In recent years, water jet cutting technology has been being used more and more often, in various domains of human activity. Its numerous applications include cutting different materials - among them, rock materials. The present paper discusses the results of the research that aimed at determining - in a quantitative manner - the way in which the water jet cutting parameters (such as the traverse speed of the head, and the distance between the high-pressure inlet of the water jet and the cut material) influence the quality of the processed surface. Additionally, the impact of these parameters on the surface of various materials was investigated. The materials used were three granites differing with respect to the size of grains. In the course of the research, the standard parameters defined by the ISO norms were analyzed. It was also proposed that variograms be used to analyze the quality of the cut surface.
PL
Technologia cięcia strumieniem wodnym staje się w ostatnich latach coraz intensywniej wykorzystywana w różnych dziedzinach działalności człowieka. Jest ona wykorzystywana do obróbki różnorodnych materiałów, również materiałów skalnych. W ramach badań analizowano trzy granity różniące się m.in. wielkościami ziarn, które były przecinane przy różnych prędkościach przesuwu głowicy z wlotem strumienia wodnego. Analizowano standardowe parametry zdefiniowane w normach ISO jak również zaproponowano wykorzystanie wariogramów do analizy jakości wyciętej powierzchni. W pracy opisano w sposób ilościowy zmiany jakości powierzchni skał ciętych strumieniem wodnym ze ścierniwem w zależności od prędkości przesuwu głowicy, jak również w zależności od odległości przecinanego fragmentu powierzchni od wlotu strumienia wodnego do materiału. Wyniki uzyskane w pomiarach wskazują też na wpływ wielkości uziarnienia skały na jakość otrzymanej powierzchni. Jest to szczególnie widoczne dla najmniej optymalnych parametrów cięcia strumieniem wodnym, czyli dla dużych prędkości cięcia i dla fragmentów powierzchni znacznie oddalonych od brzegu próbki. W badaniach wykazano, że przy optymalnie dobranych parametrach obróbki wpływ wielkości ziarn na jakość powierzchni jest niewielki, a niekiedy nawet pomijalny. W pracy opisano również możliwość zastosowania funkcji madogramu do analizy jakości obrabianej powierzchni. Przy wykorzystaniu tej funkcji można nie tylko potwierdzić rezultaty otrzymane na bazie parametrów zdefiniowanych w ISO, ale otrzymuje się bardziej dogłębny obraz ukształtowania badanej powierzchni.
This paper deals with an evaluation of the surface roughness quality of titanium samples created by abrasive waterjet cutting (AWJ) and by CO2 laser, considering an impact of the selected traverse speeds on the final quality of machined surfaces. Experiments were carried out on titanium samples of ASTM B265-99. The machined surfaces were measured by a contact profilometer Surftest SJ 401. The obtained data were used to compare the surface roughness parameter Ra at the selected traverse speeds and to compare a material proportion within an initiation zone.
PL
Tytan i jego stopy są materiałami coraz częściej stosowanymi w różnych dziedzinach przemysłu lotniczego, maszynowego, chemicznego, petrochemicznego i elektronicznego. Obróbka tytanu i jego stopów przy pomocy konwencjonalnych technologii jest bardzo trudna. Tytan jest silnie reaktywny chemicznie w przypadku cięcia w temperaturze około 500 °C. Często jest to przyczyną mikro-spawania w miejscu cięcia. Jednym ze sposobów zwiększenia wydajności procesu cięcia jest implementacja technologii niekonwencjonalnych [1-2], takich jak metody hydrostrumieniowelub metody laserowe. Są one coraz częściej wykorzystywane w przemyśle ze względu na ich przewagę nad innymi tradycyjnymi technologiami. Stosuje się je do różnych rodzajów obróbki materiałów, takich jak cięcie, wiercenie, wykrawanie oraz do modyfikacji powierzchni [3]. Są one stosowana w produkcji w połączeniu ze sterowaniem CNC. Umożliwiają również wycinanie skomplikowanych kształtów, które są bardzo trudne do uzyskania metodami tradycyjnymi. Cięcie tytanu i jego stopów laserem CO2 jest stosunkowo nową technologią. Lasery CO2 są powszechnie stosowane do cięcia takich materiałów jak stal nierdzewna, aluminium, miedź, tworzywa sztuczne, itp. Obecnie proces cięcia jest w pełni zautomatyzowany dzięki skomputeryzowanym systemom sterowania. W artykule przedstawiono wyniki pomiarów topografii powierzchni powstałych w wyniku przecinania arkuszy tytanu ASTM B265 99 o grubości 10 mm wysokociśnieniową strugą wodno-ścierną oraz laserem CO2. Eksperymenty przeprowadzono celem porównania chropowatości powierzchni (Ra) ze względu na prędkości posuwu 350, 450 i 550 mm/min. Zauważono, że wzrost chropowatości powierzchni jest spowodowany zwiększaniem się prędkości posuwu. Przy wycinaniu elementów krzywoliniowych metodą hydrostrumieniową zmiana jakości powierzchni cięcia w zależności od szybkości posuwu jest nieznaczna. Natomiast przy cięciu podobnych elementów laserem CO2 zauważa się znaczne zróżnicowanie stanu powierzchni cięcia, co może być spowodowane nadmiernym wytwarzaniem ciepła w strefie obróbki.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.