Wpływ twardości materiału obrabianego na jakość powierzchni po docieraniu

• Autorzy: Molenda J. , Charchalis A.

Warianty tytułu

EN

Influence of material hardness of workpiece on surface quality after lapping

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Obecnie, wobec wysokich wymagań co do stanu powierzchni, jakie konstruktorzy stawiają elementom maszyn, szczególne znaczenie ma rozwój metod obróbki bardzo dokładnej. Jedną z takich metod jest docieranie, rozwijane przede wszystkim w zakresie obróbki powierzchni płaskich. Naddatek z powierzchni obrabianej usuwany jest w następstwie wzajemnego oddziaływania pomiędzy powierzchnią obrabianą, powierzchnią docieraka i mikroziarnami ściernymi. Przebieg tego procesu ściśle zależy od twardości materiału obrabianego. Obróbka materiałów ciągliwych odbywa się głównie przez mikroskrawanie oraz odkształcenie plastyczne, naddatek usuwany jest wtedy w dwóch etapach: umocnienie materiału w wyniku odkształcenia i odrywanie cząstek na skutek umocnienia. Kształtowanie powierzchni elementów z materiałów kruchych, jak ceramika, następuje przede wszystkim na skutek propagacji pęknięć. W celu sprawdzenia, jak twardość materiału obrabianego wpływa na efekty docierania, wykonano szereg prób. Do badań wybrano próbki ze stali C45, które obrabiano cieplnie w celu uzyskania trzech wartości twardości: 160 HV, 440 HV i 650 HV. Tak przygotowane próbki szlifowano, następnie docierano stosując te same parametry obróbki. W pracy przedstawiono wyniki badań stereometrii powierzchni prowadzonych przed i po procesie docierania. Potwierdzają one, że twardość ma zasadniczy wpływ na jakość powierzchni obrobionej, którą w tej pracy opisano parametrami chropowatości Ra i poprawy chropowatości KRa. Dodatkowo analizowano fotogramy powierzchni wykonane odwróconym mikroskopem Axiovert 25.

EN

The finishing processes are an important perspective to be considered today to meet the goals like parallelism, tolerances, flatness, and smooth surface of workpieces. These processes are high-precision abrasive processes. A leading importance in this perspective has the lapping process. It leads to a surface with low roughness and high precision. The most extensively used type of lapping process is flat lapping. Stock removal is a result of interactions between abrasive grains, workpiece, and tool surfaces. The mechanism of material removal process strongly depends on workpiece material hardness. At ductile materials (e.g. steel) microcutting and microploughing mainly appear while at brittle materials (e.g. ceramics) microcracking exists. The goal of this paper was to check the influence of workpiece material hardness on workpiece surface quality. For the research steel C45 samples were chosen. Samples were divided to three groups according to planned heat treatment (planned hardnesses). Obtained Vicker’s hardness in each group were 160, 440, and 650 HV. Then speciments were grounded to surface roughness Ra = 0.67 μm. After grinding lapping process was conducted. Experiments were carried out with the same lapping parameters for each group. This paper presents the results of workpiece surfaces measurements conducted before and after lapping. They confirm the influence of material hardness on workpiece surface quality. The surface quality is described by Ra and KRa parameters. Additionally surface photographs were analysed. They were performed with use of inverted microscope Axiovert 25.

Słowa kluczowe

PL

materiał obrabiany; twardość; jakość powierzchni; docieranie

EN

workpiece; hardness; surface quality; lapping

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 3
• Strony: 3363--3370, CD 1
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys.

Twórcy

autor

Molenda J.

• Akademia Morska w Gdyni, Wydział Mechaniczny; 81-225 Gdynia; ul. Morska 81-87. Tel: [phone], Fax: [phone]

autor

Charchalis A.

• Akademia Morska w Gdyni, Wydział Mechaniczny; 81-225 Gdynia; ul. Morska 81-87. Tel: [phone], Fax: [phone]

Bibliografia

• 1. Barylski A., Badania kształtowania powierzchni materiałów ceramicznych przez docieranie. Tribologia 2004, nr 4.
• 2. Evans C.J., Paul E., Dornfeld D., Lucca D.A., Byrne G., Tricard M., Klocke F., Dambon O., Mullany B.A., Material removal mechanisms in lapping and polishing. Annals of the CIRP 2003, vol. 52, nr 2.
• 3. Groover M.P., Fundamentals of modern manufacturing: materials, processes and systems, 3rd edition. John Wiley & Sons, Inc., USA 2007.
• 4. Kainer G. B., Identification of methods and means of monitoring precision components in finishing operations and following manufacture. Measurement Techniques 2008, vol. 51, nr 10.
• 5. Klocke F., Manufacturing Processes 2: Grinding, Honing, Lapping. Springer – Verlag, Berlin Heidelberg 2009.
• 6. Marinescu I. D., Uhlmann E., Doi T. K., Handbook of lapping and polishing. CRC Press Taylor & Francis Group, Boca Raton 2007.
• 7. Molenda J., Influence of lapping velocity, pressure, and time on ceramic elements machining results. Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni 2013, nr 79.
• 8. Molenda J., Charchalis A., Dependence between workpiece material hardness and face lapping results of steel C45. Solid State Phenomena, Trans Tech Publications, Switzerland, Mechatronic Systems and Materials VI 2015.
• 9. Molenda J., Charchalis A.: Steel C45 elements lapping. Journal of KONES Powertrain and Transport 2014, vol. 21, nr 1.
• 10. Sreejith P. S., Ngoi B. K. A., Material removal mechanism in precision machining of new materials. International Journal of Machine Tools & Manufacture 2001, nr 41.