The paper presents an original approach to the characterization of the surface profiles/surface topographies produced on hardened steel parts using CBN tools. The experimental investigations involve recording of surface profiles and surface topographies for three different machining operations, namely hard turning, ball burnishing and superfinish in order to obtain a comparable value of the Sa (Ra) parameter of 0.2 μm. Both fractal and frequency analysis were performed in order to obtain the fractal dimension (Sfd) and the signal amplitude and the wavelength which were estimated from the power spectral density (PSD) spectra. The correlations between the Sz (Sa) roughness parameter and the fractal dimension were documented as well as appropriate relations with the frequency characteristics. In particular, the multi-fractal approach to the complex machined surfaces was discussed.
PL
W artykule przedstawiono opracowane nowe podejście do charakterystyki profili powierzchni/topografii powierzchni hartowanych stalowych elementów maszyn obrabianych przy użyciu narzędzi CBN. Badania eksperymentalne obejmowały określenie profili powierzchni i topografii powierzchni dla trzech różnych operacji obróbki – toczenia na twardo, nagniatania i dogładzania oscylacyjnego w celu uzyskania porównywalnej wartości parametru Sa (Ra) – 0,2 μm. Analizę fraktalną i częstotliwościową prowadzono dla ustalenia wymiaru fraktalnego (Sfd) oraz amplitudy sygnału i długości fali. Zostały oszacowane na podstawie gęstości widmowej mocy (PSD). Określono korelację pomiędzy parametrem chropowatości Sz (Sa) i wymiarem fraktalnym. Także ustalono ich zależności od charakterystyk częstotliwości. W szczególności uwzględniono w prowadzonej analizie multifraktalne podejście dla powierzchni złożonych.
W pracy podjęto próbę zastosowania wymiaru fraktalnego do identyfikacji powierzchni po obróbce skrawaniem. Celem jest określenie, czy wymiar fraktalny może stanowić miarę diagnostyczną do oceny podobieństwa powierzchni. Praca zawiera opis i wyniki badań eksperymentalnych dla powierzchni po toczeniu, szlifowaniu i nagniataniu. Wyniki pracy mogą mieć zastosowanie w konstruowaniu systemów diagnostycznych.
EN
This paper attempts to use the fractal dimension to identify the surface after the machining process. The objective is to determine whether the fractal dimension can provide a diagnostic measure to evaluate the similarity of the surface. The work contains a description and experimental results for the surface after turning, grinding and burnishing. The results of the work can be used in constructing diagnostic systems.
This paper compares friction for orthogonal and non-orthogonal models developed for chamfered ceramic tools with a large negative rake angle. The new non-orthogonal friction model was tested for the machining of spheroidal cast iron (SCI) using coated nitride ceramic inserts. Friction coefficients were determined on the rake and flank face for fresh and worn ceramic inserts using the values of force components recorded during tool wear tests at different cutting speeds. In particular, the friction and normal forces acting on the rake and flank faces were computed. It was revealed that friction coefficients at the tool-chip and tool-workpiece interfaces change substantially with the tool wear progress and differ from that determined for orthogonal friction model.
The purpose of this research is to asses the functionality of surfaces produced by CBN hard turning, ball burnishing and superfinishing for improving the surface finish of parts made of high-strength, low alloy 41Cr4 steel with a hardness of about 57 HRC. Machined surfaces were characterized usin 3D scanning techniques. A set of 3D roughness parameters and real 3D surface topographies produced by the above-mentioned machining operations were estimated and determined.This investigation confirms that sequential processes based on initial CBN hard turning allows producing surfaces with better service properties.The main conclusion is that this sequential technology can partly eliminate grinding operations when hard machining is not enough to produce the desired surface finish.
This paper presents a comprehensive methodology for measuring and characterizing the surface topographies on machined steel parts produced by precision machining operations. The performed case studies concern a wide spectrum of topographic features of surfaces with different geometrical structures but the same values of the arithmetic mean height Sa. The tested machining operations included hard turning operations performed with CBN tools, grinding operations with Al2O3 ceramic and CBN wheels and superfinish using ceramic stones. As a result, several characteristic surface textures with the Sa roughness parameter value of about 0.2 μm were thoroughly characterized and compared regarding their potential functional capabilities. Apart from the standard 2D and 3D roughness parameters, the fractal, motif and frequency parameters were taken in the consideration.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono wyniki badań toczenia żeliwa sferoidalnego (perlityczno-ferrytycznego) z użyciem narzędzi z CBN i ceramiki azotkowej. Program eksperymentu obejmował pomiar oraz wyznaczanie podstawowych charakterystyk procesu skrawania: składowych sił skrawania (Fc , Ff ), oporu właściwego skrawania, energii właściwej skrawania, przebiegu zużycia ostrza oraz chropowatości powierzchni.
EN
This paper reports the results of investigations when turning the pearlitic-ferritic (PF) spheroidal cast iron (EN-GJS-500-7 grade) using CBN and nitride ceramic tools. The experimental program covers measurements/calculations of fundamental process quantities and machined surface characteristics including componential forces (Fc, Ff ) specific cutting pressure/energy and tool wear progress visualized by appropriate wear curves and SEM images and obtainable surface roughness.
