Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Assessment of the depth of the plastically deformed top layer in burnishing process of shaft using a ceramic tool

Paszta Piotr, Chałko Leszek, Kowalik Rafał

Advances in Mechanical and Materials Engineering

|

2024

|

Vol. 41, nr 1

47-55

EN

Burnishing is one of the most effective methods of improving the strength of the surface layer of shafts as a result of strain strengthening of the material. This article presents an analytical approach to determining the the depth of the plastically deformed top layer of shaft based on Belyaev's theory. Contact of two bodies with an asymmetric stress state was assumed. A classic (symmetrical) solution was also considered. The aim of the research was to compare the calculated values of the depth of the plastically deformed top layer determined using these two methods. The calculations considered burnishing of shafts with a diameter of 48 mm made of steel with a yield stress of Re = 450 MPa and Re = 900 MPa. A burnishing tool with a Si3N4 ceramic tip was used for burnishing. It was found that in the range of low contact forces, the calculated values of the depth of the plastically deformed top layer using the asymmetric solution and the classical method are similar. It was also found that the relationship between the depth of the plastically deformed top layer and the contact force can be explained by a power equation with an accuracy of R2 > 0.999.

PL

Nagniatanie jest jedną z najbardziej efektywnych metod poprawy wytrzymałości warstwy wierzchniej wałów w efekcie umocnienia odkształceniowego materiału. W tym artykule przedstawiono teoretyczne podejście do określania grubości warstwy wierzchniej odkształconej plastycznie na podstawie teorii Bielajewa. Założono kontakt dwóch ciał z niesymetrycznym stanem naprężenia. Rozważano również rozwiązanie klasyczne. Celem badań było porównanie obliczonych wartości grubości warstwy odkształconej plastycznie wyznaczonych za pomocą tych dwóch metod. W obliczeniach rozważono nagniatanie wałów o średnicy 48 mm wykonanych ze stali o granicy plastyczności Re=450 MPa oraz Re= 900 MPa. Do nagniatania wykorzystano nagniatak z końcówką ceramiczną Si3N4. Stwierdzono, że w zakresie małych sił nacisku obliczone wartości grubości warstwy umocnionej za pomocą rozwiązania niesymetrycznego i metodą klasyczną są zbliżone. Stwierdzono również, że zależność pomiędzy głębokością odkształconej plastycznie warstwy wierzchniej a siłą nacisku można wyjaśnić równaniem potęgowym z dokładnością R2> 0,999.

2

The impact of additives applied to the lubricant on the burnishing process and tribological properties

Adamczuk Krzysztof, Dębowski Daniel, Wojciechowski Szymon, Kozak Dražan, Zabłocki Miłosz

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2023

|

Vol. 28, no. 2

13--23

EN

The aim of this study was to determine the impact of additions of tungsten carbide and silicon carbide microparticles to the lubricant used in the burnishing process on the tribological properties of friction pairs. The cylinders made of AISI 1045 steel constituted a workpiece. Burnishing was made with a lubricant the SN150 base oil with addition of tungsten carbide and silicon carbide microparticles. The tested materials were burnished with forces of 1000 N and 1500 N. Before and after the burnishing process, the surface roughness and hardness of the tested materials were measured. The study also presents the results of tribological properties of friction pairs with the tested structural materials. It was found that the addition of tungsten carbide microparticles to the base oil in the burnishing process can result in improved surface quality and reduced surface roughness. The results also confirmed the effect of addition of tungsten carbide and silicon carbide to the lubricant used in the burnishing process on tribological properties.

