Możliwości zastosowania mas r aplikacyjnych w pomiarze zużycia powierzchni roboczych matryc kuźniczych z głębokimi wykrojami z wykorzystaniem skanowania laserowego 3D

• Autorzy: Hawryluk M. , Kuran M. , Ziemba J. , Janik M.

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0012.9799

Warianty tytułu

EN

Applicability of replication masses in measuring the wear of working surfaces of forging dies with deep cavities using 3D laser scanning

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zaprezentowano możliwości zastosowania metody replikowania geometrii narzędzia kształtującego wyrób w procesie kucia dokładanego na gorąco do kontroli cech geometrycznych z wykorzystaniem techniki skanowania laserowego 3D. Spośród kilkunastu mas o rożnych właściwościach i przeznaczeniu, badaniom poddano dwie masy do replikowania o zbliżonych parametrach, którymi wypełniono matrycę kuźniczą o głębokim -wykroju roboczym stosowaną w procesu wyciskania współbieżnego. Uzyskane wyniki wykazały, że w oparciu o wybrane parametry charakteryzujące masy replikacyjne oraz własne badania możliwy jest dobór optymalnej masy dla pomiarów wykonywanych metodą skanowania 3D ze względu na najlepsze odwzorowanie warstwy wierzchniej i zminimalizowanie deformacji pojawiającej się podczas usuwania replik z mierzonych wykrojów roboczych matryc. Zaproponowane podejście wykorzystujące pomiar w technice skanowania 3D mas replikacyjnych powierzchni narzędzi umożliwia przeprowadzanie badań nieniszczących dla pełnych roboczych powierzchni matryc kuźniczych o głębokich wykrojach i -wspomaganie procesu podejmowania decyzji o ich dalszej eksploatacji poprzez miarodajne określenie ich zużycia.

EN

The article presents the possibilities of using the method of replicating the geometry of the tool shaping the product in the hot forging process for the control of geometric features using 3D laser scanning. Out of a dozen or so masses with different properties and purpose, two masses for replication with similar parameters were tested, which were filled with a forging die with a deep working cavity used in the process of forward extrusion. The obtained results showed that on the basis of the selected parameters characterizing replication masses and own test s, it is possible to select the optimal mass for 3D scanning measurements due to the best mapping of the surface layer and the minimization of the deformations occurring when removing the replicas from the measured working cavities of the dies. The proposed approach using measurement in the 3D scanning technique of replicate masses of tool surfaces enables to perform non-destructive testing of full working surfaces of forging dies with deep cavities and to support decision making about their further exploitation by the reliable determination of their wear.

Słowa kluczowe

PL

kucie; masa replikacyjna; zużycie; matryca kuźnicza; skanowanie 3D

EN

forging; replication mass; wear; forging die; 3D scanning

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Mechaniki Precyzyjnej
• Czasopismo: Inżynieria Powierzchni
• Rocznik: 2018
• Tom: nr 4
• Strony: 25--33
• Opis fizyczny: Bibliogr. 35 poz., wykr., tab.

Twórcy

autor

Hawryluk M.

• Politechnika Wrocławska, Katedra Obróbki Plastycznej i Metrologii

autor

Kuran M.

• Politechnika Wrocławska, Katedra Obróbki Plastycznej i Metrologii

autor

Ziemba J.

• Politechnika Wrocławska, Katedra Obróbki Plastycznej i Metrologii

autor

Janik M.

