Jan Burek, Piotr Żurek, Karol Żurawski: Porównanie chropowatości

MEcHANiK NR …/201… 
…
1476
MECHANIK NR 10/2016
MEcHANiK NR …/201…  …
Porównanie chropowatości
chropowatości powierzchni
powierzchni złożonych
złożonych
Porównanie
po obróbce
obróbce frezem
frezem baryłkowym
baryłkowym oraz
oraz kulistym
kulistym
po
The comparison of complex surfaces roughness
The
comparison
of
complex
surfaces
roughness after
after milling
milling with
with ball
ball and
and
The comparison of complex surfaces roughness
after milling with
ball and barrel
mill
barrel
mill
barrel mill
JAN BUREK
JAN BUREK
PiOTR ŻUREK
PIOTR
ŻUREK
PiOTR
KAROl ŻURAWSKI *
KAROL
KAROl ŻURAWSKI *
*
DOI: 10.17814/mechanik.2016.10.418
DOI: 10.17814/mechanik.2016.numer wydania.numer kolejny
DOI: 10.17814/mechanik.2016.numer wydania.numer kolejny
Przedstawiono wpływ obróbki frezem kulistym oraz baryłkoPrzedstawiono wpływ obróbki frezem kulistym oraz
wym
na chropowatość
powierzchni
złożonych.
Uwzględniono
Przedstawiono
obróbki powierzchni
frezem kulistym
oraz
baryłkowym
na wpływ
chropowatość
złożonych.
baryłkowym
na
chropowatość
powierzchni
złożonych.
również
wydajność
obu
metod
obróbki
w
zależności
od
załoUwzględniono również wydajność obu metod obróbki
Uwzględniono
również
wydajność
obu metod
obróbki
żonych
parametrów
chropowatości.
w zależności
od
założonych
parametrów
chropowatow
od założonych
parametrów
SŁOWA
KLUCZOWE:
frez baryłkowy,
frez kulisty,chropowatoobróbka pości.zależności
ści.
SŁOWA KLUCZOWE:
wierzchni
swobodnych frez baryłkowy, frez kulisty, ob-
stym [3].
stym [3].
SŁOWA
KLUCZOWE:
frez baryłkowy, frez kulisty, obróbka powierzchni
swobodnych
róbka powierzchni swobodnych
The consideration of surface roughness with different types of
The–consideration
of surface
roughness
with
different
mill
barrel and spherical.
In addition
the yield with
of both
milling
The
ofand
surface
roughness
different
typesconsideration
of were
mill -presented
barrel
spherical.
Inassumed
additionroughness
the
yield
methods
depending
on
types
of milling
mill - barrel
and spherical.
In addition
the yield
of both
methods
were presented
depending
on
parameters.
of
both milling
methods
were presented depending on
assumed
roughness
parameters.
KEYWORDS:
5-axis
milling
barell
millmill
assumed
roughness
parameters.
KEYWORDS:
5-axis
milling
barell
KEYWORDS: 5-axis milling barell mill
Najczęściej
Najczęściej stosowanymi
stosowanymi narzędziami
narzędziami w
w obróbce
obróbce łopatek
łopatek
Najczęściej
stosowanymi
narzędziami
w
obróbce
łopatek
ii wirników
są
frezy
kuliste
oraz
stożkowe.
W przypadku
wirników są frezy kuliste oraz stożkowe. W przypadku
obiróbki
wirników
są kulistym,
frezy
kuliste
oraz
stożkowe.
W
przypadku
obobróbki
frezem
kulistym
względu
mały
przekrój
warfrezem
ze ze
względu
na na
mały
przekrój
warstwy
róbki
frezemzagęszczenie
kulistym,
ze względu
na
mały
przekrójmusi
warstwy
stwy
skrawanej
zagęszczenie
ścieżek
obróbkowych
musi
skrawanej
ścieżek
obróbkowych
być
skrawanej
zagęszczenie
ścieżek
obróbkowych
być
bardzo
duże,
co znacząco
obniża
wydajność
[1, 3,być
4].
bardzo
duże,
co znacząco
obniża
wydajność
[1, 3, musi
4].
bardzo
co znacząco
obniża
wydajność
[1, 3, 4].frezów,
Stądduże,
teżciągle
ciągle
poszukuje
sięnowych
nowych
konstrukcji
frezów,
Stąd
też
poszukuje
się
konstrukcji
też ciągle proces
poszukuje
się nowych osiągnąć
konstrukcjiwymagafrezów,
abyStąd
przyspieszyć
jednocześnie
aby
przyspieszyć
proces
iijednocześnie
osiągnąć
wymagaaby
przyspieszyć proces
i jednocześnie
osiągnąć
wymaganą
chropowatość
obrabianej
powierzchni.