3

To decrease the turning-induced pitting susceptibility of laser-cladded Fe–Cr–Ni layer by low plasticity burnishing

Zhang Peirong, Hu Shunrui, Lv Tao, Du Jin, Su Guosheng, Liu Zhanqiang, Xu Chonghai

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2022

|

Vol. 22, no. 4

art. no. e179, 2022

EN

Corrosion resistance of machined surface and its correlation with surface roughness have been the important concerns for sustainability of the final products. However, the pitting corrosion of laser-cladded Fe–Cr–Ni layers by turning exhibits susceptibility to surface roughness characteristics. In present study, the generation mechanism of pitting susceptibility by turning and the effect of burnishing on decreasing the pitting susceptibility were explored. To this end, a theoretical model of the potential difference between roughness peaks and valleys was established with considering the functional parameters of the surface roughness. Then, the correlations between the potential difference and pitting characteristics including pitting depth, width and area were analyzed in order to reveal the generation mechanism of pitting susceptibility. The occurrence of pitting corrosion could be predicted by the local potential difference, which was higher at the location where pitting corrosion would occur while lower where pitting corrosion did not occur. Finally, the influence of each functional parameter of surface roughness on the potential difference was analyzed using the proposed model, with which the machining schematics were discussed. On the basis of this research, it was expected to improve the corrosion resistance of the claddings by turning and subsequent burnishing process chain.

4

Use of surface working for improving the working life of piston valves of combustion engines

Filipowicz Krzysztof, Kuczaj Mariusz, Mikuła Stanisław

Transport Problems

|

2020

|

T. 15, z. 3

107--116

EN

This paper deals with the issue of operating damage of combustion engine valves. It presents an innovative way and construction of a tool for strengthening piston engine valves by way of surface working. It presents the concept of machines for comprehensive surface working and for profiling the faces of combustion engine valves. It also includes the discussion of the methodology of working.

5

Analysis of the impact of burnishing on the steel sleeves technological quality in a corrosive environment

Dyl Tomasz, Koczurkiewicz Bartosz, Biś Jesica

Ochrona przed Korozją

|

2020

|

nr 8

242--245

EN

The burnishing process can replace machining, for example: reaming, boring, grinding, honing and lapping. The choice of the burnishing method depends mainly on the material of the element and the number of workpieces. Technological and economic conditions are also important. The article presents the impact of burnishing broaching sliding on the steel sleeves technological quality of the surface layer on its inner surface. It is important that after finishing the surface obtains the least roughness. This significantly reduces the ability to destroy the inner layer of the sleeve during the flow of corrosive agents.

PL

Proces nagniatania może zastąpić obróbkę, na przykład: rozwiercanie, wytaczanie, szlifowanie, gładzenie i docieranie. Wybór metody nagniatania zależy głównie od materiału elementu i liczby przedmiotów obrabianych. Ważne są także warunki technologiczne i ekonomiczne. W artykule przedstawiono wpływ nagniatania tulei stalowych na jakość technologiczną warstwy wierzchniej powierzchni. Istotnym jest aby po obróbce wykończeniowej powierzchnia uzyskiwała jak najmniejszą chropowatość. Wpływa to w znaczny sposób na obniżenie zdolności do niszczenia warstwy wewnętrznej tulei w trakcie przepływu czynników korozyjnych.

6

Aspects of utilizing burnishing for reconditioning machine components

Dyl Tomasz

Journal of KONBiN

|

2020

|

Vol. 50, iss. 4

331--352

EN

The paper presents exemplary application of burnishing treatment as a technological process of reconditioning machine components. Empirical research of burnishing treatment was conducted on the most common cylindrical surfaces which are widely used in machine construction, for example in drive shafts of centrifugal pumps. Experimental tests were carried out and determined the influence of burnishing technology on strengthening the surface layer of cylindrical samples made of unalloyed C45stainless steel. Burnishing was conducted by means of NK-01 roller burnisher, made in the Department of Marine Maintenance at Gdynia Maritime University. The burnishing is normally applied in manufacturing as well as reconditioning machine elements used in machine industry, metallurgic industry, power engineering industry or shipping and aviation industry where the safety and reliability of machine work is decisive.

