SZLIFOWANIA NIKLU

ZAAWANSOWANE TECHNIKI WYTWARZANIA W MECHATRONICE

NOŚNOŚĆ POWIERZCHNI A RODZAJ JEJ OBRÓBKI

MODELOWANIE OBCIĄŻEŃ ZIAREN AKTYWNYCH I SIŁ W PROCESIE SZLIFOWANIA

PRÓBA ZASTOSOWANIA PARAMETRÓW KRZYWEJ UDZIAŁU MATERIAŁOWEGO DO OPISU MIKROGEOMETRII POWIERZCHNI ODLEWÓW PRECYZYJNYCH

ZAAWANSOWANE TECHNIKI WYTWARZANIA W MECHATRONICE

ĆWICZENIE NR 9. Zakład Budownictwa Ogólnego. Stal - pomiar twardości metali metodą Brinella

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH Nr ćwiczenia : 7

DIGITALIZACJA GEOMETRII WKŁADEK OSTRZOWYCH NA POTRZEBY SYMULACJI MES PROCESU OBRÓBKI SKRAWANIEM

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

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

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

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

PORÓWNANIE CECH CHROPOWATOŚCI ŻELIW PO OBRÓBCE TOKARSKIEJ. Streszczenie

Tematy prac dyplomowych inżynierskich kierunek MiBM

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

METODYKA OCENY TOPOGRAFII FOLII ŚCIERNYCH ZE SZCZEGÓLNYM UWZGLĘDNIENIEM ROZMIESZCZENIA ZIAREN ŚCIERNYCH

WYBÓR PUNKTÓW POMIAROWYCH

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

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

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

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

PROJEKT SYSTEMU DOSUWU NANOMETRYCZNEGO DO PRECYZYJNEJ OBRÓBKI MATERIAŁÓW CERAMICZNYCH

MOŻLIWOŚCI ZASTOSOWANIA NAGNIATANIA ZEWNĘTRZNYCH POWIERZCHNI KULISTYCH W SERYJNEJ PRODUKCJI PRZEDMIOTÓW ZE STALI KWASOODPORNEJ

WPŁYW FREZOWANIA NA TOPOGRAFIĘ POWIERZCHNI KRZYWOLINIOWEJ PO NAGNIATANIU STOPU ALUMINIUM. Streszczenie

Cechy ściernic diamentowych i z regularnego azotku boru ze spoiwem ceramicznym

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

NOWE MEDIA I SPOSOBY ICH DOPROWADZANIA DO STREFY SZLIFOWANIA

Wybrane problemy modelowania i symulacji procesów wygładzania powierzchni

NOWA GENERACJA SPOIW METALOWYCH DO ENERGOOSZCZĘDNYCH NARZĘDZI ŚCIERNYCH SUPERTWARDYCH

RAPORT Etap 1. Poznanie mechanizmów trybologicznych procesu HPC

Metrologia powierzchni znaczenie, użyteczność i ograniczenia

Zadania badawcze realizowane na Wydziale Inżynierii Materiałowej Politechniki Warszawskiej

Wpływ drgań oscylacyjnych przedmiotu obrabianego na głębokość szlifowania płaszczyzn

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

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

MODELOWANIE OBCIĄŻEŃ ZIAREN AKTYWNYCH I SIŁ W PROCESIE SZLIFOWANIA

Szlifowanie jednostronne z wykorzystaniem ściernic o spoiwie galwanicznym

PODSTAWY SKRAWANIA MATERIAŁÓW KONSTRUKCYJNYCH

MODELOWANIE I WERYFIKACJA DOŚWIADCZALNA TEMPERATURY W PROCESIE SZLIFOWANIA AEDG STOPU TYTANU

STATYCZNA PRÓBA ROZCIĄGANIA

ANALYSIS OF GEOMETRIC FEATURES OF THE SURFACE 316L STEEL AFTER DIFFERENT MACHINING TOOLS

TECHNOLOGIA MASZYN. Wykład dr inż. A. Kampa

FREZOWANIE POWIERZCHNII NAPAWANYCH LASEROWO. Streszczenie MILLING OF LASER-HARDFACED SURFACES. Abstract

Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny INSTYTUT INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ ZAKŁAD METALOZNAWSTWA I ODLEWNICTWA

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

WYNIKI REALIZOWANYCH PROJEKTÓW BADAWCZYCH

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

Przeznaczone są do końcowej obróbki metali, stopów i materiałów niemetalicznych. W skład past wchodzi:

