Topografia śladów skrawania tworzonych przez ziarna na czynnej powierzchni ściernicy podczas szlifowania płaszczyzn

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono metodykę wyodrębniania śladów skrawania, tworzonych przez poszczególne ziarna na czynnej powierzchni ściernicy ze zbiorów danych opisujących zmiany topografii obrabianej powierzchni w opracowanych procedurach symulacji procesu szlifowania. Określono relacje długości i największej głębokości śladu dla różnych stanów procesu, a także wyznaczono rozkłady grubości przekrojów warstw skrawanych poszczególnymi ostrzami. Wykazano, że występowanie drgań może być przyczyną istotnej zmiany statystyki cech geometrycznych śladów obróbki.

SŁOWA KLUCZOWE: topografia śladów skrawania, symulacja procesu szlifowania, drgania

ABSTRACT: This paper presents a methodology to extract traces of cutting, created by individual grains on the active surface of the grinding wheel from the collection of data describing the topography change machined surface in the developed of grinding process of simulation procedures. Was specified relationships the length and depth of the largest trace for the various process steps, and the distributions of thickness cross-sectional layers of the individual cut with blades. It has been shown that the presence of vibration can cause a significant change in the statistics of geometrical features traces of processing.

KEYWORDS: topography traces of cut, simulation of grinding process, vibrations

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

• Aslan D., Budak E., Surface roughness and thermo-mechanical force modeling for grinding operations with regular and circumferentially grooved wheels. Journal of Materials Processing Technology, 223, 75-90, 2015.
• Butler D., Blunt L., See B., Webster J., Stout K.: The characterisation of grinding wheels using 3D surface measurement techniques. Journal of Materials Processing Technology, 127, 234–237, 2002.
• Darafon A., Warkentin A., Bauer R., 3D metal removal simulation to determine uncut chip thickness, contact length, and surface finish in grinding. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 66, 1715–1724, 2013.
• De Pellegrin D. V., Stachowiak G. W.: Simulation of threedimensional abrasive particles. Wear, 258, 208–216, 2005.
• De Pellegrin D. V., Stachowiak, G. W.: Sharpness of abrasive particles and surfaces. Wear, 256, 614–622, 2004.
• Holtermann R., Schumannm S., Menzel A., Biermann D., Modelling, simulation and experimental investigation of chip formation in internal traverse grinding. Production Engineering – Research and Development, 7, 251–263, 2013.
• Inasaki I., Grinding process simulation based on the wheel topography measurement, Annals of CIRP 54 (1), 347–350, 1996.
• Kacalak W., Królikowski T., Szafraniec F., Kunc R., Remelska H., Metodyka doboru parametrów mikro- i nanoszlifowania dla określonych wymagań dotyczących chropowatości powierzchni, w: Podstawy i technika obróbki ściernej. Materiały XXXIII Naukowej Szkoły Obróbki Ściernej, 413-427, Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Łódzkiej, 2010.
• Kacalak W., Kunc R., Szafraniec F., Analiza aktywności ziaren ściernych w procesach mikroszlifowania, w: Innovative Manufacturing Technology. 150-163, Instytut Zaawansowanych Technologii Wytwarzania, Kraków, 2011.
• Kacalak W., Kunc R., Szafraniec F., Kunc R., Modelowanie procesów mikroszlifowania płaszczyzn z zastosowaniem ściernic o stożkowej lub hiperboloidalnej powierzchni czynnej, w: Innovative Manufacturing Technology. 164-177, Instytut Zaawansowanych Technologii Wytwarzania, Kraków, 2011.
• Kacalak W., Szafraniec F., Analiza prędkości usuwania naddatku oraz zmian topografii obrabianej powierzchni w procesie szlifowania ściernicą o hiperboloidalnej powierzchni czynnej, w: Problemy i tendencje rozwoju obróbki ściernej. Materiały XXXV Naukowej Szkoły Obróbki Ściernej, 193-203, Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Wrocławskiej, 2012.
• Kacalak W., Szafraniec F., Kompleksowy system do modelowania I symulacji procesu szlifowania v. 13, Katedra Mechaniki Precyzyjnej. Politechnika Koszalińska, 2014.
• Kacalak W., Szafraniec F., Królikowski T., Kunc R., Remelska H., Wybrane problemy maksymalizacji wydajności mikro- i nanoszlifowania dla ograniczeń nałożonych na określone parametry chropowatości powierzchni, w: Podstawy i technika obróbki ściernej. Materiały XXXIII Naukowej Szkoły Obróbki Ściernej, 455-469, Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Łódzkiej, 2010.
• Kacalak W., Szafraniec F., Kunc R., Wyniki modelowania i symulacji mikroszlifowania płaszczyzn z zastosowaniem ściernic o stożkowej lub hiperboloidalnej powierzchni czynnej, w: Obróbka ścierna. Współczesne problemy. Materiały XXXIV Naukowej Szkoły Obróbki Ściernej, 356–368, Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Gdańskiej, 2011.
• Kacalak W., Szafraniec F., Lipiński D., Probabilistyczna analiza aktywności ziaren na czynnej powierzchni ściernicy. Mechanik, 8-9/87, 176-184//724, 2014.
• Kacalak W., Szafraniec F., Metodyka określania granicznej minimalnej grubości warstwy szlifowanej z zastosowaniem ściernic do mikroszlifowania, w: Problemy i tendencje rozwoju obróbki ściernej. Materiały XXXV Naukowej Szkoły Obróbki Ściernej, 235-242, Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Wrocławskiej, 2012.
• Kacalak W., Szafraniec F., Modelowanie obciążeń ziaren aktywnych i sił w procesie szlifowania. Mechanik, 8-9, 241-252, 2013.
• Kacalak W., Szafraniec F., Tandecka K., Metodyka modelowania powierzchni czynnej narzędzi ściernych z uwzględnieniem korelacji przestrzennego rozmieszczenia ich wierzchołków dla określonych ściernic rzeczywistych. Mechanik, 8-9/87, 185-192//724, 2014.
• Kacalak W., Szafraniec F., Tomkowski R., Metodyka modelowania powierzchni ziaren określonych materiałów ściernych. Innovative Manufacturing Technology 2, 555–562, Instytut Zaawansowanych Technologii Wytwarzania, Kraków, 2012.
• Lipiński D., Kacalak W., Szafraniec F., Tomkowski R., Metodyka tworzenia modeli neuronowych procesu szlifowania z wykorzystaniem wiedzy analitycznych i doświadczalnej. Mechanik, 8-9/87, 255-260/726, 2014.
• Myshkin N. K., Grigoriev Y., Chizhik S., Choi K. Y., Petrokovets M. I.: Surface roughness and texture analysis in microscale. Wear, 254(10), 1001–1009, 2003
• Nguyen T., Butler D. L.: Simulation of precision grinding process, part 1: Generation of the grinding wheel surface. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 45, 1321–1328, 2005.
• Nguyen T., Butler D. L.: Simulation of surface grinding process, part 2: Interaction of the abrasive grain with the workpiece. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 45, 1329–1336, 2005.
• Schumann S., Siebrecht T., Kersting P., Biermann D., Holtermann R., Menzel A., Determination of the Thermal Load Distribution in Internal Traverse Grinding using a Geometric-Kinematic Simulation. Procedia CIRP, vol. 31, 322–327, 2015.
• Zhou X., Xi F.: Modeling and predicting surface roughness of the grinding process. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 42, 969–977, 2002.

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.363