• Mahle Polska, Krotoszyn

Bibliografia

• 1. Hawryluk M., Ziemba J.: Application of the 3D reverse scanning method in the analysis of tool wear and forging defects. „Measurement” 2018, vol. 128, p. 204–213.
• 2. ISO GPS 10360-4:2000 Geometrical Product Specifications (GPS) – Acceptance and Reverification Tests for Coordinate Measuring Machines (CMM) – Part 4: CMMs used in Scanning Measuring Mode.
• 3. Hawryluk M., Ziemba J., Rychlik M.: Application of scanning techniques in the analysis of the wear forging tools. „Advances in Manufacturing” In: Hamrol A., Ciszak O., Legutko S., Jurczyk M. Advances in Manufacturing. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Springer, Cham 2018, p. 753–764.
• 4. Weckenmann A., Weickmann. J.: Optical inspection of formed sheet metal parts applying fringe projection systems and virtual fixation. „Metrology and Measurement Systems” 2006, vol. 13, issue 4, p. 321–334.
• 5. Marton E., Pizzolon. F.: Dimensional control during forging. Innovative 3d laser measuring systems. „Forge Applications” 2010, vol. 1, issue 23, p. 35–44.
• 6. Lulkiewicz J., Szkudelski S., Pachutko. B.: Kompleksowe badania matryc kuźniczych. „Projektowanie i Konstrukcje Inżynierskie” 2015, vol. 3, issue 90, s.16–19.
• 7. Machácek P., Tomícek. J.: Application of laser scanning in reverse engineering and prototype manufacturing. „Współrzędnościowa Technika Pomiarowa” 2010, vol. 1, issue 21, p. 35–44.
• 8. Pachutko B., Ziółkiewicz. S.: Investigation of the wear processes of dies for forging building anchors basing on metallographic examinations. „Obróbka Plastyczna Metali” 2012, vol. 23, issue 4, p. 277–293.
• 9. Altıntaş E., Güngör E.: Accuracy of replica materials when measuring engineering surfaces. „Metallography, Microstructure, and Analysis” 2013, vol. 2, issue 337, p. 337–342.
• 10. http://www.aicon3d.com/fileadmin/user_upload/produkte/en/breuckmann_Scanner/01_PDF_IuT/Forging_die_measurement_Web.pdf. (11.11.2018).
• 11. Ratajczyk E.: Współrzędnościowe ramiona pomiarowe i ich testy dokładności. „Przegląd Elektrotechniczny” 2008. vol. 5, s. 181–185.
• 12. Hawryluk M., Ziemba J.: Możliwości wykorzystania technik skanowania w aplikacjach kuźniczych. „Obróbka Plastyczna Metali” 2017, vol. 28, issue 1, s. 39–58.
• 13. Hawryluk M.: Wpływ warunku podobieństwa plastycznego na dokładność modelowania fizycznego procesów wyciskania. Rozprawa doktorska, Radom 2016.
• 14. Hawryluk M., Kaszuba M., Widomski P., Ziemba J.: Możliwości zastosowania technik pomiarowych w procesach kucia matrycowego na gorąco. „Przegląd Mechaniczny” 2016, vol. 75, issue 9, s. 16–22.
• 15. Gronostajski Z., Kaszuba M., Hawryluk M., Marciniak M., Zwierzchowski M., Mazurkiewicz A., Smolik J.: Improving durability of hot forging tools by applying hybrid layers. „Metallurgy” 2015, vol. 54 issue 4, p. 687–690.
• 16. Gronostajski Z., Hawryluk M., Kaszuba M., Ziemba J.: Application of a measuring arm with an integrated laser scanner in the analysis of the shape changes of forging instrumentation during production. „Eksploatacja i Niezawodność” – Maintenance and Reliability 2016, vol. 18, issue 2, p. 194–200.
• 17. Gronostajski Z., Kaszuba M., Hawryluk M., Zwierzchowski M.: A review of the degradation mechanisms of the hot forging tools. “Archives of Civil and Mechanical Engineering” 2014, vol. 14, issue 4, p. 528–539.
• 18. Hawryluk M., Kuran M., Ziemba J.: The use of replicas in the measurement of machine elements with use of contact coordinate measurements. „Mechanik” 2018, vol. 2018, issue 11, p. 958–960.
