Analysis of chip fragmentation in AZ91HP alloy milling with respect to reducing the risk of chip ignition

• Autorzy: Gziut O. , Kuczmaszewski J. , Zagórski I.

Identyfikatory

DOI

10.17531/ein.2016.1.10

Warianty tytułu

PL

Analiza fragmentacji wiórów podcza s frezowania stopu AZ91HP w aspekcie zmniejszenia ryzyka za płonu

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

Magnesium alloys are used as advanced structural materials for producing machine components for the aircraft or automotive industry. The machining of these components involves the risk of uncontrolled ignition during machining operations and production of fine-grained chip fractions causing the wear of kinematic pairs in technological machines. Given the operation of machine tools, the determination of a method for assessing risk based on determining a safe milling range and suitable operational parameters seems justified. The paper presents the results of investigations on chip fragmentation, chip mass and dimensions. Based on these parameters, we determine effective and safe regions with respect to operation of machine tools. The experiments are performed on magnesium alloy AZ91HP, one of the most widely used casting alloys.

PL

Stopy magnezu są wykorzystywane jako nowoczesne materiały konstrukcyjne na elementy maszyn wytwarzane m.in. na potrzeby przemysłu lotniczego czy motoryzacyjnego. Obróbka skrawaniem tych elementów wiąże się z ryzykiem niekontrolowanego zapłonu podczas wykonywania operacji obróbkowych oraz powstawaniem drobnoziarnistych frakcji wiórów powodujących przyspieszone zużycie węzłów kinematycznych maszyn technologicznych. Zaproponowanie oceny ryzyka związanego z wyborem zakresu, uznawanego za bezpieczny, parametrów technologicznych frezowania, wydaje się celowe ze względów eksploatacyjnych maszyn obróbkowych. W artykule przedstawiono wyniki badań fragmentacji wiórów, ich masy oraz wymiarów charakterystycznych wiórów. Istotnym wydaje się określenie (na podstawie wymienionych wskaźników) obszarów uznawanych ze efektywne a zarazem bezpieczne z punktu widzenia eksploatacji maszyn obróbkowych. Do badań wytypowano często stosowany stop magnezu, z grupy odlewniczych, AZ91HP.

Słowa kluczowe

EN

high-speed dry milling; magnesium alloys; safety; reliability; maintenance of machines

PL

frezowanie na sucho; stopy magnezu; bezpieczeństwo; niezawodność; eksploatacja maszyn

• Wydawca: Polskie Naukowo-Techniczne Towarzystwo Eksploatacyjne
• Czasopismo: Eksploatacja i Niezawodność
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 18, no. 1
• Strony: 73--79
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Gziut O.

• Lublin University of Technology Mechanical Engineering Faculty Department of Production Engineering ul. Nadbystrzycka 36, 20-618 Lublin, Poland

autor

Kuczmaszewski J.

• Lublin University of Technology Mechanical Engineering Faculty Department of Production Engineering ul. Nadbystrzycka 36, 20-618 Lublin, Poland

autor

Zagórski I.

• Lublin University of Technology Mechanical Engineering Faculty Department of Production Engineering ul. Nadbystrzycka 36, 20-618 Lublin, Poland

