W artykule przedstawiono wpływ granulacji ścierniwa i prędkości głowicy tnącej na jakość powierzchni po cięciu wysokociśnieniowym strumieniem wodno-ściernym. Jako wskaźnik jakości powierzchni przyjęto średnią arytmetyczną rzędnych profilu chropowatości oraz profilu falistości. W badaniach zastosowano trzy granulacje ścierniwa: #60, #80 oraz #120. Próbki były wykonane ze stopu aluminium AW 6082. W części końcowej artykułu przeprowadzono analizę uzyskanych wyników badań oraz wyciągnięto wnioski.
EN
The paper presents the influence of abrasive granulation and cutting head speed on the quality of surface after high-pressure abrasive waterjet cutting. The arithmetic mean of the ordinates of the roughness and the waviness profiles was adopted as an indicator of the surface quality. Three abrasive granulations: #60, #80 and #120 were used for testing. The samples were made of the AW 6082 aluminium alloy. In the final part of the article, the obtained results of the tests are analysed and conclusions are drawn.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono porównanie cięcia materiału kompozytowego typu Extrabond aluminium – rdzeń polietylowy – aluminium z wykorzystaniem klasycznej technologii frezowania oraz technologii cięcia wysokociśnieniowym strumieniem wodno-ściernym. Zakres prowadzonych prac obejmował: wycięcie próbek w kształcie litery H, pomiar dokładności wymiarowo-kształtowej uzyskanych próbek oraz pomiar chropowatości powierzchni po cięciu na warstwie aluminium próbki kompozytowej. Cięcie wysokociśnieniowym strumieniem wodno-ściernym oraz frezowanie (współbieżne oraz przeciwbieżne) odbywały się z identyczną prędkością posuwu, tj.: 13,33 mm/s, 20 mm/s oraz 33,33 mm/s. W części końcowej artykułu przeprowadzono analizę uzyskanych wyników badań oraz wyciągnięto wnioski.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Proces cięcia wysokociśnieniową strugą tnącą znacząco różni się od procesu cięcia wiązką laserową, jeśli chodzi o zmiany parametrów chropowatości przeciętej powierzchni w odniesieniu do zmiany podobnych parametrów obróbki. Skąd wynikają te różnice?
Machining of composite materials through classical way, i.e. using conventional tools for turning, drilling, milling, grinding and polishing, produces a lot of very small particles - dust. These particles enter the air, because machining should be performed with a minimum of sprinkling to protect composite material properties and to avoid delamination or swelling. Sometimes, even some burning of epoxide used as binder takes place during machining. Dust produced during machining of the composite material might have negative impact on health and may cause explosion. Skin inflammation or inhalation of the toxic epoxide resin, are some of the examples. Common solution of this problem is suction of particles and fume using machines creating negative pressure. Subsequent removing of these harmful substances from air is quite demanding and expensive. Moreover, using of common suction systems is many times less efficient than declared by producers.This contribution presents a new way of fighting with pollution caused by composite machining. The alternative machining tool for composite machining is abrasive water jet (AWJ). This tool is efficient in all basic machining processes and produces in air only about 1% of dangerous pollution comparing to classical tools. Progress of the AWJ machining system based on robot as a movement device is presented and the first results are commented. The main attention is aimed at machining quality possibilities. However, a part of the contemporary research focused on pollution suppression is also presented in the contribution.
