Badania izotropii powierzchni frezowanej i nagniatanej na twardo ze stali X160CrMoV121

STRESZCZENIE: Nagniatanie staje się coraz popularniejszą obróbką wykończeniową powierzchni przedmiotów o złożonym przestrzennie kształcie. Coraz częściej jest stosowana w produkcji form wtryskowych, matryc i tłoczników, a więc w przypadkach, gdy oprócz wymaganej dokładności geometrycznej duży nacisk kładzie się na stan warstwy wierzchniej. Integrowanie nagniatania z obróbką frezowaniem pozwala na uzyskanie powierzchni, których struktura geometryczna zależy od parametrów technologicznych obu zabiegów. Obecnie trudnością, na którą napotyka technolog, jest określenie takiego stanu powierzchni frezowanej, dla którego uzyska się zadowalające efekty wykończeniowego nagniatania. W artykule przedstawiono wyniki badań, w których do określenia efektywności parametrów technologicznych stosowanych w obu rodzajach obróbki użyto – oprócz parametrów struktury geometrycznej – parametrów izotropii powierzchni.

SŁOWA KLUCZOWE: izotropia powierzchni, frezowanie, nagniatanie

ABSTRACT: Burnishing becomes an increasingly popular surface finishing treatment method of objects with a spatially complex shape. It is used increasingly more often in production of injection moulds, matrixes and dies, i.e. in cases when, apart from the required geometrical accuracy, much emphasis is placed on the condition of the outer layer. Integration of burnishing with milling allows obtaining of surfaces with a geometrical structure depending on the technological parameters of both techniques. Currently, a difficulty encountered by technologists is determination of such a milled surface condition for which satisfactory effects of finishing burnishing will be obtained. The article presents the results of tests in which, apart from the geometrical structure parameters, the surface isotropy parameters were used to determine the efficiency of the technological parameters used in both machining types.

KEYWORDS: surface isotropy, milling, burnishing

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

• Grochała D.: „Nagniatanie narzędziami hyrostatycznymi powierzchni przestrzennych złożonych na frezarkach CNC”. Rozprawa doktorska ITM ZUT w Szczecinie 2012.
• Grochała D., Berczyński S., Grządziel Z.: „Stress In the surface layer of objects burnished after milling”. International Journal of Advanced Manufacturing Technology ISSN 0268-3768 2014r., volume 71, nr 9-12,
• Grochała D., Sosnowski M.: „Problemy technologii nagniatania powierzchni przestrzennych złożonych na centrach obróbkowych”. Miesięcznik naukowo – techniczny MECHANIK 1/2011 s.14-18.
• Gubała R., Grochała D., Olszak W.: „Mikrohydrauliczne narzędzie do nagniatania złożonych powierzchni przestrzennych” Miesięcznik naukowo – techniczny MECHANIK 1/2014 s.22-23.
• Grzesik W., Żak K.: „Investigation of technological effects of ball burnishing after cryogenic turning of hard steel”. Advances in Manufacturing Science And Technology, vol 38, Nr 1/2014 s.37-52
• Kalisz J., Żak K., Grzesik W., Czechowski K.: „Characteristics of surface topography after rolling burnishing of EM AW-AlCu4MgSi(A) Aluminum alloy”. Journal of Machine Engineering, No.1 2015, Vol. 15 s. 71-80
• Kukiełka L., Kułakowska A., Patyk R.: Numerical Analysis and Experimental Researches of Burnishing Rolling Process of Worpieces with Real Surface. The 13^th World Multi-Conference on Systemics, Cybernetics and Informatics, Orlando, Floryda, 2009, pp. 63-68
• Kułakowska A., Kukiełka L.: „Numerical Analysis of influence of surface geometrical structure prepared under burnishing rolling onto the state of strains and stress in product surface layer”. Computer Methods in Materials Science., Kraków 2009, str.66-71
• Kwaczyński W., Chmielewski K., Grochała D.: „Programowanie frezowania i nagniatania złożonych powierzchni przestrzennych na centrach frezarskich ze sterowaniem wieloosiowym”. Współczesne problemy technologii obróbki przez nagniatanie Tom III – Monografia pod red. prof.W. Przybylskiego – Politechnika Gdańska – Wydział Mechaniczny – Gdańsk 2011- ISBN 978838857957-8, s.179-191
• Lopez de Lacalle L.N., Lamikiz A., Munoa J., Sanchez J.A.: „Quality improvement of ball-end milled sculptured surfaces by ball burnishing”. International Journal of Machine Tools & Manufacture 2005r., nr 45, s.1659-1668.
• Lopez de Lacalle L.N., Lamikiz A., Sanchez J.A., Arana J.L.: „The effect of ballburnishing on heat-treated steel and inconel 718 milled surfaces”. International Journal of Advanced Manufacturing Technology 2007r., nr 32, s.958-968.
• Mathia T., Pawlus P., Wieczorowski M.: „Recenttrends in surfacemetrology”. 2011 Wear 271, s.494–508.
• Patyk R., Kukiełka L.: Optimization of geometrical parameters of regular triangular asperities of surface put to smooth burnishing, The 12 th International Conference Metalforming 2008, AGH Kraków 21 – 24 September 2008. Steel Research International Special Edition Volume 2 2008, Publishing Company VerlagStahleisen GmbH ISBN 978 – 3 –514 – 00745 –3, s. 642 - 647
• Polowski W., Czechowski K., Toboła D., Rusek P., Kalisz J., Janczewski Ł.: „Wybrane aspekty obróbki wiórowej jako obróbki poprzedzającej nagniatanie” Monografia VI Szkoły Obróbki Skrawaniem - Obróbka Skrawaniem Efektywne Wytwarzanie, Wrocław 2012 ISBN978-83-91-917677-7-1, s.503-512
• Rodríguez A., López de Lacalle L.N., Celaya A., Lamikiz A., Albizuri J. : „Surface improvement of shafts by the deep ball-burnishing technique”. Surface & Coatings Technology 2012r., nr 206, s.2817–2824
• Shiou F.J., Chen C.H.: „Determination of Optimal Ball-Burnishing Parameters for Plastic injection Moulding Steel”. International Journal of Advanced Manufacturing Technology 2003r., nr 3, s.177-185.
• Shiou F.J., Chen C.H.: „Ultra-precision surface finish of NAK80 mould tool steel uising sequential ball burnishing and ball polishing processes”. Journal of Materials Processing Technology 2008r., nr 201, s.554-559.
• Shiou F.J., Chuang C.H.: „ Precision surface finish of the mold steel PDS5 using an innovative ball burnishing tool embedded with a load cell”. Precision Engineering 2010r., nr 34, s.76-84.
• ISO 25178-2, Geometrical product specifications (GPS) — Surface texture: Areal — Part 2: Terms, definitions and surface texture parameters

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.477