Alternatywą
dla
ną chropowatość obrabianej powierzchni. Alternatywą dla
ną
chropowatość
obrabianej
powierzchni.
Alternatywą
dla
freza
kulistegomoże
może
byćfrez
frez
baryłkowy
(rys.
1). Proces
frezu
kulistego
być
baryłkowy
(rys.
1).
Proces
obfreza
kulistego
może być
baryłkowyboczną
(rys. 1).
Proces
obróbkowy
realizowany
jestfrez
powierzchnią
narzędzia,
róbkowy
realizowany
jest
boczną
obróbkowy
realizowany
jestpowierzchnią
powierzchnią
bocznąnarzędzia,
narzędzia,
r
wielokrotnie
większy
która
posiada
promień
zaokrąglenia
b
większy
niż
która
maa
promień
zaokrąglenia
rb wielokrotnie
r b wielokrotnie
większy
która
posiada
promień
zaokrąglenia
niż średnica
narzędzia
[2,
5,
6].
średnica
narzędzia
[2,[2,
5, 5,
6].6].
niż Chropowatość
średnica
narzędzia
teoretyczną wynikającą ze śladów ścieżek
Chropowatość
teoretyczną wynikającą
ze
ścieżek
Chropowatość
ze śladów
śladów
ścieżek
narzędziowych
dlateoretyczną
obu frezówwynikającą
można określić
równaniami:
narzędziowych
dlaobu
obufrezów
frezówmożna
możnaokreślić
określićrównaniami:
równaniami:
narzędziowych dla
a) frez kulisty
a)● frez kulisty
●
kulisty:
2
●
b)● frez
frez baryłkowy:
baryłkowy
𝑎𝑎
𝑅𝑅𝑡𝑡ℎ = 𝑟𝑟𝑘𝑘 − �𝑟𝑟𝑘𝑘 2 − 𝑎𝑎 𝑒𝑒2 ,
𝑅𝑅𝑡𝑡ℎ = 𝑟𝑟𝑘𝑘 − �𝑟𝑟𝑘𝑘 2 − 4𝑒𝑒 ,
4
Rys.1. Obróbka frezem: a) kulistym, b) baryłkowym
Celem
niniejszych
byłob)doświadczalne
określenie
Rys.1.
Obróbka
frezem: badań
a) kulistym,
baryłkowym
Rys.1. Obróbka frezem:
a) kulistym,
b) baryłkowym
rzeczywistych
parametrów
chropowatości
powierzchni pióCelem niniejszych badań było doświadczalne określenie
ra łopatki
wykonywanych
frezemokreślenie
kulistym
Celem wirnika
niniejszych
badańchropowatości
było zarówno
doświadczalne
rzeczywistych
parametrów
powierzchni
pióra
jak
i
baryłkowym.
rzeczywistych
parametrów
chropowatości
powierzchni
piórai
łopatki wirnika wykonywanych zarówno frezem kulistym
łopatki
wirnika wykonywanych zarówno frezem kulistym i
baryłkowym.
baryłkowym.
Warunki
badań
Warunki badań
Warunki
badań
Przedmiot
testowy stanowił fragment wieńca łopatkowego
Przedmiot testowy
stanowił
fragmentłopatek
wieńca(rys.
łopatkoweskładającego
się z trzech
identycznych
2). Ich
testowy
fragment grubość
wieńca
łopatkowego Przedmiot
składającego
się 35
zstanowił
trzech
identycznych
łopatek
2).
wysokość
wynosiła
mm, natomiast
od(rys.
0,8 do
go składającego
się z trzech
łopatekod(rys.
wysokość wynosiła
35 mm,identycznych
natomiast grubość
0,8 2).
do
2Ich
mm.
Ich
wysokość wynosiła 35 mm, natomiast grubość od 0,8 do
2 mm.