Chropowatości powierzchni

MODUŁOWY SYSTEM DO POMIARU I ANALIZY TOPOGRAFII POWIERZCHNI TOPO 01

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

OBRÓBKA SKRAWANIEM L a b o r a t o r i u m ( h a l a H 20 Z O S )

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

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

ZASTOSOWANIE KOMPUTEROWEJ ANALIZY 3D DO OCENY PARAMETRÓW POWIERZCHNI PO OBRÓBCE HYBRYDOWEJ

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

WYKORZYSTANIE ELEMENTÓW STATYSTYKI W PROCESIE BADAWCZYM NA PRZYKŁADZIE POMIARÓW WYBRANYCH PARAMETRÓW CHROPOWATOŚCI POWIERZCHNI

WPŁYW GNIOTU WZGLĘDNEGO NA WSKAŹNIK ZMNIEJSZENIA CHROPOWATOŚCI POWIERZCHNI POWŁOK Z FAZ MIĘDZYMETALICZNYCH

30 MECHANIK NR 3/2015

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

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

Wpływ modyfikacji ściernicy na stan niewyważenia wrzeciennika szlifierki SPD-30

BADANIE ENERGOCHŁONNOŚCI TOCZENIA I NAGNIATANIA STALI UTWARDZONEJ. Streszczenie

Mechanika i Budowa Maszyn II stopień ogólnoakademicki Stacjonarne. Kierunkowy obowiązkowy polski drugi

OCENA SKRAWNOŚCI ELEKTROKORUNDOWYCH ŚCIERNIC DO PRZECINANIA NA PRZECINARKACH RĘCZNYCH

WPŁYW USTALENIA I MOCOWANIA KORPUSÓW PRZEKŁADNI TECHNOLOGICZNIE PODOBNYCH NA KSZTAŁT OTWORÓW POD ŁOŻYSKA

STRUKTURA GEOMETRYCZNA POWIERZCHNI KOMPOZYTÓW ODLEWNICZYCH TYPU FeAl-Al 2 O 3 PO PRÓBACH TARCIA

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

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

REJESTRACJA WARTOŚCI CHWILOWYCH NAPIĘĆ I PRĄDÓW W UKŁADACH ZASILANIA WYBRANYCH MIESZAREK ODLEWNICZYCH

ZUŻYCIE ŚCIERNICY W SZLIFOWANIU CFG

Efekty mikrowygładzania foliami ściernymi o nieciągłej powierzchni czynnej

Tematy prac dyplomowych magisterskich kierunek MiBM

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

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

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

PODSTAWY TECHNIKI I TECHNOLOGII

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

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

Narzędzia ścierne spojone

Analiza topografii powierzchni stali narzędziowej Vanadis 6 po wybranych sekwencyjnych procesach obróbki powierzchniowej

WORM THREADS FINISHING BY USING CONICAL SHANK TOOLS

Transkrypt:

