Slide and ball finishing burnishing of aluminium alloy surface after milling

Abstract

Główną cechą jakości technologicznej części maszyn jest ich odporność na zużywanie się, determinowana właściwo-ściami ich warstwy wierzchniej (WW). Jedną z wielu właści-wości WW wpływających w sposób istotny na odporność na zużywanie się współpracujących części maszyn jest określana za pomocą profilometru struktura geometryczna powierzchni (SGP), w tym m.in. parametry wysokościowe chropowatości powierzchni (zwykle im mniejsze tym lepiej) i udział materiałowy profilu chropowatości (lepszy większy).Obróbka nagniataniem, która polega na miejscowym odkształceniu na zimno przedmiotu wskutek siłowego oraz kinetycznego współdziałania narzędzia z powierzchnią obrabianą, może być prowadzona różnymi metodami, różnią-cymi się np. sposobem działania siły nagniatającej (statyczny, dynamiczny), rodzajem procesu nagniatania (naporowe, odśrodkowe, strumieniowe, wibracyjne), sposobem kontaktu elementu nagniatającego z powierzchnią obrabianą (ślizgowe, toczne), rodzajem elementu nagniatającego (kulka, rolka, krążek, trzpień), kształtem powierzchni nagniatanej (powierzchnie obrotowe, proste, śrubowe i złożone, przejścia promieniowe). Zalety nagniatania omówiono w wielu pozycjach literaturowych, a prace nad rozwojem tej metody obróbki prowadzone były w bardzo wielu ośrodkach naukowych; jednym z pionierów, który opisał i sklasyfikował nagniatanie w sposób kompleksowy był Przybylski [1]. Instytut Zaawansowanych Technologii Wytwarzania (IZTW) ma również wkład w rozwój tej technologii obróbki [2÷4]. W niniejszej publikacji przedstawiono niektóre możliwości nagniatania powierzchni płaskich frezowanych frezami palcowymi. Metodyka badańProces nagniatania tocznego realizowano wykonanym w IZTW nagniatakiem tocznym z elementem roboczym ceramicznym (Si3N4) w kształcie kulki o promieniu 4 mm. Nagniatanie ślizgowe prowadzono za pomocą nagniataka z elementem roboczym z polikrystalicznego diamentu (PCD) i fazy ceramicznej (Ti3SiC2), w kształcie czaszy kulistej o promieniu 3,5 mm. W obu narzędziach siła docisku elementu nagniatającego do powierzchni nagniatanej wywierana była poprzez odpowiednie ugięcie sprężyny.W przeprowadzonych badaniach nagniataniu poddano płaskie powierzchnie próbek ze stopu aluminium EN AW-2017A o twardości 110 HB. Powierzchnie próbek, w postaci równomiernie rozmieszczonych na płycie obszarów o wymiarach 60 × 30 mm frezowano kształtująco frezem trzpieniowym (HSS-E) o średnicy φ = 8 mm. Po wykonaniu frezowania, na połowie wydzielonych obszarów o wymiarach 30 × 30 mm, przeprowadzono nagniatanie w dwóch wariantach w kierunku prostopadłym do kierunku frezowania:• nagniatanie ślizgowe z siłą nagniatania Fn = 60 N i posuwem wierszowania fwn = 0,035 mm, • nagniatanie toczne z siłą nagniatania Fn = 100 N i posuwem wierszowania fwn = 0,04 mm.W zastosowanych sposobach nagniatania metodą śliz-gową i toczną podane wyżej siły nagniatania odpowiadały naciskom jednostkowym nagniatania o jednakowej wartości.Proces obróbki frezowaniem i nagniataniem przeprowadzano w jednym zamocowaniu na pięcioosiowym centrum frezarskim typu DMC 75V Linear f...

Key Determinants for High-Alloyed Cast Irons for Mechanical Engineering

“…Moreover, comparing the test results obtained for orthogonal rolling and sliding burnishing, the researchers concluded that rolling burnishing yields lower a R values and higher a KR values [55]. At present, machining of superalloys is becoming more and more important.…”

“…The relevant SL properties of machine parts are most often achieved in mechanical treatment processes, often preceded by heat or thermal and chemical treatment. The wear resistance of mating machine parts is significantly affected by the roughness of their surfaces and SL hardness [55].…”

“…Of the many known finish treatment methods, burnishing is the one that makes it possible to obtain SL with favourable functional properties. In (Kalisz et al [55]), the authors presented the results of tests of orthogonal and perpendicular burnishing (in relation to the direction of milling preceding the burnishing). Based on these tests, in line with test conditions established and presented in [55], the dependences of the a R surface roughness parameter and the a KR coefficient of roughness reduction on the N F burnishing force and the wn f transverse feed for the material tested were given.…”

“…In (Kalisz et al [55]), the authors presented the results of tests of orthogonal and perpendicular burnishing (in relation to the direction of milling preceding the burnishing). Based on these tests, in line with test conditions established and presented in [55], the dependences of the a R surface roughness parameter and the a KR coefficient of roughness reduction on the N F burnishing force and the wn f transverse feed for the material tested were given. The a KR coefficient of roughness reduction was determined by calculating the ratio of mean deviation of the profile from the middle line (value before burnishing) ( ' Having analyzed the performed tests, the authors [55], concluded that the study of the burnishing strategy orthogonal and perpendicular to the direction of milling preceding the burnishing showed that, out of the many known finish treatment methods, burnishing is the one that makes it possible to obtain SL with favourable functional properties.…”