Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Influence of lapping velocity, pressure and time on ceramic elements machining results

Molenda J.

Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni

|

2013

|

nr 81

85--92

EN

Ceramics in recent years have been sought in many applications due to their improved properties like low density, high fracture toughness, high hardness and wear resistance, good high temperature strength and others. On the negative side, they are far less ductile than metals and tend to fracture immediately when any attempt is made to deform them by mechanical work. This is why machining of ceramic materials is a big challenge and quite expensive affair. Primarily they are finished by abrasive machining processes such as grinding, lapping and polishing. Lapping is used for achieving ultra-high finishes and close tolerances between mating pieces. It has been found very useful in the manufacture of optical mirrors and lenses, ceramics, hard disk drive, semiconductor wafers, valve seats, ball bearings, and many more parts. Lapping process on ceramics usually produces the surface finish as about 1÷0.01 µm of Ra. Aluminium oxide is one of the hardest materials known. Its high hardness promotes a series of applications in mechanical engineering, such as bearings and seals. During research Al₂O₃ sealing elements were lapping. The main goal was to check the results of machining for different process parameters. The experiments were conduct during flat lapping with use of ABRALAP 380 lapping machine. The lapping machine executory system consists of three conditioning rings. The process results were surface roughness Ra and material removal rate.

PL

Zakres zastosowań ceramiki technicznej obejmuje współcześnie prawie wszystkie dziedziny techniki. Tak szerokie wykorzystywanie wynika z jej licznych zalet, jak korzystny stosunek masy do objętości, wysoka twardość, odporność na ścieranie, odporność na korozję, mechaniczną wytrzymałość w wysokiej temperaturze, trwałość kształtu i inne. Istotną cechą prawie wszystkich materiałów ceramicznych jest ponadto ich kruchość. Te szczególne cechy ceramiki, w połączeniu z wysokimi wymaganiami pod względem jakości powierzchni obrobionej oraz dokładności wymiarowokształtowej wyrobu, sprawiają, że należy ona do grupy najtrudniej obrabianych materiałów konstrukcyjnych i należy przywiązywać szczególną uwagę do wyboru metody obróbki i doboru jej parametrów. Zastosowanie znajdują tylko niektóre metody wytwarzania. Szeroko wykorzystywane są przede wszystkim szlifowanie, docieranie i polerowanie. Docieranie stosuje się najczęściej wtedy, gdy wymagana jest jednocześnie wysoka dokładność kształtu, dokładność wymiarowa oraz określona mikrostereometria powierzchni obrobionej. Jako rodzaj obróbki wykończeniowej docieranie ma obecnie wiele zastosowań, między innymi w przemyśle kosmicznym, samochodowym, narzędziowym, medycznym, elektrooptyce, wytwarzaniu elementów urządzeń do archiwizacji danych, elementów pomp i zaworów. Pozwala ono na uzyskanie chropowatości powierzchni elementów ceramicznych Ra = 1–0.01 µm. Tlenek glinu jest jednym z najtwardszych materiałów konstrukcyjnych, co umożliwia jego szerokie zastosowanie w budowie maszyn, między innymi na elementy łożysk i uszczelnień. W pracy przedstawiono wyniki docierania elementów wykonanych z tego materiału. Głównym celem było sprawdzenie efektów obróbki przy zastosowaniu różnych parametrów procesu. Badania prowadzono w czasie docierania jednotarczowego na docierarce ABRALAP 380 o podstawowym układzie wykonawczym, składającym się z trzech pierścieni prowadzących. Analizowano chropowatość powierzchni opisaną parametrem Ra i ubytek materiałowy, liniowy i masowy.

2

The influence of abrasive machine on temperature during one side lapping

Molenda J., Charchalis A.

Journal of KONES

|

2010

|

Vol. 17, No. 2

357-362

EN

Lapping process is characterized by its low speed, low pressure, and low materiał removal. It 's carried out by applying loose abrasive grains between work and lap surfaces, and causing a relative motion between them resulting in afinish of multi-directional lay. The grains activities in the working gap cause temperature rise of lap plate. In their work Bulsara and others studied the heat generated during lapping and polishing. They developed a moving heat source model to estimate the maximum and average temperature rise of abrasive-workpiece contacts. The heat generated at this contact was taken as aproduct of the friction force and the relative sliding velocity between abrasive and work surface. The model verification showed that real lap plate temperature rise was different from calculated. This work presents the results of lapping plate temperature rise research. The investigation has been conducted to check the influence of lapping machine on temperature rise. It was made during flat lapping with use of ABRALAP 380 lapping machine and thermographic camera V-20 II produced by VIGO System SA. The lapping machine executory system consists of three conditioning rings. Lapping plate temperature was measured during machine's work without, with one, two and three rings. Results of the measurements showed that even when lapping machine was working without load i.e. without rings, there was observed lap plate temperature rise. This wasn't taken into consideration in mentioned model and there is necessity to develop more comprehensive one.

3

Analysis of mathematical model describing a problem of temperature rise during one - sided surface lapping

Molenda J., Barylski A.

