Integrated production technology of cylindrical surfaces by turning and burnishing

• Autorzy: Przybylski W.

Identyfikatory

DOI

10.2478/amst-2016-0014

Warianty tytułu

PL

Zintegrowana technologia cylindrycznych powierzchni z zastosowaniem toczenia i jednoczesnego nagniatania

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The method is based on a combination of previously used two separate operations namely machining and burnishing in a one complex operation implemented on a lathe. The application of such a complex machining operation on a single work station is a technological innovation with high economic efficiency. In one pass of special cutting-burnishing heads three processes: semi-finishing, finishing and strengthening by cold work are realized. In this way, the costly operations like, shafts grinding or holes honing can be eliminated. In the case of the proposed technology, e.g. in the production of hydraulic cylinders, machining time for piston rods and cylinders can be about 6 times shorter in relation to the conventional technology (with grinding or honing). Integrated machining with turning and burnishing is particularly effective and recommended for use on dedicated CNC machines with numerical control. Discs or rollers for generation of plastic deformation in the surface layer are placed in the back of the head. In the case of machining shafts and hydraulic cylinders of steel C45 is possible to obtain a surface roughness Ra= 0,16 – 0,32 micrometers, dimensional accuracy class 7-8 according to ISO standards, and increase in the hardness of the surface up to 40%.

PL

W pracy przedstawiono zintegrowaną metodę – jednoczesne toczenie (lub roztaczanie) i nagniatanie powierzchni cylindrycznych w jednej operacji na specjalizowanych tokarkach. Metodę cechuje duża efektywność – obróbka odbywa się w jednym przejściu roboczym specjalnych głowic skrawająco--nagniatających. Głowice wykonują jednocześnie obróbkę kształtującą i wykończeniową z jednoczesnym umocnieniem warstwy wierzchniej w wyniku plastycznego odkształcania. Obróbka może zastąpić szlifowanie długich wałów lub gładzenie (honowanie) głębokich otworów. Zalecana jest szczególnie w technologii tłoczysk i cylindrów hydraulicznych siłowników – czas obróbki ok. 6 razy krótszy w porównaniu do technologii tradycyjnej (ze szlifowaniem lub honowaniem). Opisane konstrukcje głowic skrawająco-nagniatających zostały sprawdzone w badaniach laboratoryjnych i przemysłowych na tłoczyskach i cylindrach hydraulicznych siłowników wykonanych ze stali C45. Uzyskano chropowatość powierzchni – Ra w zakresie 0,16-0,32 μm i dokładność wykonania średnic w zakresie 7-8 klasy wg ISO. Twardość warstwy wierzchniej zwiększyła się po nagniataniu o ok. 40%.

Słowa kluczowe

EN

surface plastic deformation; burnishing process; turning; burnishing tools; burnishing equipment

PL

plastyczne odkształcenie powierzchniowe; nagniatanie; toczenie; narzędzia do nagniatania; urządzenia do nagniatania

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN ; De Gruyter
• Czasopismo: Advances in Manufacturing Science and Technology
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 40, nr 3
• Strony: 29--42
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., fot., rys., tab.

Twórcy

autor

Przybylski W.

• Gdansk University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Narutowicza st.11/12, 80-233 Gdansk, Poland

Bibliografia

• [1] K. CZECHOWSKI, W. POLOWSKI, Ł. JANCZEWSKI, J. KALISZ: Wydajne nagniatanie gładkościowe wałów o dużej smukłości. Mechanik, 86(2013).
• [2] K. KALINSKI, W. PRZYBYLSKI: Modelling and analysis of the dynamics of the shafts burnishing process. Machines Vibration, 2(1993).
• [3] W. PRZYBYLSKI, M. SIEMIĄTKOWSKI: Determining manufacturing conditions in integrated CNC turning-burnishing process planning. W: Proceedings of the 9th International DAAAM Symposium, Cluj-Napoca 1998.
• [4] W. PRZYBYLSKI, M. SIEMIĄTKOWSKI: Selecting manufacturing variants of shafts using integrated CNC turning-burnishing technologies. Annals of DAAAM Symposium, Vienna 1999.
• [5] K. SKALSKI, A. MORAWSKI, W. PRZYBYLSKI: Analysis of contact elasticplastic strains during the process of burnishing. International Journal of Mechanical Sciences, 5(1995).
• [6] W. PSZIBYLSKIJ: Technollogja powierhnostnoj plasticzeskoj obrabotki. Metallurgija, Moskwa 1991.
• [7] W. PRZYBYLSKI: Development and importance of burnishing technology in computer integrated manufacturing. Developments in Mechanical Engineering. Gdansk University of Technology, Gdansk 2005.
• [8] W. PRZYBYLSKI, J. WOJCIECHOWSKI, M. KLEINER, A. KLAUS: Badania wpływu obróbki nagniataniem na wytrzymałość złączy rurowych. Archiwum Technologii Budowy Maszyn i Automatyzacji, 26(2006)2.
• [9] S. DZIONK, W. PRZYBYLSKI: Surface Waviness of Components Machined by Burnishing Method. Archives of Mechanical Technology and Automation, 32(2012)2.
• [10] W. GRZESIK: Polepszenie jakości technologicznej i użytkowej części z materiałów utwardzonych. Część III. Mechanik, 85(2012)12.
• [11] W. GRZESIK, K. ZAK, M. PRAZMOWSKI: Surface integrity of hard turned parts modified by ball burnishing. Journal of Machine Engineering, 12(2012)1.
• [12] J. KACZMAREK, W. PRZYBYLSKI: The surface contact characteristics after sliding and rolling burnishing. Advances in Manufacturing Science and Technology. Quartely of PAN, 26(20020)1.
• [13] A. RODRIGUES: Surface improvement of shafts by the deep ball-burnishing technique. Surface and Coatings Technology, 206(2012).
• [14] Z. MACHYNIA, J. KALISZ, K. CZECHOWSKI: Some aspects of modeling of roller burnishing. Mechanik, 86(2013)12.
• [15] W. PRZYBYLSKI, M. SIEMIĄTKOWSKI, B. SCIBIORSKI: Computer aided synthesis and evaluation of cellular machining system solutions incorporating burnishing technologies. Conferences on Computer Integrated Manufacturing (CIM’99). Warsaw 1999.
• [16] W. PRZYBYLSKI, J. SCISŁOWSKI, J. ZIELINSKI: Device for simultaneous turning and burnishing of shafts. Patent PL nr 161449, Warszawa 1993.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017)