Bibliografia

• 1. Akyuz B. Machinability of magnesium and its alloys. TOJSAT: The Online Journal of Science and Technology 2011; 1(3): 31-38.
• 2. Arai M, Sato S, Ogawa M, Shikata H I. Chip Control in Finish Cutting of Magnesium Alloy. Journal of Materials Processing Technology 1996; 62: 341-344, http://dx.doi.org/10.1016/S0924-0136(96)02432-6.
• 3. Fang F Z, Lee L C, Liu X D. Mean Flank Temperature Measurement in High Speed Dry Cutting. Journal of Materials Processing Technology 2005; 167: 119-123, http://dx.doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2004.10.002.
• 4. Guo Y B, Salahshoor M. Process mechanics and surface integrity by high-speed dry milling of biodegradable magnesium-calcium implant alloys. CIRP Annals - Manufacturing Technology 2010; 59: 151-154, http://dx.doi.org/10.1016/j.cirp.2010.03.051.
• 5. Hou J Z, Zhou W, Zhao N. Methods for Prevention of Ignition during Machining of Magnesium Alloys. Key Engineering Materials 2010; 447-448: 150-154, http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.447-448.150.
• 6. Krolczyk G., Legutko S. Investigations Into Surface Integrity in the Turning Process of Duplex Stainless Steel. Transactions of FAMENA 2014; 38: 77-82.
• 7. Krolczyk G., Legutko S., Nieslony P., Gajek M. Study of the surface integrity microhardness of austenitic stainless steel after turning. Tehnički Vjesnik – Technical Gazette 2014; 21: 1307-1311.
• 8. Krolczyk G., Nieslony P., Legutko S., Stoic A. Microhardness changes gradient of the Duplex Stainless Steel (DSS) surface layer after dry turning. Metalurgija 2014; 53: 529-532.
• 9. Kuczmaszewski J, Pieśko P. Wear of milling cutters resulting from high silicon aluminium alloy cast AlSi21CuNi machining. Eksploatacja i Niezawodnosc – Maintenance and Reliability 2012; 16(1): 37-41.
• 10. Kuczmaszewski J, Zagórski I. Badania fragmentowania wiórów w procesie frezowania stopów magnezu. Mechanik 2014; 8-9: 321-328.
• 11. Le Coz G, Marinescu M, Devillez A, Dudzinski D, Velnom L. Measuring temperature of rotating cutting tools: Application to MQL drilling and dry milling of aerospace alloys. Applied Thermal Engineering 2012; 36: 434-441, http://dx.doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2011.10.060.
• 12. Legutko S. Development trends in machines operation maintenance. Eksploatacja i Niezawodnosc – Maintenance and Reliability 2009; 2: 8-16.
• 13. Legutko S. Podstawy eksploatacji maszyn i urządzeń. Warszawa: Wyd. Szkolne i Pedagogiczne, 2007.
• 14. Li H Z, Liu K, Li X P. A new method for determining the undeformed chip thickness in milling. Journal of Materials Processing Technology 2001; 113(1-3): 378-384, http://dx.doi.org/10.1016/S0924-0136(01)00586-6.
• 15. Lotfi Sai, Bouzid W, Zghal A. Chip thickness analysis for different tool motions for adaptive feed rate. Journal of Materials Processing Technology 2008; 204(1-3): 213-220, http://dx.doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2007.11.094.
• 16. Oczoś K E. Extension of the magnesium alloys application range. Mechanik 2009; 5-6: 386-400.
• 17. Oczoś K E, Kawalec A. Kształtowanie metali lekkich. Warszawa: PWN, 2012.
• 18. Oziemski S. Efektywność eksploatacji maszyn, Podstawy techniczno-ekonomiczne. Radom: Wyd. Instytutu Technologii Eksploatacji, 1999.
• 19. Semotiuk L. An analysis of the operational characteristics of innovative tool structures used in high speed rough milling processes. Eksploatacja i Niezawodnosc – Maintenance and Reliability 2009; 1: 46-53.
• 20. Wojciechowski S., Twardowski P., Wieczorowski M. Surface texture analysis after ball end milling with various surface inclination of hardened steel. Metrology and Measurement Systems 2014; 21(1): 145-56, http://dx.doi.org/10.2478/mms-2014-0014.
• 21. Zhao N, Hou J, Zhu S. Chip ignition in research on high-speed face milling AM50A magnesium alloy. Second International Conference on Mechanic Automation and Control Engineering 15-17 July 2011; Inner Mongolia, China, http://dx.doi.org/10.1109/MACE.2011.5987127.
• 22. POLSKA NORMA Badanie trwałości noży tokarskich punktowych. PN–ISO 3685:1996.
• 23. http://www.polmag.pl/, z dnia 20.03.2015r.