Undeformed chip sizes in grinding process of regular surface texture generation

• Autorzy: Stępień P.

Warianty tytułu

PL

Rozmiary warstw skrawanych w procesie szlifowania regularnej struktury geometrycznej powierzchni

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents theoretical analysis and simulation results of the process of regular surface texture generation by grinding with the wheel shaped in a special way. Simple variant of the method consists in grinding with the wheel having single helical groove. Non-uniform load of abrasive grains located in different zones of the wheel circumference was described. Two models (deterministic and probabilistic) of the wheel active surface were developed, assuming different grain arrangement. Results of two models were compared and differences were explained.

PL

Praca przedstawia analizę teoretyczną i wyniki badań symulacyjnych procesu kształtowania regularnej struktury geometrycznej powierzchni przy szlifowaniu specjalnie ukształtowaną ściernicą z pojedynczym rowkiem śrubowym. Opisano nierównomierne obciążenie ziaren ściernych położonych na różnych częściach obwodu ściernicy. Zastosowano dwa modele czynnej powierzchni ściernicy, różniące się sposobem rozmieszczenia ziaren ściernych. Wyniki obu modeli: deterministycznego oraz probabilistycznego zostały porównane, a istniejące różnice wyjaśnione.

Słowa kluczowe

EN

undeformed chip; grinding; regular surface texture

PL

warstwa skrawana; szlifowanie; struktura geometryczna powierzchni regularna

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Archive of Mechanical Engineering
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. LIV, nr 3
• Strony: 235--259
• Opis fizyczny: Bibliogr. 46 poz., rys., tabl.

Twórcy

autor

Stępień P.

• Department of Mechanical Engineering, Technical University of Koszalin, Racławicka 15-17, 75-620 Koszalin, Poland,