2 mm.
(1)
(1)
(1)
b) frez baryłkowy
𝑎𝑎
2
𝑅𝑅𝑡𝑡ℎ = 𝑟𝑟𝑏𝑏 − �𝑟𝑟𝑏𝑏 2 − 𝑎𝑎 𝑒𝑒2 ,
𝑅𝑅𝑡𝑡ℎ = 𝑟𝑟𝑏𝑏 − �𝑟𝑟𝑏𝑏 2 − 4𝑒𝑒 , 4
(2)
(2)
(2)
r k frezu
– chropowatość
teoretyczna,
– promień
freza
gdzie:RthR–thchropowatość
gdzie:
teoretyczna,
rk – promień
kulistego,
rb –
r k – promień
R
teoretyczna,
freza
gdzie:
th r– chropowatość
promień
zaokrąglenia
powierzchni
bocznej frezupowierzchni
baryłkowego,
a
e – szezaokrąglenia
bocznej
kulistego,
b – promień
r b obróbkowych.
kulistego,
– promień
zaokrąglenia
powierzchni
bocznej
rokość
ścieżek
a e – szerokość
ścieżek
obróbkowych.
freza baryłkowego,
freza baryłkowego, a e – szerokość ścieżek obróbkowych.
W
Wprzypadku
przypadkufrezowania
frezowania frezem
frezembaryłkowym
baryłkowym zagęszczezagęszczeprzypadku
frezowania
frezemmniejsze,
baryłkowym
zagęszczenieW
ścieżek
może
byćwielokrotnie
wielokrotnie
mniejsze,zapewniając
zapewniając
ścieżek
może
być
tą
nie
ścieżek
może być teoretyczną,
wielokrotnie
mniejsze,
zapewniając
tą
samą
chropowatość
co obróbka
frezem
kulitę
samą
chropowatość
teoretyczną
co obróbka
frezem
samą chropowatość teoretyczną, co obróbka frezem kulikulistym
[3].
*dr hab. Jan Burek prof. PRz ([email protected]), mgr inż. Piotr
*dr
hab.([email protected]),
JanBurek
Burek
prof.
PRz
([email protected]),
mgrPiotr
inż.
Piotr
Żurek
mgr inż. Karol mgr
Żurawski
(zuraw* Dr
hab.
Jan
prof.
PRz
([email protected]),
inż.
Żurek
Żurek
([email protected]),
mgr
inż. Karol
Żurawski
[email protected])
– Politechnika
Rzeszowska
im.
Ignacego(zurawŁuka-–
([email protected]),
mgr inż. Karol
Żurawski
([email protected])
[email protected])
– Technik
Politechnika
Rzeszowska
im. Ignacego
ŁukaPolitechnika
Rzeszowska
im. Wytwarzania
Ignacego
Łukasiewicza,
Katedra Technik
siewicza, Katedra
i Automatyzacji
siewicza, Katedra
Technik Wytwarzania i Automatyzacji
Wytwarzania
i Automatyzacji
Rys. 2. Przedmiot testowy z łopatkami: 1 - pierwsza, 2- druga, 3 -
Rys.
2.2.Przedmiot
testowy
z łopatkami:
1 – pierwsza,
2 – druga,
3 – trzecia
Rys.
Przedmiot
testowy
z łopatkami:
1 - pierwsza,
2- druga,
3trzecia
trzecia
Do
Do obróbki
obróbki pierwszej
pierwszej łopatki
łopatki zastosowano
zastosowano frez
frez kulisty
kulisty
Do obróbki
łopatki
zastosowano
frez kulisty
Sandvik
316––pierwszej
12BM440
– 12060G
1030.
Szerokość
Sandvik
316
12BM440
–
12060G
1030.
Szerokość
ścieSandvik dostosowano
316 – 12BM440
12060G
1030.
ścieścieżek
w –taki
sposób,
abySzerokość
chropowatość
teoretyczna wynosiła Rth = 0,5 µm.
+
MEcHANiK NR .../20...
Ra
(μm)
(μm)Ra (μm)
RaRa
(μm)
MECHANIK NR 10/2016
1477
żek
dostosowano w taki sposób, aby chropowatość teorefrezów (łopatka 3) wydajność obróbki wynika z zastosowa+
MEcHANiK NR .../20...