PL
Obróbka materiałów kompozytowych klasycznym sposobem, tj. przy użyciu konwencjonalnych narzędzi do toczenia, wiercenia, frezowania, szlifowania i polerowania, powoduje powstawanie bardzo małych cząstek – pyłu. Cząsteczki te dostają się do powietrza, ponieważ obróbkę należy wykonywać przy minimalnym zraszaniu, aby chronić właściwości materiału kompozytowego i uniknąć rozwarstwienia lub pęcznienia. Stosowana jest również obróbka epoksydu stosowanego jako spoiwo. Pył powstający podczas obróbki materiału kompozytowego może mieć negatywny wpływ na zdrowie i spowodować wybuch. Zapalenie skóry lub wdychanie toksycznej żywicy epoksydowej to tylko niektóre z przykładów. Powszechnym rozwiązaniem tego problemu jest odsysanie cząstek i oparów za pomocą maszyn wytwarzających podciśnienie. Usunięcie tych szkodliwych substancji z powietrza jest dość wymagające i kosztowne. Co więcej, stosowanie popularnych systemów ssących jest wielokrotnie mniej wydajne niż deklarowane przez producentów. W artykule przedstawiono nowy sposób walki z zanieczyszczeniami powodowanymi przez obróbkę kompozytową. Alternatywnym sposobem do obróbki kompozytów jest ścieranie strumieniem wody (AWJ). Ten sposób jest wydajny we wszystkich podstawowych procesach obróbki i powoduje powstawanie w powietrzu tylko około 1% niebezpiecznych zanieczyszczeń w porównaniu do klasycznych narzędzi. Przedstawiono postępy systemu obróbki AWJ opartego na robocie jako urządzeniu ruchowym i komentowano pierwsze wyniki. Główna uwaga skupiona jest na możliwościach obróbki strumieniem wody. Przedstawiono również inne współczesne badania koncentrujące się na zmniejszaniu tłumieniu zanieczyszczeń z procesu obróbki kompozytów.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The article describes tests of steel subjected to cutting with laser, plasma and abrasive waterjet. The research discussed in the article also involved microstructure observation and changes in hardness after cutting are as well as the assessment of surface quality based on measurements of surface parameters.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Odkąd metal i jego stopy stały się powszechnie wykorzystywane na skalę przemysłową, jednym z podstawowych półproduktów stały się blachy płaskie. Obecnie produkty z blach płaskich stanowią znaczną część metalowego rynku obróbki metali.
This article proposes to use abrasive waterjet cutting (AWJ) for deflashing, deburring and similar finishing operations in casting. The basic requirements concerning the dimensional accuracy and surface texture of cast components are not met if visible surface flaws are detected. The experiments focused on the removal of external flash from elements made of EN-GJL-150 cast iron. The method employed for finishing was abrasive waterjet cutting. The tests were carried out using an APW 2010BB waterjet cutting machine. The form profiles before and after flash removal were determined with a Taylor Hobson PGI 1200 contact profiler. A Nikon AZ100 optical microscope was applied to observe and measure the changes in the flash height and width. The casting surface after finishing was smooth, without characteristic sharp, rough edges that occur in the cutting of objects with a considerable thickness. It should be emphasized that this method does not replace precise cutting operations. Yet, it can be successfully used to finish castings for which lower surface quality is required. An undoubted advantage of waterjet cutting is no effect of high temperature as is the case with plasma, laser or conventional cutting. This process is also easy to automate; one tool is needed to perform different finishing operations in order to obtain the desired dimensions, both internal and external.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Ze względu na różnorodność właściwości wytwarzanych kompozytów decydujących o wyborze odpowiedniej techniki cięcia konieczna jest znajomość problemów związanych z prowadzeniem operacji rozdzielania materiału za pomocą podstawowych metod, tj. cięcia mechanicznego (obróbka plastyczna, obróbka skrawaniem), cięcia gazowego (tlenowego lub plazmowego), cięcia strumieniem wody i strumieniem wodno-ściernym, cięcia wiązką promieni lasera oraz cięcia elektroerozyjnego. Kryterium wyboru odpowiedniej techniki cięcia do określonego zastosowania zależy nie tylko od oczekiwanej prędkości cięcia, grubości materiału, ale jest również związane z właściwościami fizycznymi obrabianego materiału.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono krótką charakterystykę trzech najczęściej stosowanych technik cięcia wysoko skoncentrowanymi strumieniami energii: strugą wodno-ścierną, strumieniem fotonów oraz strumieniem plazmy. Na bazie tej charakterystyki dokonano oceny porównawczej stanu powierzchni stali nierdzewnej X5CRNI18-10 po cięciu analizowanymi technikami. W tym celu wykonano pomiary struktury geometrycznej powierzchni metodą triangulacji laserowej oraz obserwacje jej stanu metodą mikroskopii opto-cyfrowej.
