Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The influence of PCBN inserts microgeometry on cutting forces, surface roughness, and tool wear when milling Inconel 718

Szpunar Marcin, Zwolak Marek, Ostrowski Robert

Advances in Mechanical and Materials Engineering

|

2025

|

Vol. 42, nr 1

121--133

EN

This study investigates the effect of cutting edge microgeometry on the milling of Inconel 718, a superalloy widely used in aircraft engine components. Face milling tests were conducted using a Ø63 mm tool with unevenly distributed polycrystalline cubic boron nitride (PCBN) inserts, comparing inserts with a chamfered cutting edge (15° × 0.2 mm) and sharp cutting edges. The experiments examined cutting forces, surface roughness (parameters Ra and Rz), and tool wear at various cutting speeds (80–300 m/min). The results revealed that sharp inserts generated lower cutting forces compared to chamfered inserts, with the axial force being the greatest component for chamfered tools and the lowest for sharp ones. The dominant tool wear mechanism for both insert types was chipping; however, sharp inserts also exhibited built–up edge formation and, in one case, a significantly deeper crater compared to chamfered inserts which showed smaller crater depths. The study concludes that the cutting edge microgeometry significantly influences the machining performance in terms of cutting forces, surface quality, and tool wear when milling Inconel 718.

PL

W niniejszym badaniu zbadano wpływ mikrogeometrii ostrza na proces frezowania Inconelu 718, stopu wysokotemperaturowego powszechnie stosowanego w komponentach silników lotniczych. Przeprowadzono testy frezowania czołowego za pomocą narzędzia o średnicy Ø63 mm z nierównomiernie rozmieszczonymi płytkami PCBN, porównując płytki z fazowanym ostrzem (15° × 0.2 mm) i ostrymi krawędziami skrawającymi. Eksperymenty dotyczyły analizy sił skrawania, chropowatości powierzchni (parametry Ra i Rz) oraz zużycia narzędzia przy różnych prędkościach skrawania (80–300 m/min). Na podstawie wyników stwierdzono, że frezowanie z użyciem frezów ostrych generowało niższe siły skrawania w porównaniu do frezów z fazką, przy czym osiowa siła skrawania była największą składową dla narzędzi z fazką, a najmniejszą dla narzędzi ostrych. Dominującym mechanizmem zużycia narzędzia dla obu typów płytek było wykruszanie; jednakże frezy ostre wykazywały również tworzenie się narostu oraz, w jednym przypadku, znacznie głębszy krater w porównaniu do frezów z fazką, które charakteryzowały się mniejszymi głębokościami kraterów. Wyniki badań dowiodły, że mikrogeometria ostrza znacząco wpływa na parametry obróbki pod względem sił skrawania, jakości powierzchni i zużycia narzędzia podczas frezowania Inconelu 718.

2

Analysis of the influence of dies geometry on the process extrusion force and properties of the extrudate obtained in the process of cold extrusion of 7075 aluminum alloy by the KOBO method

Zwolak Marek, Śliwa Romana

Materials Science Poland

|

2024

|

Vol. 42, No. 1

92--106

EN

The KOBO extrusion process is an unconventional method of extrusion based on the phenomenon of superplasticity as an effect of a special state caused by the oscillatory motion of the die at a certain angle a certain frequency. It significantly lowers the extrusion force and makes it possible to extrude lightweight metals and alloys (e.g. aluminum and magnesium alloys) in cold extrusion with high extrusion ratios compared to conventional hot extrusion. This work studies the influence of the tool (die) geometry on process realization parameters and the properties of the extrudate. Experimental studies of cold KOBO extrusion were performed using dies with different face portion geometry. The obtained extrudate obtained from EN-AW 7075 aluminum billets was examined for mechanical properties and macro/microstructure, showing that, with adequate modifications to the tool face part geometry, it is possible to lower the extrusion force and obtain extrudate with desired properties.

3

Implementation of technology for high-performance milling of aluminum alloys using innovative tools and tooling

Ostrowski Robert, Szpunar Marcin, Myśliwiec Piotr, Zwolak Marek, Bujny Marek

Advances in Mechanical and Materials Engineering

|

2024

|

Vol. 41, nr 1

89--101

EN

The research described in the concerns the development and implementation of new clamping technologies used in machining, particularly for thin-walled structural components of aircraft and helicopters. Among other things, the performance of the Schunk Vero-S Aviation clamping system in machining landing gear beams from 7075 T6 aluminum alloy was analyzed, resulting in significant increases in production efficiency and improvements in the geometric quality of machined parts. During experimental research and implementation testing, special chucks were used on the Schunk Vero-S Aviation system for machining the chassis beam. The results showed an improvement in the quality and accuracy of machined parts compared to traditional clamping methods. Increased production efficiency by minimizing scrap and significantly better surface quality and geometric properties compared to conventional clamping. These studies were conducted as part of a project by Ultratech Sp. z o.o. which was implementing a project co-financed by European Funds "Development and implementation of an innovative clamping method for milling processing of thin-walled structural elements of helicopters and airplanes".