284 MECHANIK NR 9/2014 Wpływ prędkości szlifowania na topografię powierzchni po procesie szlifowania stopu tytanu The influence of the grinding speed on the state of the surface layer in the grinding process of Titanium Alloy Radosław Rosik Anna Grdulska* W artykule przedstawiono analizę wpływu prędkości obwodowej ściernicy na topografię powierzchni obrobionej, przy stałej głębokości szlifowania a p oraz prędkości posuwu przedmiotu v w. Dokonano analizy wpływu rzeczywistej głębokości skrawania oraz przebiegu składowych sił (stycznej F t oraz normalnej F n ) na stan warstwy wierzchniej przy trzech prędkościach szlifowania. Uzyskane wyniki badań pomogą przy doborze optymalnych warunków szlifowania stopów tytanu TIGR5. SŁOWA KLUCZOWE: Szlifowanie, prędkość szlifowania, struktura powierzchni, materiał ścierny, stopy tytanu The article presents an analysis of the influence of the tangential velocity of the grinding wheel on the topography of the machined surface at a constant depth of grinding a p and feed speed of the subject v w. An analysis of the influence of the actual depth of cut and run components of forces (tangential F t and normal F n ) on the state of the surface layer for three grinding speed was performed. The results help to choose the optimal conditions for grinding titanium alloy TIGR5. KEYWORDS: Grinding, grinding speed, structural surface, abrasive tool, Titanium alloys Obróbka szlifowaniem stanowi jedną z najważniejszych metod kształtowania elementów maszyn i urządzeń. Wskutek zmian wynikających z konieczności spełniania coraz większych wymagań jakościowych rozwój przemysłu zmusza producentów do ciągłego ulepszania procesów produkcyjnych tak, by oferowane przedmioty były lepszej jakości, zarówno pod względem wymiarowym, jak i dokładności wykonania. Na jakość wytwarzanych przedmiotów wpływa * 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. między innymi stan warstwy wierzchniej (WW). W zaawansowanych technologicznie procesach wytwórczych duży nacisk kładzie się na funkcjonalność powierzchni oraz precyzyjne skrawanie. Brane są tutaj pod uwagę takie właściwości funkcjonalne, jak: wytrzymałość zmęczeniowa i stykowa, szczelność i dokładność połączeń, odporność na zużycie i korozję. Podczas projektowania różnych konstrukcji należy brać pod uwagę nie tylko tolerancję kształtowo-wymiarową, ale także zależność miedzy stanem geometrycznym powierzchni, a jej funkcjonalnością. Metrologia stereometrycznych cech powierzchni jest na tyle rozwinięta, że inżynierowie mogą przewidzieć jak będzie zachowywała się dana powierzchnia we współpracy z inną oraz czy spełni założone funkcje podczas eksploatacji. Z różnych źródeł literaturowych [5,6] jednoznacznie wynika, że decydujące znaczenie mają parametry amplitudowe (czyli wysokościowe) z grupy 12 S-parametrów oraz parametry funkcjonalne z grupy 13 V-parametrów. Dodatkowo na ukształtowanie powierzchni obrabianego detalu wpływa szereg czynników, pośród których należy wymienić zjawiska cieplne i mechaniczne. Powstające podczas procesu siły szlifowania są ściśle związane z tarciem, czyli energią przetwarzaną podczas procesu szlifowania. W związku z czym niezwykle istotne podczas obróbki są parametry procesu szlifowania: prędkość przedmiotu - v w, głębokość szlifowania - a p oraz prędkość ściernicy - v s, które wpływają na jakość warstwy wierzchniej. Badania eksperymentalne przeprowadzone w różnych jednostkach naukowych dowodzą, że decydujące znaczenie na stan czynnej powierzchni ściernicy mają: rodzaj obciągacza oraz parametry kształtowania CPS [9]. Zastosowane narzędzia ścierne (wielkość i rodzaj ziaren), typ spoiwa wpływają w dużym stopniu na jakość warstwy wierzchniej szlifowanej próbki [3]. Coraz większa popularność stopów tytanu w przemyśle lotniczym, spożywczym, medycznym, itp. powodują narasta-