EN
The article presents a brief description of the three most commonly used cutting techniques with the use of highly concentrated energy streams: abrasive water-jet, photon stream and plasma jet. On the basis of this characteristic, a comparative assessment of the surface condition of the X5CRNI18-10 stainless steel after cutting with the analyzed techniques was carried out. For this purpose, the measurements of the geometric structure of the surface by using the laser triangulation method and the observations of its state with opto-digital microscopy were performed.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono wyniki badań dotyczące wartości kąta ukosowania powstającego podczas cięcia abrazywnego przekładkowych struktur kompozytowych (stopu aluminium EN AW-2024 i kompozytu węglowego). Zbadano wpływ prędkości cięcia, ciśnienia strugi wodno-ściernej, wydatku medium tnącego oraz materiału wejścia strugi i liczby warstw materiału kompozytowego na jakość przecinanych powierzchni.
EN
Presented are results of the surface quality sandwich composites (aluminum alloy EN AW-2024 and CFRP) by using an abrasive water-jet. The experiments were conducted with different speed of cutting, pressure of the abrasive water, mass flow rates, entry side of the stream and quantity of composite layers. The analysis has been studied based on received bevel angle values.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule opisano ocenę jakości procesu cięcia strumieniem wody wybranych materiałów konstrukcyjnych (stopu aluminium AlCu4MgSi, mosiądzu CuZn37, stali nierdzewnej X5CrNi18-10, stali niestopowej S235JR) o grubości 10 mm. Ocenie poddano: jakość powierzchni po cięciu (odchyłkę prostopadłości, chropowatość powierzchni, kąt ukosu), szerokość szczeliny cięcia oraz średnicę otworu. Powierzchnie cięte poddano ocenie wg normy ISO 9013:2008. Przeprowadzone badania wykazały przydatność procesu cięcia strumieniowo-ściernego w przypadku wszystkich wytypowanych materiałów konstrukcyjnych. Jakość powierzchni uzyskana po cięciu dla porównywanych materiałów konstrukcyjnych jest wystarczająca i opłacalna w jakości średniej Q3. Dla wyższych jakości uzyskuje się oczywiście lepsze efekty, ale koszt cięcia znacznie rośnie. Dlatego detale można wycinać w niższych jakościach, a następnie poddać dalszej obróbce mechanicznej, która jest mniej kosztowna.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule opisany został wpływ metod cięcia termicznego i strumieniem wody na jakość ciętej powierzchni. Podstawowymi kryteriami oceny były pomiary tolerancji prostopadłości, średniej wysokości profilu chropowatości Rz5 w oparciu o normę PN-EN ISO 9013:2017-04 oraz ocena wizualna, a także wyniki pomiarów twardości HV10.
EN
The article describes influence of thermal cutting methods and water jet cutting on cut surface quality. The basic evaluation criteria were measurements of perpendicular tolerance, average profile height of roughness Rz5, based on PN-EN ISO 9013:2017-04 standard, visual evaluation and also results of measurements of hardness values HV10.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiano wyniki badań dotyczące wpływu trzech czynników wejściowych o trzech stopniach wartości kodowych, takich jak prędkość posuwu głowicy tnącej, odległość końca dyszy wodno-ściernej od ciętego materiału i wydatek dozowanego ścierniwa na wartość wyjściową, którą była odchyłka okrągłości mierzona w trzech przekrojach. Otwory zostały wycięte w stopie aluminium za pomocą wysokociśnieniowej strugi wodnej z dodatkiem ścierniwa.