PL

W pracy przedstawiono przykładowe wykorzystanie obróbki nagniataniem jako proces technologiczny regeneracji elementów maszyn. Wykonano badania doświadczalne obróbki nagniataniem typowych powierzchni walcowych, które są szeroko stosowane w budowie maszyn, np. na wały napędowe pomp odśrodkowych. Przeprowadzono próby eksperymentalne i określono wpływ nagniatania na umocnienie warstwy wierzchniej próbek walcowych wykonanych ze stali niestopowej C45. Nagniatanie wykonano za pomocą nagniataka krążkowego z dociskiem sztywnym NK-01 wykonanego w Katedrze Materiałów Okrętowych i Technologii Remontów na Wydziale Mechanicznym Uniwersytetu Morskiego w Gdyni. Nagniatanie ma zastosowanie do wytwarzania, jak i do regeneracji elementów maszyn stosowanych w przemyśle maszynowym, metalurgicznym, energetycznym, lotniczym i okrętowym, w których to bezpieczeństwo i niezawodność pracy maszyn są strategiczne.

7

Effect of turning-induced initial roughness level on surface roughness and residual stress improvements in subsequent burnishing

Zhang Peirong, Du Jin, Zhang Hui, Su Guosheng, Shen Xuehui, Huang Weimin, Liu Zhanqiang

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2020

|

Vol. 20, no. 3

241--253

EN

The hydraulic support column of comprehensive mining equipment is the most important part, subjecting to corrosion, wear and collision. The scrapped columns are restored by laser cladding to replace plating process for enhancing service life. All that is required after laser cladding is subtractive machining to improve the surface quality of the laser cladded coatings. This work focused on the remanufacturing machining strategy for re-contouring the laser cladding restored columns. First, surface roughness model of the laser cladded coatings by turn-burnishing was presented based on the surface generation mechanism. Then the effect of turning-induced roughness level on the surface roughness improvements by subsequent burnishing is addressed. Results indicated that the reduction of surface roughness by burnishing showed positive correlation with the feed in initial turning with conventional inserts, while was negatively correlated with the feed in initial turning with wiper inserts. In addition, the initial turning-induced surface roughness level generated great influence on the residual stress improvement in subsequent burnishing. Based on the findings, proper remanufacturing machining strategies for re-contouring the laser cladding-restored hydraulic support columns were presented.

8

Analytical modeling of surface generation in ultrasonic ball burnishing including effects of indentation pile-up/sink-in and chipping fracture

Teimouri Reza, Liu Zhanqiang, Wang Bing

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2020

|

Vol. 20, no. 4

684--709

EN

In mechanical based machining processes, the surface topography is generated through series of hierarchical pattern. Plastic deformation as result of contact and kinematic of motion are two main factors which determine evolution of surface generation. To basically optimize the surface quality, accurate predictive model of surface generation and constraints are required. In the present work, analytical models of dimple formation and hierarchical surface generation in ultrasonic assisted ball burnishing process are proposed. Pile-up and sink-in as two phenomena of indentation during both of loading and unloading phases were taken into the developed models. Considering interaction of indentation profile and kinematic of motion, three-dimensional surface topography and surface roughness are also analytically predicted. A criterion for surface failure is defined to perform process without any erosion. Confirmation of results have been made by series of single trace and multi-traces burnishing experiments on AA6061-T6 and AISI 1045. The results of indention profile, surface topography, roughness and failure criterion which were derived from predictive models were completely consistent with confirmatory experiments.

9

The effect of an active force while slide diamond burnishing of wooden shafts upon process quality

Dobrzyński Michał, Jaworek Lubomir, Orłowski Kazimierz, Przybylski Włodzimierz

Journal of Machine Construction and Maintenance - Problemy Eksploatacji

|

2019

|

no. 1

7--15

EN

The quality of the surface of wooden elements that have been turned and burnished has got a crucial meaning in the whole production process flow, since the obtained effects affect the quality of the wooden surface after finishing (coating, painting). In the paper, selected results of the investigation of the effect of the burnishing process on the surface quality of the elements after turning are presented. Research experiments were conducted on a lathe with a slide diamond burnisher and active (loading) forces: 30 N, 50 N, and 70 N. The elements under treatment were of great maple (Acer pseudoplatanus L.). The following report presents measuring results of the surface layer condition as well as some profile samples, and dimensional and geometrical deviations analysis.