MECHANIK NR 9/2014 285 jące zainteresowanie obróbką tych materiałów. W dobie szerokiego zainteresowania stopami tytanu inżynierowie dbają, by powstałe z nich elementy maszyn i urządzeń charakteryzowały się dobrymi właściwościami eksploatacyjnymi. Zwraca się szczególną uwagę, by stan warstwy wierzchniej oraz funkcjonalność powierzchni (wytrzymałość zmęczeniowa i stykowa, odporność na zużycie i korozję, odporność na działanie środowiska kwaśnego) spełniały wymagania rynku. Może to być utrudnione z uwagi na niekorzystne właściwości stopów tytanu, pośród których wymienić należy dużą aktywność chemiczną, małą przewodność cieplną oraz skłonność do przylepiania się mikrowiórów do narzędzi ściernych [15]. W wielu ośrodkach badawczych prowadzone są próby szlifowania trudnoskrawalnych stopów tytanu z udziałem nowoczesnych materiałów ściernych, jak również metod chłodzenia z uwzględnieniem różnych płynów chłodząco-smarujących [2, 8, 10, 11, 12, 13, 14, 17]. Badania takie obejmują pomiary stanu warstwy wierzchniej i określenie jej wpływu na funkcjonalność elementów. W niniejszym artykule przedstawiono fragment badań dotyczących wpływu prędkości obwodowej ściernicy v s na wartość składowych sił skrawania oraz strukturę geometryczną obrabianej powierzchni stopu tytanu TIGR5. Brano pod uwagę parametry 2D i 3D chropowatości powierzchni oraz poddano analizie nośność powierzchni. Warunki badań Warunki szlifowania Badania realizowano na szlifierce do płaszczyzn firmy Jotes typu SPD-30, z wykorzystaniem ściernicy 5TGP 54K VX. Udział ziarna ściernego obejmuje 50% submikrostalicznego korundu spiekanego TG (iloraz średnicy ziarna do jego długości wynosi 1:5), 50% elektrokorundu chromowego CrA. Wykorzystane ziarna są średniej twardości (K). Tarczę ścierną wykonano ze spoiwa ceramicznego (VX). 3 2 1 Rys. 1. Stanowisko do pomiaru sił z zaznaczonymi kierunkami działania składowych sił F n i F t, 1 - szlifowana próbka, 2 - precyzyjne imadło szlifierskie, 3 - siłomierz Kistler. Podczas procesu szlifowania zastosowano chłodzenie metodą zalewową. Użyto do tego wodorozcieńczalnego chłodziwa syntetycznego Estramet firmy Agip. Pomiary chropowatości i topografii powierzchni 3D Do pomiaru chropowatości wykorzystano przenośny profilografometr firmy Hommel model T500 (2D). Dane z przyrządu pomiarowego za pomocą przewodu i złącza RS232 przesyłane były do komputera. Przy użyciu oprogramowania TDW-NT, załączonego przez producenta, dane pomiarowe były zapisywane, przetwarzane i prezentowane w postaci tabel i wykresów (rys.3). Pomiar chropowatości powierzchni dokonywano bezpośrednio na stanowisku badawczym bez zdejmowania próbki z uchwytu. Przeprowadzano pomiar chropowatości na powierzchni próbki w czterech miejscach, w równych odległościach prostopadle do kierunku szlifowania. Zakres badań obejmował szlifowanie wgłębne próbek płaskich o wymiarach 100x10x10 mm wykonanych ze stopu tytanu TIGR5. Proces szlifowania realizowano z następującymi parametrami nastawnymi: prędkość posuwu przedmiotu v w = 0,2 m/s głębokość szlifowania a p = 0,01 mm prędkości szlifowania: v s1 = 17 m/s, v s2 = 24 m/s, v s3 = 30 m/s. Do oceny procesu szlifowania posłużono się przebiegami składowych sił szlifowania F n i F t. Sprawdzono ponadto jak wielkości charakteryzujące dany proces wpływają na parametry chropowatości powierzchni Ra i Rz. Dokonano również wnikliwej analizy topografii powierzchni, na podstawie której w sposób szczegółowy określono stan WW przedmiotu. Wszystkie w/w czynności wykonywano po każdej próbie szlifowania. Pomiary sił szlifowania. W procesie szlifowania rejestrowano przebiegi składowych sił skrawania z zastosowaniem siłomierza piezoelektrycznego firmy Kistler. Pomiar sił następuje w oparciu o zjawisko piezoelektryczne. Rejestracja wyników odbywała się z częstotliwością próbkowania 1000 Hz. Na siłomierzu zainstalowano precyzyjny uchwyt szlifierski do mocowania próbek płaskich (rys. 1). Rys. 2. Stanowisko do pomiaru chropowatości: 1 - profilografometr firmy Hommel model T500, 2 - komputer z oprogramowaniem Do pomiaru topografii przestrzennej powierzchni (3D) wykorzystano profilografometr firmy Hommel model Turbo- Waveline60 z igłą diamentową o promieniu r tip = 5µm. Ocenę cech stereometrycznych chropowatości przeprowadzono wykorzystując oprogramowanie załączone przez producenta Homel Map 4.1. Stanowisko pomiarowe przedstawione na rys.3.