EN
This paper discusses experimental results concerning the geometric accuracy of cylindrical holes. The input variables were the cutting speed, the distance between the abrasive water jet nozzle and the workpiece, and the abrasive mass flow rate. The output variables were roundness deviation, which were measured in three sections. The holes were made in aluminum alloy by a high-pressure jet of water containing almandine garnet as an abrasive substance.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono możliwość ponownego wykorzystania materiału ściernego typu garnet w obróbce wysokociśnieniową strugą wodno-ścierną. Badania frakcyjne garnetu # 80 po procesie cięcia pozwoliły na przygotowanie ze zużytych ziaren ściernych odpowiednika ścierniwa o ziarnistości # 120. W celu określenia zdolności skrawanych ziaren z odzyskanego ścierniwa przeprowadzono próbę cięcia stopu aluminium z wykorzystaniem nieużywanego ścierniwa garnet # 120 oraz specjalnie przygotowanego # 120. Badania przeciętej powierzchni materiału obrabianego obejmowały ocenę parametrów struktury geometrycznej.
EN
Presented is the possibility of reuse abrasive grains in abrasive waterjet cutting. The disintegration particles of garnet # 80 used to create a new abrasive garnet, corresponding to the fresh garnet # 120. In order to determine the ability of cutting recycling abrasive grains was carried out the aluminium alloy cutiing by using fresh and recycling garnet # 120. The experimental investigations of cutting surface quality focused on evaluation of surface geometrical structure.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono wpływ wielkości ziaren ściernych na jakość technologiczną powierzchni przecięcia stali niestopowej konstrukcyjnej S235JR. Eksperyment przeprowadzono na obrabiarce do cięcia wysokociśnieniową strugą wodno-ścierną APW 2010BB, z wykorzystaniem ścierniwa garnet #80 i #120. Badania obejmowały ocenę makrostruktury powierzchni przecięcia: szerokości szczeliny cięcia, błędów kształtu i chropowatości powierzchni. Doświadczenie potwierdziło, że wielkość ziaren ściernych w istotny sposób wpływa na makrostrukturę powierzchni przecięcia. Za pomocą ziaren ściernych o mniejszej granulacji można wykonać gładsze cięcie, jednak drobniejsze cząstki ścierne mają mniejszą energię kinetyczną, co prowadzi do osłabienia zdolności erozyjnej strugi wodno- ściernej. Badania zrealizowano ze zmienną prędkością posuwu, dlatego możliwe było określenie wpływu prędkości posuwu na średnie kwadratowe odchylenie powierzchni. Zwiększenie prędkości posuwu skutkowało zmniejszeniem całej szerokości szczeliny cięcia – było to widoczne zwłaszcza w dolnej strefie cięcia obrabianego przedmiotu.
EN
The influence of the abrasive grain size on the technological quality of the intersection of non-alloy structural steel S235JR, is presented. The experiment was carried out on a high-pressure water-jet APW 2010BB abrasive cutting machine using the abrasive garnet #80 and #120. Studies included the assessment of intersection surface macrostructure: slit width, shape defects and surface roughness. Experiment has confirmed that the size of abrasive grains significantly influences the macrostructure of the intersection surface. Smoother cuts can be made with finer grains, but finer abrasive particles have less kinetic energy, leading to reduction in the erosion capacity of the water-jet. The study was carried out at variable feedrate, therefore it was possible to determine the influence of the feedrate on the average square surface deviation. Increasing the feedrate resulted in a decrease in the entire width of the cut slit, which was especially noticeable in the lower cut zone of the workpiece.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule opisano wpływ procesu cięcia plazmą powietrzną, strumieniem tlenu, wiązką laserową oraz strumieniem wody na jakość powierzchni stali ulepszonej cieplnie S 960QL o grubości 10 mm. Ocenie poddano jakość powierzchni po cięciu (odchyłkę prostopadłości, chropowatość powierzchni, kąt ukosu), szerokość szczeliny cięcia, sposób przebijania oraz zmiany strukturalne i zmiany twardości przy powierzchni cięcia.