PL

Jakość powierzchni elementów drewnianych, które zostały toczone i nagniatane, ma decydujące znaczenie w całym procesie produkcji, ponieważ uzyskane efekty wpływają na jakość drewnianych powierzchni po obróbce finalnej (powlekaniu, malowaniu). W artykule przedstawiono wybrane wyniki badań wpływu procesu nagniatania na jakość powierzchni elementów po toczeniu. Eksperymenty badawcze przeprowadzono na tokarce diamentowym narzędziem nagniatającym dla sił: 30 N; 50 N i 70 N. Obrabiane elementy wykonane były z drewna jaworowego (Acer pseudoplatanus L.). Poniższy raport przedstawia wyniki pomiarów stanu warstwy wierzchniej, a także analizy wybranych profili, odchyłek wymiarowych i geometrycznych.

10

The Effect of Surface Texturing on the Frictional Resistance of Steel-Bronze Assembly in Lubricated Sliding

Koszela W., Gałda L., Dzierwa A., Pawlus P., Sęp J., Ochwat S.

Tribologia

|

2018

|

nr 3

69--76

EN

The experiments were carried out using a block-on-ring tester. The block samples made from bronze CuSn10P of 138 HB hardness were burnished to obtain surfaces with circular oil pockets. Rings were made from 42CrMo4 steel of hardness 40 HRC. Friction tests were conducted at a constant normal load of 900 N. Tests were carried out at increasing sliding speeds of the range 0.08 – 0.82 m/s, starting from the lowest speed. The every speed was maintained for two minutes. The tested assembly was inserted in the reservoir of mineral oil L-AN 46. It was found that the dimple presence on block surface reduced the friction coefficient substantially compared to non- extured turned surfaces. The area density of dimples smaller than 15% (particularly 4.5% and 6%) was beneficial.

PL

Przeprowadzono badania tribologiczne w układzie rolka-klocek. Powierzchnie klocka (wycinka pierścienia) z brązu CuSn10P o twardości 138 HB zawierały sferyczne kieszenie smarowe uzyskane metodą wygniatania. Rolki wykonano ze stali 42CrMo4 o twardości 40 HRC. Badania tribologiczne przeprowadzono przy stałym obciążeniu normalnym wynoszącym 900 N i zwiększającej się prędkości ślizgania w zakresie 0,08–0,82 m/s, utrzymywanej w czasie dwóch minut. Skojarzenie trące smarowano olejem L-AN 46 znajdującym się w zbiorniku. Stwierdzono, że teksturowanie powierzchni klocka spowodowało istotne zmniejszenie oporów tarcia w porównaniu z parą cierną zawierającą gładkie powierzchnie, szczególnie przy niewielkich stopniach pokrycia wgłębieniami (4,5 i 6%).

11

Modelowanie powstawania naprężeń w warstwie wierzchniej

Tubielewicz K., Chmielik I.P., Michalczuk H.

Mechanik

|

2018

|

R. 91, nr 7

479--481

PL

Przedstawiono przebieg symulacji komputerowej stanu naprężeń występujących w strefie kontaktu przy oddziaływaniu odkształceń mechaniczno-cieplnych wywołanych procesem nagniatania. Wyniki opracowano w programie I-DEAS Master Series firmy SDRC z Milford.

EN

The computer simulation of the state of stress occurring in the contact zone during the influence of mechanical and caulking deformations caused by the process of burnishing was presented. The simulation results were based on the I-DEAS Master Series from SDRC from Milford.

12

Testing of the state of stresses after finish burnishing items

Grochała D., Berczyński S., Grządziel Z.