R
=
0,5
µm.
tyczna
wynosiła
nych
parametrów
skrawania
(około
10
min).
th
+
MEcHANiK NR
NR .../20...
.../20...
+
MEcHANiK
Drugą łopatkę
łopatkę obrabiano
obrabiano frezem
frezem baryłkowym
baryłkowym Emuge
Emuge
Natomiast
stosując
taką
samą
szerokość
ścieżek
ae dla
Drugą
żek dostosowano
w takiChropowatość
sposób, aby chropowatość
teorefrezów 0,7
(łopatka 3) wydajność obróbki wynika z zastosowaFranken
3538L. 10085A.
teoretyczna została
żek dostosowano
dostosowano
w taki
taki sposób,
sposób,
aby chropowatość
chropowatość
teorefrezów
(łopatka
3) wydajność
wydajność
obróbki
wynikawynika
z zastosowazastosowaFranken
3538L. R10085A.
Chropowatość
teoretyczna
zoobu
frezów
(łopatka
3),
wydajność
obróbki
z
zastożek
w
aby
teorefrezów
(łopatka
3)
obróbki
wynika
z
=
0,5
µm.
tyczna
wynosiła
nych
parametrów
skrawania
(około
10
min).
założona
na takimR th
samym
poziomie, jak w przypadku freza
0,6 parametrów
= 0,5
0,5
µm.
tyczna
wynosiła
nych parametrów
parametrów
skrawania
(około 10
10
min). 10 min).
th =
µm.
tyczna
wynosiła
skrawania
(około
min).
stała
założona
naRtakim
samym
poziomie,
jak w przypadku
sowanych
skrawania
(około
th
Drugą
łopatkę
obrabiano
frezem
baryłkowym
Emuge nych
kulistego.
0,5
Drugą
łopatkę
obrabiano
frezem
baryłkowym
Emuge
Drugą
łopatkę
obrabiano
frezem
baryłkowym
Emuge
frezu
kulistego.
Franken
Chropowatość
teoretyczna
została
0,7
Trzecią 3538L.
łopatkę10085A.
obrabiano
również frezem
baryłkowym,
Łopatka 1
0,4
Franken
3538L.
10085A.
Chropowatość
teoretyczna
została
Franken
3538L.
10085A.
Chropowatość
teoretyczna
została
0,7
Trzecią
obrabiano
również
frezem
baryłkowym,
założona
na
takim
samym
poziomie,
jak
w
przypadku
freza
0,6
a e była
identyczna
jak
w
przy
czym łopatkę
szerokość
przejścia
założona
na
takim
samym
poziomie,
jak
w
przypadku
freza
0,3
założona
naszerokość
takim samym
poziomie,
w przypadku
0,6
kulistego.
przy
czym
przejścia
ae jak
była
identycznafreza
jak
Łopatka 2
0,5
łopatce
pierwszej.
kulistego.
0,2
0,5
Trzecią
łopatkę
obrabiano
również
frezem
baryłkowym,
Łopatka 1
wkulistego.
łopatce
pierwszej.
Badania
zostały
przeprowadzone
na
0,4
Badania
zostały
przeprowadzone
na
centrum
obróbkoTrzecią łopatkę
łopatkę obrabiano
obrabiano również
również
frezem baryłkowym,
baryłkowym,
Trzecią
frezem
Łopatka
0,1
0,4
Łopatka13
a55
identyczna
jak w
przy
czym
szerokość
przejścia
e była
centrum
obróbkowym
DMG
HSC
Linear
(rys.
3). Matewym
HSC
55 Linear
(rys.
3).
obrabianym
0,3
była
identyczna
jak w
w
przyDMG
czym
szerokość
przejścia
aaeeMateriałem
była
identyczna
jak
przy
czym
szerokość
przejścia
Łopatka
2
0
łopatce
pierwszej.
0,3
riałem
była
stalobrabianym
40HN.
0,2
Łopatka 2
łopatce
pierwszej. była stal 40HN.
łopatce
pierwszej.
