ENG FB kontakt

17.07.2019

Strona główna Grudzień 2018 Hybrydowe procesy skrawania wspomagane mediami technologicznymi *

Hybrydowe procesy skrawania wspomagane mediami technologicznymi *

Media-assisted machining processes

Wit Grzesik   |   01-12-2018

Mechanik nr 12/2018 - Obróbka skrawaniem

STRESZCZENIE: Przedstawiono hybrydowe sposoby skrawania, wykorzystujące wspomaganie mediami technologicznymi (media-assisted machining – MAM). Omówiono zasady i możliwości technologiczne intensywnego chłodzenia CCS pod dużym ciśnieniem (high pressure cutting – HPC), minimalnego chłodzenia (minimum quantity cooling/lubrication – MQC/MQL), chłodzenia kriogenicznego (cryogenic machining – CM) oraz integracji tych oddziaływań w procesie skrawania w różnych zastosowaniach przemysłowych – zwłaszcza w przypadku kształtowania elementów z materiałów trudnoskrawalnych. Opisano sposoby zasilania mediami technologicznymi oraz rozwiązania narzędzi/systemów narzędziowych i wyposażenie obrabiarek hybrydowych CNC. Podano przykład optymalizacji obróbki MAM z uwzględnieniem chłodzenia kriogenicznego.

SŁOWA KLUCZOWE: obróbka hybrydowa, media technologiczne, obróbka z CCS pod dużym ciśnieniem, obróbka z minimalnym chłodzeniem, obróbka kriogeniczna, materiały trudnoskrawalne

ABSTRACT: A special group of hybrid assisted processes termed media-assisted processes which various liquid and gaseous media supplied to the cutting zone is highlighted. Special attention is paid on such cooling techniques as high-pressure machining (HPC), high-pressure jet assisted machining (HPJAM), minimum quantity cooling/lubrication (MQC/MQL) and a group of cryogenically cooled machining including such cryogenic media as CO2 snow and liquid nitrogen (LN2). Some important effects resulting from the various cooling strategies are outlined and compared. In particular, quantitative effects concerning chip breaking, thermal and tribological behavior of the cutting process as well as burr reduction, surface quality and subsurface layer are presented. The optimization procedure concerning both energy consumption and machining costs in terms of material removal rate (MRR) is presented.

KEYWORDS: hybrid machining, cooling strategies, cooling media, high-pressure machining, minimum quantity lubrication, cryogenic machining, difficult-to-machine materials