Journal of Machine Construction and Maintenance - Problemy Eksploatacji

|

2018

|

no. 1

45--52

EN

The article presents the results of studies on the formation of residual stresses due to finish burnishing. Improper state of stresses may arise when, seeking higher dimension and shape accuracy, smaller roughness, or improved plateau area, the production engineer is willing to apply high and very high burnishing forces Fb. Plastic deformations in roughness created by burnishing can be easily measured with modern profilometers. However, each finish burnishing cut is accompanied by a state of stresses, some of which are residual stresses that remain in the item after machining. Excessively high stresses during the use of products are often causes of the cracking and flaking of surface fragments [1, 2]. One of most accurate methods for the evaluation of residual stresses after burnishing is their modelling taking into account the mechanical properties of material and technological parameter values used in the course of machining. The authors discuss the method of developing an experimental model, its testing, and verification of the results.

PL

W artykule zaprezentowano wyniki badań nad konstytuowaniem stanu naprężeń trwałych w skutek gładkościowego nagniatania. Nieodpowiedni stan naprężeń może powstać podczas sytuacji, w której dążąc do uzyskania coraz wyższej dokładności wymiarowo-kształtowej, mniejszej chropowatości czy też polepszenia nośności powierzchni technolog skłonny jest w zabiegu nagniatania stosować wysokie i bardzo wysokie siły nagniatania Fb. Deformacje plastyczne chropowatości powstałe wskutek nagniatania łatwo można zmierzyć, korzystając ze współczesnych profilometrów. Jednak każdemu zabiegowi nagniatania gładkościowego towarzyszy pewien stan naprężeń, z których część w formie naprężeń trwałych pozostaje w przedmiocie po zakończeniu procesu obróbki. Naprężenia trwałe o zbyt wysokiej wartości w trakcie eksploatacji wyrobów są często źródłem pękania i łuszczenia się fragmentów powierzchni [1, 2]. Jedną z dokładniejszych metod oceny stanu naprężeń trwałych po nagniataniu jest ich modelowanie przy uwzględnieniu własności mechanicznych materiału i wartości parametrów technologicznych stosowanych w trakcie obróbki. O sposobie przygotowania modelu doświadczalnego, jego badaniach i weryfikacji uzyskanych wyników autorzy dokładniej piszą w dalszej części artykułu.

13

Numeryczna analiza procesu nagniatającego przepychania ślizgowego

Dyl T.

Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni

|

2017

|

nr 100

63--75

PL

Nagniatanie jest obróbką wykończeniową opartą na miejscowym odkształceniu plastycznym przedmiotu obrabianego, zachodzącym w warstwie wierzchniej, poprzez stykowe oddziaływanie twardego i gładkiego elementu nagniatającego (np. kulki) na powierzchnię obrabianą. Nagniatające przepychanie ślizgowe (NPS) polega na przepychaniu elementu nagniatającego, który ma większy wymiar niż otwór o wartość tzw. wcisku nagniatania, czyli różnicy wymiaru mierzonego w trzech płaszczyznach, przed obróbką i po nagniataniu. Do nagniatającego przepychania ślizgowego otworów w produkcji seryjnej i masowej stosuje się: kulki nagniatające, przepychacze trzpieniowe oraz wieloelementowe przeciągacze ślizgowe. W wyniku nagniatania w warstwie wierzchniej występują odkształcenia sprężyste i odkształcenia plastyczne. Oddziaływanie narzędzia nagniatającego na przedmiot obrabiany najczęściej jest modelowane z zastosowaniem rozwiązań dla ciał sprężystoplastycznych oraz sztywnoplastycznych. W artykule przedstawiono wyniki analizy numerycznej procesu nagniatania metodą NPS. Określono sposób oddziaływania sztywnego narzędzia o określonej krzywiźnie elementu nagniatającego na odkształcany przedmiot. Na styku elementu nagniatającego z wewnętrzną powierzchnią tulei ze stali niestopowej C45 określono stan odkształceń, wykorzystując program komercyjny FORGE®, oparty na metodzie elementów skończonych.