Journal of KONES

|

2009

|

Vol. 16, No. 4

343-350

EN

The paper presents the results of verification of mathematical models developed in literature. They allow estimating the average and maximum temperature rise ofwork surface during lapping. Researchers by making some simplifying assumptions analyze temperature rise during abrasive-workpiece contact. The heat generated at this contact is taken as a product of the friction force and relative sliding velocity between the abrasive and the work surface. They treat each abrasive grain as a moving heat source applied to the work surface. By using their formulation the electronic model was create. The model was then applied to calculate the maximum temperature rise during steel element lapping, with single disc lapping machine ABRALAP 380. For machining the abrasive slurry on the basis of silicon carbide 95A number F600/9 was used The temperature was measured by way of infrared camera V-20 II series produced by VIGO System S.A. Thus, calculations were made for real lapping operations conducted to confirm the correlation between lapping temperature and parameters like pressure or, velocity. The goal was to compare results of experiments and calculations. Comparison of the analytical and measured temperature rises shows that not only their values are different. The first ones are constant and the second are time dependent. Values calculated with theoretical model help are also underestimated. It isprobably caused by that the authors didn't take into consideration some important factors, i.e. lapping machine influence and it 's working time length.

PL

W pracy przedstawiono wyniki próby weryfikacji modeli matematycznych sformułowanych w literaturze. Pozwalają one na wyznaczenie średniej i maksymalnej wartości wzrostu temperatury w kontaktach roboczych mikroziaren ściernych. Badacze przyjmując szereg założeń upraszczających, analizują w nich wzrost temperatury spowodowany ciepłem wydzielonym w wyniku działania siły tarcia i prędkości względnej między pojedynczym ziarnem a powierzchnią docieraną. Ziarna traktują jako ruchome źródła ciepła działające na tę powierzchnię. Wykorzystując zaproponowane zależności sformułowano model komputerowy. Następnie, wykorzystując ten model, przeprowadzono obliczenia dla danych odpowiadających warunkom wcześniej prowadzonych badań. Badania te miały na celu oszacowanie wpływu podstawowych parametrów obróbki na wzrost temperatury w procesie docierania. Przeprowadzone zostały na stanowisku, którego podstawowymi elementami były jednotarczowa docierarka pierścieniowa ABRALAP 380 przeznaczona do obróbki powierzchni płaskich oraz kamera termograficzna serii V-20 II firmy VIGO System S.A. Otrzymane wartości porównano w kolejnym kroku z wartościami rzeczywistymi. Do porównań przyjęto obliczone wartości maksymalne wzrostu temperatury. Porównanie wartości obliczonych ze zmierzonymi pokazało, że różnią się one nie tylko ilościowo. Podczas, gdy pierwsze mają wartość stałą, niezależną od czasu, drugie zmieniają się w czasie. Widać również duże niedoszacowanie wartości analitycznych. Wynika ono prawdopodobnie z nie uwzględnienia np. wpływu docierarki, czy czasu jej pracy.

4

Preliminary estimation of some lapping parameters influence on temperature rise of the single disc lapping machine executory system components

Molenda J., Barylski A.

Journal of KONES

|

2008

|

Vol. 15, No. 2

339-345

EN

The paper presents the results of preliminary researches of lapping machine executory system components temperature rise. Temperature rise is caused by lapping grains activities in working gap. Due to lapping process nature, during considering that problem, whole executory system should be taken account, not only the workpiece. The influence of lapping parameters, like time, velocity and pressure, on executory system elements temperature rise was investigated. The goal was to confirm the correlation between those parameters. The measurements were made during steel sample working, with single disc lapping machine ABRALAP 380. For machining the abrasive slurry on the basis of aluminium oxide 95A number F600/9 was used. It was supplied periodically and manually. The temperature was measured by way of infrared camera V-20II series produced by VIGO System S.A. Conducted experiments confirmed correlation between basic lapping parameters and executory system temperature rise. Thanks to that, after next measurements, it will be possible to formulate equation which will be describing those correlations. It make easier automation of workpiece dimensions control still on lapping machine. Apart from that, in refer to attached bibliography, the temperature rise models were presented.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań rozpoznawczych procesu docierania w aspekcie wzrostu temperatury elementów układu wykonawczego docierarki. Temperatura rośnie na skutek pracy mikroziaren ściernych w szczelinie roboczej. Charakter procesu sprawia, że zagadnienie to należy rozpatrywać w całym układzie wykonawczym obrabiarki, a nie tylko w zakresie samego przedmiotu obrabianego. Temperaturę mierzono zdalnie, wykorzystując kamerę termograficzną serii V-20 II firmy VIGO System S.A. Obróbkę prowadzono na docierarce ABRALAP 380, przeznaczonej do obróbki pojedynczych powierzchni płaskich. Wykonane badania obejmowały ocenę wpływu podstawowych parametrów procesu, jak czas, prędkość, naciski i twardość materiału obrabianego na wzrost temperatury elementów układu wykonawczego. Ich celem było otwierdzenie istnienia współzależności pomiędzy tymi parametrami. Prowadzone były w trakcie docierania próbki stalowej oraz próbek z ceramiki technicznej. Do obróbki użyto ścierniwa na bazie elektrokorudu zwykłego o numerze F600/9, które dawkowano ręcznie (okresowo). Wykonane badania potwierdziły jednoznacznie współzależność pomiędzy podstawowymi parametrami obróbki a wzrostem temperatury. Dzięki temu, po przeprowadzeniu dalszych prób, możliwe będzie ilościowe ujęcie tych zależności, co w kolejnych etapach umożliwi automatyzację procesu kontroli wymiarowej przedmiotów obrobionych jeszcze na obrabiarce.