286 MECHANIK NR 9/2014 Rys. 3. Stanowisko pomiarowe do topografii powierzchni: 1 - komputer wraz z oprogramowaniem, 2 mierzona próbka, 3 profilografometr TurboWaveline60, 4 przesuwny stolik. Pomiar topografii powierzchni próbki był przeprowadzony na długości 40 mm, który został podzielony na odcinki co 1 mm. Długość mierzonej powierzchni była ograniczona możliwością przemieszczenia stolika pomiarowego, który wynosił 45 mm. W jednej sekwencji dokonano 41 pomiarów. Topografia powierzchni ma decydujące znaczenie, gdy chodzi o jej funkcjonalność i współpracę części. Szczególną uwagę zwrócono na wizualizację cech profilu oraz topografii powierzchni, co jest niezbędne do oceny struktury geometrycznej powierzchni i jej przydatności w różnych warunkach eksploatacyjnych [4,7]. Wyniki badań Wyniki pomiarów wartości sił Analizując przebiegi sił na rys. 4 można zaobserwować, że prędkość skrawania miała znaczący wpływ na wartości składowych sił F n i F t, występujących w trakcie obróbki. Podczas szlifowania próbki ze stopu tytanu TIGR5 przy prędkości v s1 = 17 m/s zarejestrowano najmniejsze wartości składowej siły normalnej. Wzrost prędkości szlifowania powodował, że za każdym razem otrzymywano równe przebiegi składowych sił, co świadczyło o zbieraniu takiego samego naddatku na długości próbki. Natomiast przy prędkości szlifowania v s2 i v s3 otrzymywano zakłócone przebiegi, wyższe wartości składowych sił F n. Wynikiem tego był nierównomierny rozkład naddatku szlifierskiego, spowodowany odkształceniem próbki [16]. Przy prędkości szlifowania v s1 przebiegi sygnału były powtarzalne, a linia trendu nie miała znacznych odchyleń od linii prostej. Natomiast wzrost prędkości od v s2 do v s3 wprowadzał zakłócenia naddatku, co powodowało zmienne i losowe wartości sił, które były mało stabilne. Linia trendu odbiegała od linii prostej. Wpływ prędkości szlifowania v s na rzeczywistą głębokość szlifowania Analizę rzeczywistej głębokości skrawania przeprowadzono dla trzech prędkości szlifowania. Powierzchnie próbki zabielano, następnie ściernicę ustawiono względem próbki tak, aby uzyskać na jednej połowie bazę, co ilustruje rys. 5. Powierzchnie szlifowano wgłębnie w jednym przejściu. Po szlifowaniu zmierzono topografię 2D i 3D powierzchni na profilografometrze TurboWave60. Próbkę ustawiono tak, aby odcinek pomiarowy przebiegał przez dwie powierzchnie bazową oraz szlifowaną. Następnie z otrzymanych wyników falistości oceniano rzeczywistą głębokość szlifowania. Przeprowadzone badania umożliwiły określenie wpływu prędkości szlifowania na stan warstwy wierzchniej podczas szlifowania stopu tytanu TIGR5. Wyniki badań pokazały, że dla przyjętych parametrów procesu szlifowania wartości składowej siły stycznej F t oraz normalnej F n zmieniały się w zależności od v s.. Na rys.4 przedstawiono zarejestrowane przebiegi składowej siły: normalnej F n oraz stycznej F t uzyskane podczas próby szlifowania z udziałem syntetycznego płynu chłodząco-smarującego Estramet podawanego metodą zalewową. a) Rys. 5. Sposób szlifowania próbek do sprawdzenia rzeczywistej głębokości szlifowania a e. Rzeczywistą głębokość skrawania przy danej prędkości obrotowej ściernicy oceniano w trzech miejscach: na wejściu ściernicy, po środku próbki oraz na wyjściu ściernicy ze strefy szlifowania. Wyniki pomiaru przedstawiono na rys. 6. b) c) 17 24 30 Rys. 4. Przebiegi wartości siły normalnej F n oraz stycznej F t w zależności od prędkości szlifowania: a) v s1 = 17 m/s, b) v s2 = 24 m/s, c) v s3 = 30 m/s. Rys. 6. Rzeczywiste wartości głębokości w trzech punktach pomiarowych dla trzech prędkości szlifowania.

