Influence of lapping velocity, pressure and time on ceramic elements machining results

• Autorzy: Molenda J.

Warianty tytułu

PL

Wpływ nacisku jednostkowego, prędkości i czasu docierania na efekty obróbki elementów z ceramiki technicznej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Ceramics in recent years have been sought in many applications due to their improved properties like low density, high fracture toughness, high hardness and wear resistance, good high temperature strength and others. On the negative side, they are far less ductile than metals and tend to fracture immediately when any attempt is made to deform them by mechanical work. This is why machining of ceramic materials is a big challenge and quite expensive affair. Primarily they are finished by abrasive machining processes such as grinding, lapping and polishing. Lapping is used for achieving ultra-high finishes and close tolerances between mating pieces. It has been found very useful in the manufacture of optical mirrors and lenses, ceramics, hard disk drive, semiconductor wafers, valve seats, ball bearings, and many more parts. Lapping process on ceramics usually produces the surface finish as about 1÷0.01 µm of Ra. Aluminium oxide is one of the hardest materials known. Its high hardness promotes a series of applications in mechanical engineering, such as bearings and seals. During research Al₂O₃ sealing elements were lapping. The main goal was to check the results of machining for different process parameters. The experiments were conduct during flat lapping with use of ABRALAP 380 lapping machine. The lapping machine executory system consists of three conditioning rings. The process results were surface roughness Ra and material removal rate.

PL

Zakres zastosowań ceramiki technicznej obejmuje współcześnie prawie wszystkie dziedziny techniki. Tak szerokie wykorzystywanie wynika z jej licznych zalet, jak korzystny stosunek masy do objętości, wysoka twardość, odporność na ścieranie, odporność na korozję, mechaniczną wytrzymałość w wysokiej temperaturze, trwałość kształtu i inne. Istotną cechą prawie wszystkich materiałów ceramicznych jest ponadto ich kruchość. Te szczególne cechy ceramiki, w połączeniu z wysokimi wymaganiami pod względem jakości powierzchni obrobionej oraz dokładności wymiarowokształtowej wyrobu, sprawiają, że należy ona do grupy najtrudniej obrabianych materiałów konstrukcyjnych i należy przywiązywać szczególną uwagę do wyboru metody obróbki i doboru jej parametrów. Zastosowanie znajdują tylko niektóre metody wytwarzania. Szeroko wykorzystywane są przede wszystkim szlifowanie, docieranie i polerowanie. Docieranie stosuje się najczęściej wtedy, gdy wymagana jest jednocześnie wysoka dokładność kształtu, dokładność wymiarowa oraz określona mikrostereometria powierzchni obrobionej. Jako rodzaj obróbki wykończeniowej docieranie ma obecnie wiele zastosowań, między innymi w przemyśle kosmicznym, samochodowym, narzędziowym, medycznym, elektrooptyce, wytwarzaniu elementów urządzeń do archiwizacji danych, elementów pomp i zaworów. Pozwala ono na uzyskanie chropowatości powierzchni elementów ceramicznych Ra = 1–0.01 µm. Tlenek glinu jest jednym z najtwardszych materiałów konstrukcyjnych, co umożliwia jego szerokie zastosowanie w budowie maszyn, między innymi na elementy łożysk i uszczelnień. W pracy przedstawiono wyniki docierania elementów wykonanych z tego materiału. Głównym celem było sprawdzenie efektów obróbki przy zastosowaniu różnych parametrów procesu. Badania prowadzono w czasie docierania jednotarczowego na docierarce ABRALAP 380 o podstawowym układzie wykonawczym, składającym się z trzech pierścieni prowadzących. Analizowano chropowatość powierzchni opisaną parametrem Ra i ubytek materiałowy, liniowy i masowy.

Słowa kluczowe

EN

one side lapping; Al₂O₃ lapping; lapping process results; material removal rate

PL

docieranie jednotarczowe; docieranie ceramiki Al₂O₃; efekt docierania; ubytek materiałowy

• Wydawca: Wydawnictwo Uniwersytetu Morskiego w Gdyni
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni
• Rocznik: 2013
• Tom: nr 81
• Strony: 85--92
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys.

Twórcy

autor

Molenda J.

• Akademia Morska w Gdyni

Bibliografia

• 1. Agbaraji C., Raman S., Basic observations in the flat lapping of aluminum and steels using standard abrasives, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2009, No. 44.
• 2. Crichigno Filho J.M., Teixeira C.R., Valentina L.V.O.D., An investigation of acoustic emission to monitoring flat lapping with non-replenished slurry, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2007, No. 33.
• 3. Horng J.H., Jeng Y.R., Chen C.L., A model for temperature rise of polishing process considering effects of polishing pad and abrasive, Transactions of ASME, Vol. 126, 2004.
• 4. Marinescu I.D., Uhlmann E., Doi T.K., Handbook of lapping and polishing, CRC Press Taylor & Francis Group, Boca Raton 2007.
• 5. Molenda J., Barylski A., Al2O3 sealing elements lapping, Journal of KONES Powertrain and Transport, Vol. 19, 2012, No. 3.
• 6. Molenda J., Barylski A., Analysis of mathematical model describing a problem of temperature rise during one-sided surface lapping, Journal of KONES Powertrain and Transport, Vol. 16, 2009, No. 4.
• 7. Sreejith P.S., Ngoi B.K.A., Material removal mechanism in precision machining of new materials, International Journal of Machine Tools & Manufacture, 2001, No. 41.
• 8. www.engis.com.