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

  • Grzesik W. „Hybrydowe procesy obróbki ubytkowej. Definicje, zasady tworzenia i znaczenie w przemyśle”. Mechanik. 91, 5–6 (2018): s. 338–341.
  • Grzesik W. „Hybrydowe procesy kształtowania wyrobów, integrujące techniki przyrostowe i ubytkowe”. Mechanik. 91, 7 (2018): s. 468– –475.
  • Grzesik W. „Polepszanie jakości technologicznej i użytkowej części z materiałów utwardzonych. Cz. I. Obróbka wspomagana i hybrydowa”. Mechanik. 7 (2011): s. 564–569.
  • Lauwers B., Klocke F., Klink A., Tekkaya A.E., Neugebauer R., McIntosh D. “Hybrid processes in manufacturing”. Annals of the CIRP – Manufacturing Technology. 63/2 (2014): s. 561–583.
  • Jawahir I.S., Attia H., Biermann D., Duflou J., Klocke F., Meyer D., Newman S.T., Pusavec F., Putz M., Rech J., Schulze V., Umbrello D. “Cryogenic manufacturing processes”. Annals of the CIRP – Manufacturing Technology. 65/2 (2016): s. 713–736.
  • Grzesik W. „Wizje i strategie wytwarzania Cz. I i II”. Mechanik. 83, 3, 4 (2010): s. 145–148; 83, 4 (2010): s. 232–239.
  • Grzesik W. „Podstawy skrawania materiałów konstrukcyjnych”. Warszawa: PWN, 2018.
  • Materiały firmowe: High pressure coolant machining, www.sandvik.coromant.com; Precision Cooling Technology, www.kennametal.com.
  • Courbon C., Kramar D., Krajnik P., Pusavec F., Rech J., Kopac J. ”Investigation of machining performance in high-pressure jet assisted turning of Inconel 718: An experimental study”. Int. J. Machine Tools and Manufacture. 49 (2009): s. 1114–1125.
  • Braham-Bouchnak T., Germain G., Robert P., Lebrun J.L. ”High pressure water jet assisted machining of duplex steel: machinability and tool life“. Int. Journal of Material Forming. 3 (2010): s. 507–510.
  • Ayed Y.,·Germain G. “High-pressure water-jet-assisted machining of Ti555-3 titanium alloy: investigation of tool wear mechanisms. Int J. Advanced Manufacturing Technology. 96 (2018): s. 845–856.
  • Globočki Lakić G., Sredanović B., Kramar D., Kopač J. “Possibilities of application of high pressure jet assisted machining in hard turning with carbide tools”. Tribology in Industry. 39 (2017): s. 238–247.
  • Wstawska I., Ślimak K. “The influence of cooling techniques on cutting forces and surface roughness during cryogenic machining of titanium alloys”. Archives of Mechanical Technology and Materials. 36 (2016): s. 12–17.
  • Laskowski P., Krupa K., Habrat W., Przestacki D., Sieniawski J. „Toczenie stopu Ti-6Al-4V z zastosowaniem wysokiego ciśnienia cieczy chłodząco-smarującej“. Mechanik. 87, 8–9 CD (2014): s. 403–410.
  • M’Saoubi R., Axinte D., Leung Soo S., Nobel Ch., Attia H., Kappmeyer G., Engin S., Wei-Ming S. “High performance cutting of advanced aerospace alloys and cmposite materials”. Annals of the CIRP – Manufacturing Technology. 64, 2 (2015): s. 557–580.
  • Lu T., Dillon O.W., Jawahir I.H. “A thermal analysis framework for cryogenic machining and its contribution to product and process sustainability”. Proc. 11th Global Conference on Sustainable Manufacturing – Innovative Solutions, Berlin (2013): s. 262–267.
  • Sadik M.I., Isakson S., Malakizadi A., Nyborg L. “Influence of coolant flow rate on tool life and wear development in cryougenic and wet milling of Ti-6Al-4V”. Procedia CIRP. 46 (2016): s. 91–94.
  • Stefansson T. “Application of Cryogenic Coolants in Machining Processes”. Stockholm: KTH, 2014.
  • Tapoglou N., Lopez M.A., Cook I., Taylor Ch.M. “Investigation of the influence of CO2 coolant application on tool wear”. Procedia CIRP. 63 (2017): s. 745–749.
  • Shokrani A., Dhokia V., Munoz-Escalona P., Newam S.T. “State-of-the-art cryogenic machining and processing”. Int. Journal of Computer Integrated Manufacturing. 26 (2013): s. 616–648.
  • Prins C., Treurnicht N.F. “An overview of advanced cooling techniques for titanium alloy machining in aerospace”. SAII25 Proceedings, 2013 (online).
  • Knopf J., Grimm L., Ghosh R., Gibson D. “Cryogenic machining of PEEK”. Proc. 1st PEEK Conf., Philadelphia, 2013.
  • Grzesik W. “Energy consumption optimization in machining processes”. Davim J.P. (red.). Metal Cutting Technologies. Progress and Current Trends, s. 36–56.
  • Neugebauer R., Drossel W., Wertheim R., Hochmuth C., Dix M. “Resource and energy efficiency in machining using high-performance and hybrid processes”. Procedia CIRP. 1 (2012): s. 3–16.
  • Hybrid machining processes in cutting technology, Fraunhofer IWU, www.iwu.fraunhofer.de.

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.12.186

 

* Artykuł recenzowany

Pobierz plik / download

PL: Wit Grzesik: Hybrydowe procesy skrawania wspomagane mediami technologicznymi (PDF, ~1,5 MB)

ENG: Wit Grzesik: Media-assisted machining processes (PDF, ~1,6 MB)

Kalendarium wydarzeń

Pn
Wt
Śr
Cz
Pt
So
Nd

Nasze propozycje

Lutowanie w budowie maszyn
Jerzy Nowacki, Marcin Chudziński, Przemysław Zmitrowicz

Lutowanie w budowie maszyn

Wydawnictwo Naukowe PWN

Książka jest poświęcona lutowaniu – jednej z najstarszych metod spajania. Przedstawiono w niej...

Podstawy projektowania hydraulicznych maszyn zębatych
Jarosław Stryczek

Podstawy projektowania hydraulicznych maszyn zębatych

Wydawnictwo PWN

Autor zajmuje się hydraulicznymi maszynami zębatymi od ponad 40 lat. Początkowo pracował sam, od...

Mieczysław Wolfke. Gdyby mi dali choć pół miliona... Biografia
Krzysztof Petelczyc, Ewelina Kędzierska

Mieczysław Wolfke. Gdyby mi dali choć pół miliona... Biografia

Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej

Biografia Mieczysława Wolfkego to książka o człowieku zakochanym w nauce, ale też patriocie, który...

Robotization of production processes
Wojciech Kaczmarek, Jarosław Panasiuk

Robotization of production processes

Wydawnictwo Naukowe PWN

Książka wprowadza czytelnika w tematykę dotyczącą jednej z najszybciej rozwijających się technologii...

Nasi partnerzy