Zastosowanie optycznych technik pomiarowych do analizy topografii powierzchni obrobionej w toczeniu

• Autorzy: Zawada-Tomkiewicz A.

Warianty tytułu

EN

The use of optical measuring techniques for the analysis of machined surface topography in turning

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł zawiera analizę powierzchni obrobionej po toczeniu stali hartowanej. Bazując na modelu strefy skrawania został przeanalizowany obszar tworzenia chropowatości powierzchni. Zjawiska obserwowano przy zastosowaniu skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM) wraz z analizą składu oraz interferometru światła białego. Zdjęcia ostrza skrawającego zarówno od strony powierzchni przyłożenia, jak i natarcia przeanalizowano z punktu widzenia tworzenia powierzchni. Dokonano analizy zdjęć powierzchni oraz ilościowego porównania mikronierówności powierzchni po toczeniu z teoretycznym odwzorowaniem ostrza w materiale obrabianym.

EN

The article contains an analysis of machined surface after turning of hardened steel. The area of formation of surface roughness was analyzed based on the model of the machining zone [1]. Normalized unit force distribution on the rounded cutting edge indicates the presence, outside the chip formation and the creation of surface area, an area of dominant normal stress. This area takes part in the phenomenon of separation of the material. Depending on the elasto-plastic properties of work material at a given temperature (the ability to strengthen before the tool) the material from the zone of dominant normal stresses is burnished and flows under the tool causing the increase of the surface roughness. For hardened steel the plastic flow capacity is limited. This reduces the amount of material side flow, described also in [2-8]. The phenomenon was observed using scanning electron micro-scopy (SEM) [9] together with EDS analysis [10] and also with the use of white light interferometer[11-14]. Machined surface and tool wear in hard turning were particularly investigated in [15-21]. In this paper digital images of the cutting edge from flank and rake faces were analyzed from the perspective of creating a machined surface. An analysis of surface images was performed together with the quantitative comparison of surface asperities after turning to the theoretical roughness profile.

Słowa kluczowe

PL

toczenie stali hartowanej; model chropowatości powierzchni; metody optyczne

EN

hard turning; surface roughness model; optical methods

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 57, nr 5
• Strony: 519--522
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys.

Twórcy

autor

Zawada-Tomkiewicz A.

• Politechnika Koszalińska, ul. Racławicka 15/17, 75-620 Koszalin,

Bibliografia

• [1] Storch B.: Zjawiska przykrawędziowe i monitorowanie chropowatości powierzchni po obróbce jednoostrzowej, Monografie Wydziału Mechanicznego 124. Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Koszalińskiej 2006.
• [2] Kawalec M.: Skrawanie ostrzami zdefiniowanymi geometrycznie zahartowanych stali. Rozwój, efekty i tendencje. Obróbka skrawaniem 3. Bydgoszcz (2009) 9-30.
• [3] Jemielniak K.: Nowości w wysoko produktywnej obróbce skrawaniem. Obróbka Skrawaniem 2. Innowacje, Kraków (2008) 23-32.
• [4] Grzesik W.: Advanced Machining. Processes of Metallic Materials. Elsevier 2008.
• [5] Zawada-Tomkiewicz A.: Surface roughness produced by hard turning with PCBN tools. Proceeding of 7th International DAAAM Baltic Conference, Tallinn (2010), p. 275-278.
• [6] Zawada-Tomkiewicz A.: Zastosowanie Empirical Mode Decomposition do analizy zmian chropowatości w czasie skrawania. PAK nr 4 (2010), s. 326-329.
• [7] Oczoś K. E., Liubimov V.: Struktura geometryczna powierzchni. Wydawnictwo Politechniki Rzeszowskiej 2003.
• [8] Zawada-Tomkiewicz A., Storch B.: The analysis of the state of turned surface with the use of its image. Contact and Surface. WIT Press Southampton (2009) 97-104.
• [9] Teper E.: Podstawy mikroskopii skaningowej. www.kgmip.wnoz.us. edu.pl
• [10] Energy-dispersive x-ray microanalysis. NORAN Instruments 1989, cme.epfl.ch.
• [11] Łukianowicz Cz., Tomkowski R.: Analysis of topography of engineering surfaces by white light interferometry, 12th International Conference on Metrology and Properties of Engineering Surfaces, Rzeszów (2009), s. 63-67.
• [12] Makieła W., Stępień K.: Ocena wpływu metodyki doboru falki bazowej na analizę falkową zarysów nierówności powierzchni. PAK nr 1 (2010), s. 32-34.
• [13] Adamczak S., Janecki D., Makieła W., Stępień K.: Eksperymentalna weryfikacja pomiaru elementów o zmiennej średnicy metodą promieniową. PAK nr 9 (2010), s. 1067-1070.
• [14] Grzesik W., Brol S., Żak K.: Ocena chropowatości powierzchni 2D i 3D po toczeniu różnych materiałów konstrukcyjnych. PAK nr 1 (2010), s. 44-45.
• [15] Poulachon G., Bandyopadhyay B. P., Jawahir I. S., Pheulpin S., Seguin E.: Wear behavior of CBN tools while turning various hardened steels. Wear 256/3-4 (2004) 302-310.
• [16] Yallese M. A., Chaoui K., Zeghib N., Boulanouar L., Rigal J. -F.: Hard machining of hardened bearing steel using cubic boron nitride tool. Journal of Materials Processing Technology 209 (2009) 1092–1104.
• [17] Pavel R., Marinescu I., Deis M., Pillar J.: Effect of tool wear on surface finish for a case of continuous and interrupted hard turning. Journal of Materials Processing Technology 170/1-2 (2005) 341-349.
• [18] Kishawy H. A., Elbestawi M. A.: Effects of process parameters on material side flow during hard Turing. International Journal of Machine Tools and Manufacture 39/7 (1999) 1017-1030.
• [19] Zawada-Tomkiewicz A., Storch B.: Pomiar zużycia ostrza skrawającego interferometrem światła białego. PAK nr 8 (2010), s. 950-953.
• [20] Liu K., Melkote S. N., Effect of plastic side flow on surface roughness in micro-turning process. International Journal of Machine Tools and Manufacture 46/14 (2006), p. 1778-1785.
• [21] Rech J., Moisan A.: Surface integrity in finish hard turning of case-hardened steel. International Journal of Machine Tools and Manufacture 43 (2003), p. 543–550.