Powierzchnia
Powierzchnia
Badania
zostały przeprowadzone na centrum obróbko0,2
0,1
Łopatka 3
Badania zostały
zostały przeprowadzone na
na centrum
centrum obróbkoobróbkoBadania
wypukła
wklęsła
wym
DMG HSC 55 przeprowadzone
Linear (rys. 3). Materiałem
obrabianym
0,1
Łopatka 3
wym DMG
DMG HSC
HSC 55
55 Linear
Linear (rys.
(rys. 3).
3). Materiałem
Materiałem obrabianym
obrabianym
0
wym
była stal 40HN.
Rys. 4. Wykres
chropowatość powierzchni w parametrze Ra dla
0
Powierzchnia
Powierzchnia
była stal
stal140HN.
40HN.
była
wklęsłych oraz wypukłych
powierzchni
łopatek
Powierzchnia
Powierzchnia
Powierzchnia
Powierzchnia
wypukła
wklęsła
wypukła
wklęsła
wypukła
wklęsła
Rys. 4. Wykres chropowatość powierzchni w parametrze Ra dla
3,5
Rys.
4.
Wykres
chropowatość
powierzchni
w Ra
parametrze
Ra dla
dla
4.
Chropowatość
powierzchni
w
parametrze
dla wklęsłych
oraz
Rys.
4.
Wykres
chropowatość
powierzchni
parametrze
Ra
wklęsłych oraz wypukłych powierzchni
łopatekw
wklęsłych 3
oraz
wypukłych
powierzchni łopatek
łopatek
wypukłych
powierzchni
łopatek
wklęsłych
oraz
wypukłych
powierzchni
3
Rys. 3. Stanowisko badawcze:
3 1 – centrum obróbkowe DMG 55 HSC
33
Rys.
1testowy
– centrum obróbkowe DMG 55
Linear,3.2 Stanowisko
– narzędzie, 3badawcze.
– przedmiot
HSC Linear, 2 – narzędzie, 3 – przedmiot testowy
Parametry
obróbki
przedstawiono
w tablicy.
Rys.
3. Stanowisko
badawcze.
1 – centrum
obróbkowe DMG 55
Rys.
3. Stanowisko
Stanowisko
badawcze.
centrum
obróbkowe
DMG 55
55
Parametry
przedstawiono
wtestowy
tabl.
I.
Rys.
3.
badawcze.
11 –– centrum
obróbkowe
DMG
HSC
Linear,
2obróbki
– narzędzie,
3 – przedmiot
HSC Linear,
Linear, 22 –– narzędzie,
narzędzie, 33 –– przedmiot
przedmiot testowy
testowy
HSC
Tablica.
Parametry obróbki
Tablica
I. Parametry obróbki
Parametry obróbki
przedstawiono
w tabl. I.
Łopatka
1
Łopatka
2
Parametry obróbki
obróbki
przedstawiono
w tabl.
tabl.
Parametry
przedstawiono
w
I.I.
Łopatka 3
Frez
Frez 3
Łopatka
1I. Parametry
Łopatka
2
Łopatka
Tablica
obróbki
Narzędzie
Frez
kulisty
baryłkowy
baryłkowy
Tablica I.I. Parametry
Parametry
obróbki
Tablica
Frezobróbki
Frez
Narzędzie
Frez kulisty
baryłkowy
baryłkowy
Rth (µm)
0,5 1
0,5 2
0,003 3
Łopatka
Łopatka
Łopatka
Łopatka
Łopatka
Łopatka
3
Łopatka
11
Łopatka
22
Łopatka
Rbth(mm)
(µm)
0,5
0,5
0,003
Frez
Frez 3
0,14
0,58
0,14
Narzędzie
Frez
kulisty
Frez
Frez
Frez
Frez
b Narzędzie
(mm)
0,14
0,58
0,14
baryłkowy
baryłkowy
Narzędzie
Frez kulisty
kulisty
Frez
0,3
0,3
0,3
ap (mm)
baryłkowy
baryłkowy
baryłkowy
baryłkowy
0,5
0,5
0,003
a pR(mm)
0,3
0,3
0,3
th (µm)
R
(µm)
0,5
0,5
0,003
th (µm)
R
0,5
0,5
0,003
(m/min)
245
200
200
v
th
c
(mm)
0,14
0,58
0,14
v cb(m/min)
245
200
200
b (mm)
(mm)
0,14
0,58
0,14
0,14
0,58
0,14
0,3
0,3
0,3
(m/ostrze)
0,07
0,07
0,07
f zfbaz(m/ostrze)
0,07
0,07
0,07
p (mm)
(mm)
0,3
0,3
0,3
avapp (m/min)
(mm)
0,3
0,3
0,3
245
200
200
v fv(mm/min)
2184
1782
1782
c
(mm/min)
2184
1782
1782
(m/min)
245
200
200
vfvfcc(m/ostrze)
(m/min)
245
200
200
0,07
0,07
0,07
z
(m/ostrze)
0,07
0,07
0,07
fvfzz (m/ostrze)
0,07
0,07
0,07
(mm/min) chropowatości
2184
1782
1782
Pomiary
chropowatości
wykonano
na
profilometrze
3D
fPomiary
wykonano
na
profilometrze
(mm/min)
2184
1782
1782 3D
vvff (mm/min)
2184
1782
1782
MarSurf
mierzono
chropowatość
na poMarSurf XR
XR20.