PL

Badania opisane w artykule dotyczą rozwoju i wdrażania nowych technologii mocowania stosowanych w obróbce skrawaniem, szczególnie w przypadku cienkościennych elementów konstrukcyjnych samolotów i śmigłowców. Przeanalizowano m.in. wydajność systemu mocowania Schunk Vero-S Aviation w obróbce belek podwozia ze stopu aluminium 7075 T6, co umożliwiło w znacznym stopniu wzrost wydajności produkcji i poprawą jakości geometrycznej obrabianych części. Podczas badań eksperymentalnych i testów wdrożeniowych zastosowano specjalne uchwyty w systemie Schunk Vero-S Aviation do obróbki belki podwozia. Wyniki wykazały poprawę jakości i dokładności obrabianych części w porównaniu z tradycyjnymi metodami mocowania. Zwiększona wydajność produkcji poprzez zminimalizowanie ilości odpadów w postaci braków i znacznie lepszą jakość powierzchni po frezowaniu, oraz właściwości geometryczne w porównaniu do konwencjonalnego mocowania za pomocą zacisków czy imadeł. Badania te zostały przeprowadzone w ramach projektu przez firmę Ultratech Sp. z o.o., która realizowała projekt dofinansowany z Funduszy Europejskich "Opracowanie i wdrożenie innowacyjnej metody mocowania do obróbki frezarskiej cienkościennych elementów konstrukcyjnych helikopterów i samolotów".

4

Current possibilities for recycling industrial metallic wastes: potential of KOBO extrusion process

Kołodziejczyk Damian, Śliwa Romana Ewa, Zwolak Marek, Wędrychowicz Aleksandra

Advances in Mechanical and Materials Engineering

|

2024

|

Vol. 41, nr 1

125--136

EN

The paper addresses the issue of utilizing industrial wastes considering the current legal regulations in Poland and the European Union. The importance of recycling was highlighted, with particular emphasis on metal elements whose natural deposits are limited. A comparison was made between primary methods of metal extraction and metal recovery (from secondary sources) using solid-state recycling methods without melting. An analysis of some methods for recycling industrial metallic wastes was conducted. Special attention was given to metal chips and the accompanying lubricating and cooling substances. An innovative recycling process was presented – the KOBO extrusion of metallic wastes in the form of chips, with example research results and a list of benefits from using this process for the production of metal profiles.

PL

Praca dotyczy problematyki wykorzystania odpadów w świetle obowiązujących regulacji prawnych w Polsce i Unii Europejskiej. Wskazano istotę recyklingu, ze zwróceniem szczególnej uwagi na pierwiastki metali, których złoża naturalne są ograniczone. Wskazano porównanie pierwotnych metod wydobycia metali oraz odzysk metali (pochodzących ze źródeł wtórnych) z wykorzystaniem metod recyklingu w stanie stałym oraz bez przetopu. Dokonano analizy niektórych sposobów recyklingu poprodukcyjnych odpadów metalowych. Szczególną uwagę zwrócono na metalowe wióra oraz towarzyszące im substancje smarno-chłodzące. Zaprezentowano innowacyjny proces recyklingowy – wyciskanie KOBO odpadów metalowych w postaci wiórów, przykładowe wyniki badań oraz wykaz korzyści płynących z wykorzystania tego procesu do produkcji kształtowników metalowych.

5

Research on Forming Parameters Optimization of Incremental Sheet Forming Process for Commercially Pure Titanium Grade 2 Sheets

Szpunar Marcin, Trzepieciński Tomasz, Ostrowski Robert, Zwolak Marek

Archives of Metallurgy and Materials

|

2022

|

Vol. 67, iss. 4

1411--1418

EN

This study aims to determine optimal forming parameters for Incremental Sheet Forming process Commercially Pure titanium Grade 2 sheets in terms of formability improvement, force reduction, and efficiency of forming. Based on the central composite design, data were collected during 20 runs and then variation analysis was performed. The experiments were performed on a 3 axis CNC milling machine equipped with a Kistler dynamometer plate. Subsequently, regression models have been developed to describe process responses by input factors. As crucial parameters, the relative velocity and step size of the tool that affect the forming force and the height of the fracture have been determined. Finally, the application of optimization algorithm has emerged optimal input factors in terms of selected multi-criteria goal. The results of this study suggest that there is a process window that allows the formation of 45° wall angle drawpieces of commercially pure titanium Grade 2.