MECHANIK NR 9/2014 287 Zależność pomiędzy nastawną, a rzeczywistą głębokością szlifowania podczas jednego przejścia głębnego przy stałej prędkości przedmiotu, wynoszącą v w = 0,2 m/s dla stopu tytanu TIGR5 przy prędkości szlifowania v s1 = 17 m/s, była bardzo zbliżona. Natomiast przy prędkościach skrawania v s2 = 24 m/s oraz v s3 = 30 m/s rzeczywista głębokość szlifowania a e znacznie się różniła od głębokości nastawnej a p. Tą zależność odzwierciedlają zapisy przebiegu sił. W miejscu gdzie wykres opada w rzeczywistości ściernica skrawała mniejszą ilość materiału. Na podstawie przebiegu sił można pośrednio kontrolować rzeczywistą głębokość skrawania. Chropowatość Ra i Rz W dalszej części badań doświadczalnych analizowano, jak zmienia się chropowatość powierzchni w zależności od prędkości szlifowania. Wyniki badań przedstawiono w tabeli 1. Tab. 1. Wyniki pomiarów chropowatości Ra i Rz w zależności od prędkości szlifowania. Punkty pomiarowe 1 2 3 4 Ra 0,56 0,53 0,54 0,5 Rz 4,15 3,42 3,52 3,43 Ra 0,5 0,56 0,68 0,73 Rz 3,15 3,73 3,94 4,4 Ra 0,65 0,48 0,35 0,39 Rz 3,81 2,95 2,58 2,61 Prędkość skrawania V s = 17 m/s V s = 24 m/s V s = 30 m/s Analizując zaprezentowane w tabeli 1 wyniki jednoznacznie stwierdzono, że podczas szlifowania stopu tytanu TIGR5 z wykorzystaniem ściernicy nowej generacji 5TGP przy prędkości skrawania v s = 17 m/s wartości chropowatości parametru Ra oraz Rz otrzymano na jednych poziomie. Jest to potwierdzenie, że proces szlifowania na całej długości próbki był równomierny. Natomiast dla prędkości v s = 24 m/s w miejscu gdzie wzrastały wartości sił zwiększyły się parametry chropowatości Ra i Rz. Dla prędkości szlifowania v s = 30 m/s znaczne odkształcenia cieplne próbki spowodowały duże zmiany w niedokładności skrawania ściernicą 5TGP, co przełożyło się na duże rozbieżności w wynikach pomiaru parametrów chropowatości. Topografia amplitudowa powierzchni Poddając analizie wybrane elementy charakterystyki stereometrycznej powierzchni utworzonej w procesie szlifowania z trzema różnymi prędkościami skrawania, można zauważyć, że najlepszą powierzchnię uzyskano przy najmniejszej prędkości obrotowej ściernicy. Na rys. 7 przedstawiono porównanie wartości parametrów przestrzennych Sa i Sz przy trzech prędkościach skrawania. Rys. 7. Porównanie wartości parametrów Sa i Sz dla trzech prędkości szlifowania: v s1 = 17 m/s, v s2 = 24 m/s, v s3 = 30 m/s. Z przeprowadzonych badań podczas szlifowania z prędkością v s1 = 17 m/s wydzieliła się znacznie mniejsza ilość ciepła, w wyniku czego nie zaobserwowano przypaleń powierzchniowych (rys. 8a). Natomiast dla prędkości skrawania z przedziału od v s2 do v s3 generował wzrost obciążenia cieplnego, wynikiem tego były przypalenia powierzchniowe (rys.8b). a) b) Rys. 8. Widok powierzchni próbki: a) przy szlifowaniu z prędkością v s1 = 17 m/s, b) przy szlifowaniu z prędkością v s2 = 24 m/s na której zaobserwowano przypalenia powierzchniowe warstwy wierzchniej. Kolejnym krokiem była ocena właściwości nośnych obrabianych powierzchni przy różnych prędkościach skrawania. Wyznacznikiem nośności powierzchni jest pięć parametrów przestrzennych, takich jak [4,7]: Spk - zredukowana wysokość wzniesień, Sk - zredukowana wysokość rdzenia, Svk - zredukowana głębokość wgłębień, Sr1 - udział nośny wierzchołków, Sr2 - udział nośny wgłębień. Na rys. 9. przedstawiono porównanie wartości parametrów Sk, Spk, Svk. Większa prędkość szlifowania powodowała wzrost parametru Svk (dla v s2 = 24 m/s Svk = 2,08 µm, dla v s3 = 30 m/s Svk = 1,6 µm), a konsekwencji polepszenie utrzymywania płynu w pustkach wgłębień. Wizualizacje rozkładu parametrów udziału materiałowego ilustruje rys.10. 17 24 30 Rys. 9. Porównanie parametrów Sk, Spk, Svk dla trzech prędkości szlifowania stopu tytanu TIGR5.