• 19. Rezav S.A.M., Behravesh A.H.: An experimental investigation on dimensional stability of injected wax patterns of gas turbine blades. „Journal of Materials Processing Technology” 2006, vol. 182, issue 1, p. 580–587.
• 20. Ge M., Wu G., Burk D., Ozelis J., Harms Jr. E., Sergatskov D., Hicks D., Cooley, D.L.: Routine characterization of 3D profiles of SRF cavity defects using replica techniques. „Superconductor Science and Technology” 2010, vol. 24, issue 3, p. 740–744.
• 21. Chil-Chyuan K., Zhong-Sheng S.: Fabrication of a high precision silicone rubber mold for replicating wax patterns of cylinder heads. „Indian Journal of Engineering and Materials Sciences” 2012, vol. 19, p. 157–162.
• 22. Kuo C.C., Wu M.X.: Evaluation of service life of silicone rubber molds using vacuum casting. „International Journal of Advanced Manufacturing Technology” 2016, vol. 90, issue 9–12, p. 3775–3781.
• 23. Prasad K.D.V., Yarlagadda T., Hock S.: Statistical analysis on accuracy of wax paterns used in investment casting process. „Journal of Materials Processing Technology” 2003, vol. 138, issue 1–3, p. 75–81.
• 24. Swiatkowski K., Cacko R.: Investigations of new wax-based model materials simulating metal working process. „Journal of materials processing technology” 1997, vol. 72, issue 2, p. 267–271.
• 25. Tresca H.: Sur l’ecoulement des corps solides soumis a de fortes pressions. „Comptes Rendus Mathematique Academie des Sciences, Paris” 1864, vol. 59, issue 2, p. 754–758.
• 26. Wanheim T.: Trends in physical simulation of metal working processes. „The 4th Cairo University Conference on Mechanical Design And Production Cairo Universit” 1988, p. 27–29.
• 27. Michio I., Yamagishi T., Oshida Yo., Muñoz C.: Effect of selected physical properties of waxes on investments and casting shrinkage. „The Journal of prosthetic dentistry” 1996, vol. 75. issue 2, p. 11-16.
• 28. Wulfman C., Koenig V., Mainjot A.K.: Wear measurement of dental tissues and materials in clinical studies: A systematic review. „Dental Materials” 2018, vol. 34, issue 6, p. 825–850.
• 29. Kuo C.C., Hung, C.C.: Enhancing the efficiency of removing support material from rapid prototype parts using pH value compensation technology. „Materials Science/Medziagotyra”, 2015, vol. 21, issue 2, p. 314–318.
• 30. Kacalak W., Tandecka K., Lipiński D.: Analysis of the accuracy of the assessment of the consumption of the active surface of abrasive tools using RepliSet replicas in the system and spatial scanning in industrial environments. „Mechanik” 2015, vol. 2015, issue 8–9, p. 169–172.
• 31. Rodríguez J.M.C., Rastrero A.R., Bárcena M.M.: Estudio de las desviaciones dimensionales en el taladrado en seco de la aleación Ti-6Al-4V. In: Estévez A.M., Bárcena M.M., Bulo I.M., Jiménez J.J.D. (eds), V Jornadas Predoctorales en Ingeniería Escuela Superior de Ingeniería, 2014, p. 29–32.
• 32. Fita S., Nowicki J., Ziemba J.: Mikroskopowe pomiary gwintów okrągłych z wykorzystaniem procesora QM-DATA 200 i mas plastycznych. In: Zarzycki J. (eds), “Komputerowe wspomaganie Badań Naukowych XV, Wrocław, 2008, p. 85–88.
• 33. Matuszak J., Zaleski K.: Effect of brushing parameters upon edge states after wire brushing of AZ91 HPmagnesium alloy. „Advances in Science and Technology Research Journal” 2013, vol. 7, p. 64–69.
• 34. Nilsson L., Ohlsson R.: Accuracy of replica materials when measuring engineering surfaces. „International Journal of Machine Tools and Manufacture” 2001, vol. 41, issue 13–14, p. 2139–2145.
• 35. https://www.plastiform-info.com/catalogue-and-documentation/download/21-brochure-catalogue/155-catalogue-plastiform Rivelec, (11.11.2018).