EN

Burnishing is finishing treatment, which uses local plastic deformation. Burnishing consists of hard and smooth operation of the tool (ball) in the surface. Ballizing process (BP) consists of pushing the tool through the opening, wherein the ball is greater in size than the opening of the value of the reduction ratio. The impact of the tool on the workpiece is usually modelled using solutions for the bodies of elastic-plastic and rigid-plastic. Modelling of the burnishing method of the NPS is to determine the impact of a rigid tool with a specific curvature of the deformed object. On the surface the balls contact with the inner surface of the non-alloy steel C45 tube was determined state of strain using commercial program FORGE® based on the finite element method.

14

Modeling of surface geometric structure state after intergrated formed milling and burnishing

Berczyński S., Grochała D., Grządziel Z.

Management Systems in Production Engineering

|

2017

|

nr 2 (25)

131--136

EN

The article deals with computer-based modeling of burnishing a surface previously milled with a spherical cutter. This method of milling leaves traces, mainly asperities caused by the cutting crossfeed and cutter diameter. The burnishing process – surface plastic treatment – is accompanied by phenomena that take place right in the burnishing ballmilled surface contact zone. The authors present the method for preparing a finite element model and the methodology of tests for the assessment of height parameters of a surface geometrical structure (SGS). In the physical model the workpieces had a cuboidal shape and these dimensions: (width × height × length) 2×1×4.5 mm. As in the process of burnishing a cuboidal workpiece is affected by plastic deformations, the nonlinearities of the milled item were taken into account. The physical model of the process assumed that the burnishing ball would be rolled perpendicularly to milling cutter linear traces. The model tests included the application of three different burnishing forces: 250 N, 500 N and 1000 N. The process modeling featured the contact and pressing of a ball into the workpiece surface till the desired force was attained, then the burnishing ball was rolled along the surface section of 2 mm, and the burnishing force was gradually reduced till the ball left the contact zone. While rolling, the burnishing ball turned by a 23° angle. The cumulative diagrams depict plastic deformations of the modeled surfaces after milling and burnishing with defined force values. The roughness of idealized milled surface was calculated for the physical model under consideration, i.e. in an elementary section between profile peaks spaced at intervals of crossfeed passes, where the milling feed fwm = 0.5 mm. Also, asperities after burnishing were calculated for the same section. The differences of the obtained values fall below 20% of mean values recorded during empirical experiments. The adopted simplification in aftermilling SGS modeling enables substantial acceleration of the computing process. There is a visible reduction of the Ra parameter value for milled and burnished surfaces as the burnishing force rises. The tests determined an optimal burnishing force at a level of 500 N (lowest Ra = 0.24 μm). Further increase in the value of burnishing force turned out not to affect the surface roughness, which is consistent with the results obtained from experimental studies.