288 MECHANIK NR 9/2014 również analiza amplitudowa powierzchni pokazały, że przy prędkości szlifowania v s1 = 17 m/s uzyskano najlepszą jakość powierzchni badanej próbki. Przy najniższej zadanej prędkości szlifowania uzyskano najmniejsze wartości parametrów Sa i Sz (Sa = 0,75 µm, Sz = 12,3 µm), które świadczą o dokładności obróbki. Krzywe udziału materiałowego potwierdzają, że przy prędkości szlifowania v s1 = 17 m/s powierzchnia miała większą nośność. Odnotowano także najmniejsze wartości zredukowanej wysokości pików parametru Spk = 1,14 µm co oznacza, że zużycie ścierne tej powierzchni w czasie docierania było minimalne. Świadczy to o dużej odporności warstwy wierzchniej na ścieranie. Dzięki czemu pracujące ze sobą elementy będą narażone na mniejsze zużycie podczas eksploatacji urządzeń. LITERATURA 1. Adamczak S., "Pomiary geometryczne powierzchni. Zarysy kształtu, falistość i chropowatość". Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 2008. 2. Gołąbczak A., Święcik R., "Elektroerozyjne szlifowanie stopu tytanu". Inżynieria Maszyn vol.12 2007, str.19-28. 3. Grdulska A., Rosik R., "Wpływ materiału ściernego na stan warstwy wierzchniej podczas szlifowania stopów tytanu". Mechanik 8-9, 2013 4. Grzesik W. "Wpływ obróbki sekwencyjnej na topografię powierzchni stali utwardzonej", Mechanik 5-6 2014, s.350-363. 5. Jiang X.J., Whitehouse D.V., "Technological shifts in surface metrology". College International pour la Recherche en Productique (CIRP) - Manufacturing Technology, vol.61/1, 2012, s.815-836. 6. Nowicki B., "Struktura geometryczna powierzchni. Chropowatość i falistość powierzchni". Wydawnictwo Naukowo Techniczne, Warszawa 1991. 7. Oczoś K.E., Liubimov V., "Struktura geometryczna powierzchni", Oficyna Wyd. PRz, Rzeszów 2003. 8. Rosik R., Korzeniewski H., "Wybór medium obróbkowego dla MQL, a efekty szlifowania stopu tytanu Ti6Al4V". Stal nr 5-6 2014, s. 24-26,. Rys. 10. Rozkład parametrów udziału materiałowego dla trzech prędkości szlifowania: a) v s1 = 17 m/s, v s2 = 24 m/s, v s3 = 30 m/s. Analizując kształt krzywej nośności można stwierdzić, że przy prędkości szlifowania v s1 = 17 m/s uzyskano najmniejszą wartość parametru Spk = 1,14 µm, co prowadzi do minimalizacji naddatku przewidzianego w eksploatacji na docieranie i świadczy o lepszych właściwościach trybologicznych. Mała wartość parametru Spk świadczy o dużej odporności powierzchni na ścieranie. Podsumowanie Przeprowadzone prace badawcze pozwoliły ocenić, jak prędkość szlifowania wpływa na topografię powierzchni przedmiotu obrabianego. Do porównania użyto trzech różnych prędkości skrawania. Sprawdzono ponadto, jak zmienne parametry nastawne procesu wpływają na przebiegi składowych sił szlifowania F n i F t. W kolejnym etapie analizy powierzchni dokonano pomiaru parametrów chropowatości Ra i Rz, a następnie przeprowadzono szczegółową analizę topografii powierzchni, na podstawie której określono właściwości WW przedmiotu, cechy stereometryczne powierzchni. Zarówno pomiar składowych sił szlifowania, parametrów chropowatości powierzchni Ra i Rz, jak 9. 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.. 10. 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. 11. Salmon S.C., Grindings high-tech, Manufacturing Engineering,143(2009)2, str.53-59. 12. Świerczyński J., "Budowa systemu do jednoczesnego podawania kilku mediów chłodząco-smarujących w strefę szlifowania". Mechanik 8-9, 2013. 13. ŚwierczyńskI J., "Hybrydowa metoda wykorzystywana do chłodzenia strefy skrawania w procesie szlifowania". Mechanik 8-9 2012, str.135-140. 14. 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. 15. Wójcik R., "The grinding of Titanium Alloys". Archives of Mechanical Technology and Automation, Vol.33 no.4, 2013. 16. Wójcik R., "Wpływ strumienia energii szlifowania na wybrane właściwości warstwy wierzchniej". Zeszyty Naukowe Politechnika Łódzka 2006. 17. Wójcik R., Rosik R., "Badanie wpływu MQL z użyciem glikolu propylenowego na chropowatość powierzchni przedmiotu szlifowanego". Inżynieria Maszyn, Rok 15, zeszyt 4, 2010, s. 124-131.