Bibliografia

• [1] Oczoś K., Liubimov V.: Struktura geometryczna powierzchni. Podstawy klasyfikacji z atlasem charakterystycznych powierzchni kształtowanych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszow 2003.
• [2] Stout K. J., Blunt L.: A contribution to the debate on surface classifications - random, systematic, unstructured, structured and engineered. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2001, Vol. 41, pp. 2039÷2044.
• [3] Stępień P.: Właściwości eksploatacyjne powierzchni o regularnej makrogeometrii. Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej, 1987, Nr 35, z. 14, XV Szkoła Trybologiczna, Rzeszow, pp. 123÷125.
• [4] Stępień P.: Oberfl¨achengestaltung gasdynamischer Lager und Dichtungen. Industrie Diamanten Rundschau, 1994, Vol. 2, pp. 108÷114.
• [5] Bulatov V. P., Krasny V. A., Schneider Y. G.: Basic of machining methods to yield wear- and fretting-resistive surfaces, having roughness patterns. Wear, 1997, Vol. 208, pp. 132÷137.
• [6] Kobatake S., Kawakubo Y., Suzuki S.: Laplace pressure measurement on laser textured thinfilm disk. Tribology International, 2003, Vol. 36, pp. 329÷333.
• [7] Wakuda M., Yamauchi Y., Kanzaki S., Yasuda Y.: Effect of surface texturing on friction reduction between ceramic and steel materials under lubricated sliding contact. Wear, 2003, Vol. 254, pp. 356÷363.
• [8] Kovalchenko A., Ajayi O., Erdemir A., Fenske G., Etsion I.: The effect of laser surface texturing on transitions in lubrication regimes during unidirectional sliding contact. Tribology International, 2005, Vol. 38, pp. 219÷225.
• [9] Pettersson U., Jacobson S.: Tribological texturing of steel surfaces with a novel diamond embossing tool technique. Tribology International, 2006, Vol. 39, pp. 695÷700.
• [10] Stępień P.: Podstawy kształtowania regularnej struktury geometrycznej powierzchni w procesach szlifowania. Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Koszalińskiej, Monografia Nr 125, Koszalin 2006.
• [11] Gao W., Araki T., Kiyono S., Okazaki Y., Yamanaka M.: Precision nanofabrication and evaluation of a large area sinusoidal grid surface for a surface encoder. Precision Engineering, 2003, Vol. 27, pp. 289÷298.
• [12] Ike H.: Properties of metal sheets with 3-D designed surface microgeometry prepared by special rolls. Journal of Materials Processing Technology, 1996, Vol. 60, pp. 363÷368.
• [13] Ike H., Plancak M.: Coining process as a means of controlling surface microgeometry. Journal of Materials Processing Technology, 1998, Vol. 80–81, pp. 101÷107.
• [14] Fornies E., Zaldo C., Albella J. M.: Control of random texture of monocrystalline silicon cells by angle-resolved optical reflectance. Solar Energy Materials and Solar Cells, 2005, Vol. 87, pp. 583÷593.
• [15] Xi Z., Yang D., Que D.: Texturization of monocrystalline silicon with tribasic-sodium phosphate. Solar Energy Materials and Solar Cells, 2003, Vol. 77, pp. 255÷263.
• [16] Schneider Y.G.: Formation of surface with uniform micropatterns on precision machine and instrument parts. Precision Engineering, 1984, Vol. 6(14), pp. 219÷225.
• [17] Arola D., Mccain M. L., Kunaporn S., Ramulu M.: Waterjet and abrasive waterjet surface treatment of titanium: a comparison of surface texture and residual stress. Wear, 2002, Vol. 249, pp. 943÷950.
• [18] Ramasawmy H., Blunt L.: Effect of EDM process parameters on 3D surface topography. Journal of Materials Processing Technology, 2004, Vol. 148, pp. 155÷164.
• [19] Choo L., Ogawa Y., Kanbargi G., Otra V., Raff L. M., Komanduri R.: Micromachining of silicon by short-pulse laser ablation in air and under water. Materials Science and Engineering, 2004, Vol. A372, pp. 145÷162.
• [20] Du D., He Y. F., Sui B., Xiong L. J., Zhang H.: Laser texturing of rollers by pulsed Nd:YAG laser. Journal of Materials Processing Technology, 2005, Vol. 161, pp. 456÷461.
• [21] Hong M. H., Huang S. M., Luk’yanchuk B. S., Chong T. C.: Laser assisted surface nanopat- terning. Sensors and Actuators, 2003, Vol. A108, pp. 69÷74.
• [22] Horisawa H., Akimoto N., Ashizawa H., Yasunaga N.: Effects of a quartz beam-guide on high-precision laser-assisted etching of Al2O3 ceramics. Surface and Coatings Technology, 1999, Vol. 112, pp. 389÷393.