The paper presents an original approach to the prediction of deteriorations of the surface profiles produced on hardened steel parts using CBN tools. The experimental investigations involve recording of surface profiles and corresponding measurements of cutting forces resulting from variable feed rates of 0,05-0,1 mm/rev. As a result, machined surfaces with the Ra parameter ranging from 0,05 μm to 0,3 μm were produced. Both signals of recorded surface profiles and relevant cutting forces were processed using the FFT signal processing technique. The frequency characteristics including the signal amplitude and the wavelength were estimated from the power spectral density (PSD) spectra. A methodology for the prediction of surface profile deterioration based on the relation between the differences of the Rz (Ra) roughness parameter and signal amplitude is proposed.
PL
Artykuł przedstawia oryginalne rozwiązanie w przewidywaniu zniekształcenia profili powierzchni wytwarzanych elementów maszyn ze stali utwardzonej z użyciem narzędzi skrawających z PCBN. Badania doświadczalne obejmują pomiary profili powierzchni i określenia wartości składowych sił skrawania dla zmiany posuwu w zakresie 0,05-0,1 mm/obr. Powierzchnie po obróbce cechuje parametr chropowatości Ra od 0,05 μm do 0,3 μm. Zarówno sygnały zapisywanych profili powierzchni jak również i mierzonych składowych sił skrawania przetwarzano z użyciem techniki FFT. Także charakterystyki częstotliwościowe amplituda sygnału i długość fali były wyznaczane na podstawie gęstości widmowej mocy (GWM). Zaproponowano metodologię przewidywania zniekształcenia profili powierzchni uwzględniającą korelację zmiany parametru chropowatości powierzchni Rz i amplitudy sygnału.
The tribological behavior of the PVD-TiAlN coated carbide inserts in dry sliding against two-phase (α-β) titanium alloy,Ti6Al4V grade, was investigated. A modified pin-on-disc device was used to conduct experiments under variable normal load and sliding speed. Scanning electron microscopy (SEM) and X-ray micro-analyses by EDS were applied for observations of wear scars and wear products. It was revealed that the increase of sliding speed contributes to decreasing the friction coefficient under a low normal force, whereas the increase of the normal loading causes the friction coefficient is less sensitive to changes in the sliding speed and its values are equal to μ = 0.26-0.34. The adhesive nature of wear along with severe abrasive action of the Ti alloy were documented.
PL
W artykule przestawiono wyniki badań dotyczące tribologicznego zachowania się płytek skrawających z węglika spiekanego pokrytego powłoką TiAlN w skojarzeniu z dwufazowym (α-β) stopem tytanu Ti6Al4V w warunkach tarcia suchego. W badaniach użyto zmodyfikowane urządzenie typu pin-on-disc, które umożliwia przeprowadzenie badań eksperymentalnych ze zmiennym obciążeniem normalnym i zmienną prędkością poślizgu. Do obserwacji śladów i produktów zużycia zastosowano mikroskopię skaningową (SEM) i mikroanalizę rentgenowską (EDS). Wykazano, że wzrost prędkości poślizgu przyczynia się do zmniejszenia współczynnika tarcia, jeśli stosuje się małe siły normalne, natomiast wzrost obciążenia normalnego powoduje, że współczynnik tarcia jest mniej wrażliwy na zmiany prędkości poślizgu i jego wartości wynoszą μ = 0,26-0,34. Udokumentowano adhezyjny mechanizm zużycia łącznie z silnym oddziaływaniem ściernym stopu tytanu.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Purpose: The purpose of this research is to test the applicability of cryogenic hard machining for improving surface integrity produced in turning operations on parts made of high-strength, low alloy 41Cr4 steel with hardness of 57š2 HRC. The aim of the research is to quantify the surface roughness and the mechanical properties of the sublayer produced under practical working conditions. Design/methodology/approach: The objectives were achieved by the characterization of machined surfaces using 2D and 3D scanning techniques. The surface profile and surface topographies were characterized and compared for optimal machining conditions. Moreover, microhardness beneath the surface was measured using a hardness tester with a Berkovich indenter. The microstucture of the sublayer was examined using SEM/EDS technique. Findings: This investigation confirms that hard machining allows producing surfaces with acceptable surface roughness and, in some cases, with attractive service properties. The main conclusion is that cryogenic hard cutting operations can partly eliminate grinding operations in cases when white layer is not produced. Research limitations/implications: The basic limitations concern the measurement of residual stresses and microstructural alterations including phase analysis. Another important problem is to optimize the surface integrity including surface roughness and sublayer properties. Practical implications: One practical outcome is selecting the machining conditions which guarantee the demanded surface finish together with bearing properties. Moreover, they should be selected in terms of desired microhardness distribution. Originality/value: Original value of the paper is the presentation of the effects of cryogenic pre-cooling of the workpiece in hard turning operations. Experiments were performed under the conditions combining low surface roughness with attractive service properties. This knowledge can support the design of technological processes of hard steel parts.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przeprowadzono badania efektywności rolniczej trzech nawozów azotowych przy zróżnicowanym poziomie wilgotności gleby. W warunkach suszy nie wykazano różnic w działaniu saletry amonowej granulowanej mechanicznie i granulowanej wieżowo oraz mocznika na plony ziarna pszenicy. W warunkach optymalnej wilgotności najlepiej działała saletra amonowa granulowana mechanicznie.
EN
Three N-contg. fertilizers were tested at varying soil humidity levels. Under drought conditions, no differences in the effectiveness between mech. granulated NH4NO3 (AN), prilled AN and urea on the yield of wheat grain were obsd. Under optimal humidity conditions, the highest yields of wheat were obtained when mech. granulated AN was used.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.