EN
In the paper, the influence of air plasma, oxygen stream, laser beam and water jet cutting processes on the surface quality of the S 960QL toughened steel has been presented. The assessment includes: surface quality (perpendicular deviation, surface roughness, scarf angle), gap width after cutting, punching method, as well as structural and hardness changes near the cutting surface.
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Technologia wysokociśnieniowego strumienia wodno ściernego o ciśnieniach roboczych w zakresie 300-400 MPa od kilkunastu lat w warunkach polskiego przemysłu zajmuje stałe miejsce w zastosowaniu do cięcia różnych materiałów. Staje się dzięki temu jedną z trzech wzajemnie komplementarnych technologii, do których można zaliczyć także technologie wycinania laserowego oraz cięcia plazmowego. Wymienione metody cięcia różni bardzo wiele czynników o charakterze energetycznym, kosztowym i technologicznym, zwłaszcza w sensie jakości powierzchni oraz jakości elementów obrabianych.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Z reguły decyzja o zakupie maszyny wodno-ściernej wynika z potrzeb wykonywania usług obróbki materiałów, które trudno obrobić innymi metodami. Na potrzebę kupna takiej maszyny wpływa również główna jej zaleta: brak zmian strukturalnych wynikających z wpływów cieplnych na powierzchni przecięcia (stąd często używana wobec obróbki wysokociśnieniową strugą wodną nazwa: „na zimno”). Poniżej przedstawiono uzasadnione przypadki, w których zalecane jest stosowanie cięcia metodą wodno-ścierną.
19
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono dwa sposoby wycinania skomplikowanych kształtów. Pierwszym z prezentowanych procesów jest wycinanie elektroerozyjne (Wire Electrical Discharge Machining - WEDM). Omówiono podstawy fizyczne, wpływ parametrów na przebieg procesu oraz własności użytkowe. Podano wady i zalety tego sposobu obróbki. Drugim sposobem przedstawionym w artykule jest wycinanie strugą wody i wycinanie strugą wody ze ścierniwem (Water Jet Machining - WJM i Abrasive Water Jet Machining - AWJM). Podobnie jak przy omawianiu WEDM podano podstawy fizyczne, wpływ parametrów na przebieg procesu oraz własności użytkowe. Podano wady i zalety tego sposobu obróbki. W obu obróbkach przytoczono przykłady zastosowań.
EN
Two ways of shaping complex parts have been outlined in this paper. The first one, the Wire Electrical Discharged Machining (WEDM) has been presented by discussing its physical foundations, the performance features and the effect of machining parameters on the process course. The advantages as well as disadvan- tages of this process have been listed. The other method, Water Jet Machining (WJM) and Abrasive Water Jet Machining (AWJM) has been presented the similar way, by discussing its physical foundations, the performance features and the effect of machining parameters on the process course. The advantages as well as disadvantages of this process have been listed. The possible applications have been given for both machining methods.
W artykule scharakteryzowano proces cięcia strugą wodno-ścierną. Zwrócono szczególną uwagę na oddziaływanie czynnika roboczego w procesie water-jet na obrabiany materiał. Przeprowadzono badania eksperymentalne wybranych parametrów technologicznych procesu na jakość krawędzi cięcia ceramiki. Zwrócono szczególną uwagę na dokładność wycinania w funkcji prędkości posuwu, w procesie przecinania wysokociśnieniową strugą wodno-ścierną oraz zużycia ścierniwa.
EN
This paper describes the process Abrasive Water Jet Cutting. Special attention was paid to the impact of water jet technology to the workpiece material. The investigation test carried out for ceramic cutting process.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.