• [23] Lee Y-C., Chen C-M., Wu C-Y.: A new excimer laser micromachining method for axially symmetric 3D microstructures with continuous surface profiles. Sensors and Actuators, 2005, Vol. A117, pp. 349÷355.
• [24] Man H. C., Zhang S., Cheng F. T., Guo X.: Laser fabrication of porous surface layer on NiTi shape memory alloy. Materials Science and Engineering, 2005, Vol. A404, pp. 173÷178.
• [25] Tsai C-H., Chen H-C.: Laser milling of cavity in ceramic substrate by fracture-machining element technique. Journal of Materials Processing Technology, 2003, Vol. 136, pp. 158÷165.
• [26] Yakimets I., Richard C., Beranger G., Peyre P.: Laser peening processing effect on mechanical and tribological properties of rolling steel 100Cr6. Wear, 2004, Vol. 256, pp. 311÷320.
• [27] Stępień P.: Sposób nacinania regularnych rowków na powierzchni przedmiotu oraz narzędzie do nacinania regularnych rowków na powierzchni przedmiotu. Patent 137408 z 03.03.1988.
• [28] Kacalak W., Pluta Z., Stępień P.: Nowe metody i narzędzia do kształtowania regularnej makrogeometrii na powierzchniach utwardzonych. Prace naukowe ITBM Politechniki Wrocławskiej, 1987, Nr 34, X Naukowa Szkoła Obróbki Ściernej, pp. 227÷236.
• [29] Stępień P.: Nowa metoda nacinania regularnych rowków na powierzchniach części maszyn. Materiały II Krajowej Konferencji Naukowo-Technicznej „Nowoczesne technologie w budowie maszyn ciężkich”, 1987, pp. 136÷147.
• [30] Stępień P.: Nowa metoda kształtowania regularnej makrogeometrii powierzchni technicznych. Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej Nr 36, z. 14, XV Szkoła Trybologiczna, 1987, pp. 123÷125.
• [31] Stępień P.: Analiza hydrodynamicznego wyporu mikroklinow smarnych. Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej Nr 36, z. 14, XV Szkoła Trybologiczna, 1987, pp. 231÷236.
• [32] Stępień P.: Analiza obciążenia ziaren przy szlifowaniu ściernicą kształtującą regularną strukturę geometryczną powierzchni technicznych. Materiały II Konferencji „Narzędzia Skrawające i ścierne NASS ’88”, 1988, pp. 317÷325.
• [33] Kacalak W., Stępień P.: Metody kształtowania ściernego regularnej makrogeometrii na powierzchniach utwardzonych. Materiały II Międzynarodowego Sympozjum „Obrobka dokładna i wykończająca – FPM’89”, 1989, Prace Naukowe ITBM Politechniki Wrocławskiej Nr 42, Seria: Konferencje Nr 15, pp. 24÷33.
• [34] Stępień P.: Generation of regular patterns on ground surfaces. Annals of the CIRP, 1989, Vol. 38/1, pp. 561÷566.
• [35] Stępień P., Bałasz B.: Simulation of the formation process of regular grooves on the ground surface. Proc. 4th Annual Industrial Simulation Conference, Palermo 5–6 June 2006, 269÷276.
• [36] Stępień P.: Sposób nacinania regularnych rowków na powierzchni przedmiotu obrotowego. Patent 160313 z 21.01.1994.
• [37] Gołąbczak A.: Metody kształtowania właściwości użytkowych ściernic. Monografie, Politechnika Łodzka, 2004.
• [38] Gołąbczak A.: System elektroerozyjnego i elektrochemicznego obciągania ściernic ze spoiwem metalowym. Szkoła Naukowa Obrobek Erozyjnych, 2000, Vol. 7, pp. 141÷154.
• [39] Yokogawa K.: Einflus der Abricht- und Schleifbedingungen auf die Rauheit und Rundheit geschliffener Oberflachen. Werkstatt und Betrieb, 1974, Vol. 9, pp. 513÷588.
• [40] Verkerk J., Pekelharing A. J.: Kinematical approach to the effect of wheel dressing conditions on the grinding process. Annals of the CIRP, 1976, Vol. 25/1, pp. 209÷214.
• [41] Verkerk J., Pekelharing A. J.: The influence of the dressing operation on productivity in precision grinding. Annals of the CIRP, 1979, Vol. 28/2, pp 487÷495.
• [42] Verkerk J.: Final report concerning CIRP cooperative work on the characterization of grinding wheel topography. Annals of the CIRP, 1976, Vol. 25/1, pp. 209÷215.
• [43] Renker H. J.: The identification of grinding faults from appearance of ground surface. Technical Information STUDER AG, 1981, Vol. 10, pp. 1÷12.
• [44] Stępień P.: Wybrane zagadnienia procesu kształtowania topografii powierzchni szlifowanej. Praca Doktorska, Wrocław 1984.
• [45] Stępień P.: Rozmieszczenie wierzchołkow ziaren ściernych na roboczej powierzchni ściernicy. Zeszyty Naukowe Wydziału Mechanicznego Wyższej Szkoły Inżynierskiej w Koszalinie, 1989, Nr 11, pp. 233÷252.
• [46] Stępień P.: Badania topografii powierzchni ściernic z regularnego azotku boru. Materiały XIX Naukowej Szkoły Obrobki Ściernej, 1996, pp. 131÷137.