PL

W artykule przedstawiono komputerowe modelowanie nagniatana powierzchni frezowanej frezem kulistym. Taka metoda frezowania pozostawia ślady, gdzie dominują nierówności wynikające z posuwu wierszowania i średnicy freza. Procesowi nagniatania (obróbce plastycznej powierzchni) towarzyszą zjawiska zachodzące bezpośrednio w strefie kontaktu kulki nagniatającej z powierzchnią frezowaną. Zaprezentowano sposób przygotowania modelu MES i metodykę badań służących ocenie wartości wysokościowych parametrów Struktury Geometrycznej Powierzchni (SGP). W przygotowanym modelu fizycznym, próbki miały kształt prostopadłościanu o wymiarach: 2×1×4,5 mm (szerokość × wysokość × długość). Ponieważ w trakcie nagniatania w prostopadłościennej próbce występują odkształcenia plastyczne, uwzględniono nieliniowości materiału próbki frezowanej. Model fizyczny procesu zakładał również odtaczanie kulki nagniatającej w kierunku prostopadłym do śladów pozostawionych przez frez. W badaniach modelowych przyjęto trzy różne wartości siły nagniatania wynoszące odpowiednio 250 N, 500 N i 1000 N. Modelowanie procesu obejmowało, kontakt i wciskanie kulki w powierzchnię próbki do osiągnięcia wartości żądanej siły nagniatania a następnie rozpoczęcie odtaczania kulki nagniatającej po powierzchni na odcinku 2 mm, następnie stopniowo zmniejszano wartość siły nagniatania aż do wyjścia kuli ze strefy kontaktu. Podczas odtaczania kula nagniatające obracała się o kąt 23°. Przedstawiono zbiorcze wykresy deformacji plastycznych modelowanych powierzchni po frezowaniu i nagniataniu wybranymi wartościami sił. Obliczono chropowatość idealizowanej powierzchni frezowanej w rozważanym modelu fizycznym, na odcinku elementarnym pomiędzy szczytami profilu odległymi o odległość posuwu wierszowania przy frezowaniu fwm = 0,5 mm. Na tym samym odcinku obliczono chropowatości po nagniataniu. Różnice otrzymanych wartości mieszczą się poniżej 20% zarejestrowanych wartości średnich w trakcie badań doświadczalnych. Przyjęte uproszczenie w modelowaniu SGP po frezowaniu pozwala na znaczne przyśpieszenie procesu obliczeniowego. Widoczne jest obniżenie się wartości parametru Ra dla modelowanych powierzchni po frezowaniu i nagniataniu wraz ze wzrostem siły nagniatania. W badaniach otrzymano optimum siły nagniatania przy wartości wynoszącej 500 N (najniższa wartość Ra = 0,24 μm), dalsze zwiększanie wartości siły nagniatania nie powoduje zmniejszania się wartości chropowatości powierzchni, co jest zgodne z wynikami otrzymanymi w trakcie prowadzonych badań doświadczalnych.

15

Properties of the subsurface layer after rolling burnishing of an initially milled aluminium alloy

Kalisz J., Grzesik W., Zak K., Czechowski K.

Journal of Machine Engineering

|

2017

|

Vol. 17, No. 3

66--74

EN

This paper characterizes mechanical properties of the technological subsurface layer produced by medium milling of EM AW-AlCu4MgSi(A) aluminium alloy in hardened state T451 using a ball-end cutter and subsequent roller burnishing using a nitride ceramic ball. It was revealed that ball burnishing operations performed on curvilinear milled surfaces allow obtaining the subsurface layer with a minimum strain-hardening effect and induced compressive residual stresses without visible microstructural changes. As a result, such functional properties of the subsurface layer as fatigue strength, bearing properties and contact strength along with a very smooth machined surface of the Sa roughness of about 0.02 µm can be ensured.

16

Burnishing treatment of the faying surface of the pipe flange

Starosta W.

Journal of KONES

|

2017

|

Vol. 24, No. 4

297--303

EN

On ships for connecting pipes in seawater installations, fire and other installations and for joining pipes to fittings or receivers, flange-type couplings are often used. It is important to ensure tightness between pipe flanges (ASME). If the system pressure does not exceed 1.6 MPa, “open” flange packing using flat gasket rings is used. Rubber, textolite, polyvinyl chloride or metals and alloys with good plastic properties (e.g. aluminum, copper, Monel alloy, Armco iron) can be used as a sealant material (depending on pressure in installation). The tightness of the joint determines the quality (geometric structure) of the surface of the flange at the contact point with the gasket. Reduced roughness ensures even distribution of surface mounting pressures on flange joint gasket. This article deals with the assessment of the use of burnishing as a finishing treatment for flange faces and the selection of rolling parameters. Samples used for the tests were made of S235J2 carbon steel. Burnishing treatment was done with the SKUV20 tool. The working element of the tool was in the shape of a roller. Burning was performed using the following parameters: the burnishing force (Fn) – 600 N, 800 N and 1000 N; Feed rate (f): 0.08 mm/rev, 0.13 mm/rev, 0.24 mm/rev; the speed of burnishing (vn) – for a diameter of 55 mm – was 45 m/min, 65 m/min, 78 m/min. The research was carried out on the basis of trivalent plan Hartley. As the output variables (dependent variables), the roughness reduction index (KRa) and the (Su) were adopted. Based on the multiple regression analysis, it was found that the greatest impact on reducing roughness and surface hardening of burnished material has burnishing force. The dependence between dependent variables and Fn is proportional. The effect of the burnishing speed (vn) on the values of KRA and Su parameters is statistically insignificant. Machining of the active surface of the pipe flanges should be carried out with a burnishing force of 1 kN, a feed rate of 0.08 mm/rev and a burnishing speed of 45 m/min.

17

Investigation of stress-strain state of a workpiece at gauge burnishing of its holes

Václav Š., Sivtsev N. S., Senderská K.

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2017

|

Vol. 11, no 3

211--222

EN

The application of finite-element method when investigating the stress-strain state of a workpiece exposed to the gauge burnishing under the conditions of nonzero friction is considered. The mathematical model of the workpiece surface-plastic deformation during burnishing, algorithm and computational results of stresses and deformations are given.

18

Stan warstwy wierzchniej po laserowej oraz laserowo-mechanicznej modyfikacji powierzchni

Radziejewska J.

Przegląd Spawalnictwa

|

2016

|

R. 88, nr 3

9--13

PL

W pracy przedstawiono analizę stanu warstwy wierzchniej po laserowym stopowaniu stali Stellitem 6 oraz obróbce hybrydowej łączącej laserowe stopowaniem z obróbką nagniataniem. Obróbka hybrydowa prowadzona była na stanowisku laserowym. Do realizacji procesu nagniatania powierzchni wykorzystano głowicę do nagniatania ślizgowego umożliwiającą obróbkę w podwyższonych temperaturach jak i na zimno. Ocenę efektów obróbki hybrydowej przeprowadzono na podstawie badań chropowatości, mikrostruktury, mikrotwardości oraz badań naprężeń własnych.

EN

The results of experiments on the application of the new hybrid method, which combines the laser alloying process with slide burnishing, were presented. Both treatments were performed on the laser stage in one operation. The experiments were done on carbon steel alloyed with Stellite 6. The results of analysis of the surface roughness, microstructure, microhardness and residual stresses in surface layer after the laser alloying process and laser alloying combined with burnishing were presented.

19

Influence of measurement areas selection on roughness parameters in burnished surfaces measurements

Łętocha A., Miller T., Kalisz J.

Mechanik

|

2016

|

R. 89, nr 5-6

552--553

EN

Paper presents part of the research performed in order to optimization the methodology of surface texture evaluation of samples produced by medium milling and subsequent finish by roller burnishing. Tests related with influence of measurement areas selection on roughness parameters were performed. Research allows on evaluation of homogeneity of burnished samples surfaces.

PL

Artykuł przedstawia część badań mających na celu zoptymalizowanie metodyki oceny struktury geometrycznej powierzchni po obróbce sekwencyjnej frezowaniem i nagniataniem. Przeprowadzono badania związane z wpływem doboru obszaru pomiarowego na parametry chropowatości. Badania pozwoliły na ocenę jednorod-ności powierzchni próbek nagniatanych.

20

Analiza struktury geometrycznej powierzchni po obróbce sekwencyjnej stopu aluminium

Kalisz J., Żak K.

Mechanik

|

2016

|

R. 89, nr 5-6

554--555

PL

W artykule przeprowadzono analizę powierzchni uzyskanych w procesie sekwencyjnej obróbki stopu aluminium o symbolu AlCu4MgSi (A), który był poddany operacji frezowania, a następnie nagniatania tocznego. Przeanalizowano parametry chropowatości 3D w aspekcie stanu i właściwości funkcjonalnych generowanych powierzchni.

EN

This paper presents a sequential machining process which incorporates medium milling of AlCu4MgSi(A) aluminum alloy and subsequent finish by roller burnishing. A set of 3D surface roughness parameters was used to characterize the superficial effects of precision burnishing operations and their influence on the parts functionality.