20.Oddzielnie
Oddzielnie
mierzono
chropowatość
na
Pomiary
chropowatości
wykonano
na profilometrze 3D
wierzchni
wklęsłej
oraz
powierzchni
wypukłej.
powierzchni
oraz powierzchni
wypukłej.
Pomiary wklęsłej
chropowatości
wykonano na
na
profilometrze 3D
3D
Pomiary
chropowatości
wykonano
profilometrze
MarSurf XR 20. Oddzielnie mierzono chropowatość na poMarSurf XR
XR 20.
20. Oddzielnie
Oddzielnie mierzono
mierzono chropowatość
chropowatość na
na popoMarSurf
wierzchni
wklęsłej oraz powierzchni wypukłej.
Wyniki
badań
wierzchni
wklęsłej oraz
oraz powierzchni
powierzchni wypukłej.
wypukłej.
Wyniki
badań
wierzchni
wklęsłej
Wyniki
Wynikibadań
pomiarów parametrów Ra oraz Rz chropowatości
Wyniki
badań
Wyniki
Wynikibadań
pomiarów
parametrów
Ra oraz
poszczególnych
łopatek
przedstawiono
na Rz
rys.chropowato4 i 5. Analiści poszczególnych
przedstawiono
na rys.
4 i 5.
Ra orazmożna
Rz chropowatości
Wyniki
pomiarów łopatek
parametrów
zując
przedstawione
wyniki
pomiarów,
zauważyć
Ra
Rz
Wyniki
pomiarów
parametrów
oraz
chropowatości
Ra oraznaRz
Wyniki pomiarów
parametrów
chropowatości
Analizując
przedstawione
wyniki
pomiarów,
można
zauwaposzczególnych
łopatek
przedstawiono
rys.
4 i 5.
Analiprawie
40%
zmniejszenie
parametrów
chropowatości
poposzczególnych łopatek
łopatek przedstawiono
przedstawiono na
na rys.
rys. 44 ii 5.
5. AnaliAnaliposzczególnych
zując
przedstawione
wyniki
pomiarów,
można
zauważyć
żyć
prawie
40%
zmniejszenie
parametrów
chropowatości
wierzchni
po obróbce wyniki
frezem pomiarów,
baryłkowym
(łopatka
2), w
zując
przedstawione
można
zauważyć
zując
wyniki
pomiarów,
można(łopatka
zauważyć
prawieprzedstawione
40%
zmniejszenie
parametrów
chropowatości
popowierzchni
po
obróbce
frezem
baryłkowym
2),
stosunku
do obróbki
frezem
kulistym
(łopatka
1). Taka tenprawie 40%
40%
zmniejszenie
parametrów
chropowatości
poprawie
zmniejszenie
parametrów
chropowatości
powierzchni
po
obróbce
frezem
baryłkowym
(łopatka
2),
w
wwierzchni
stosunku
do obróbce
obróbkidla
frezem
kulistym
1). 2),
Taka
dencja
jest identyczna
obu stron
pióra(łopatka
łopatki.
Przy
obpo
frezem
baryłkowym
(łopatka
w
wierzchni
po obróbki
obróbcefrezem
frezem
baryłkowym
(łopatka
w
stosunku
do
kulistym
(łopatka
1).
Taka2),
tenRa
róbce
frezem
kulistym
otrzymano
=
(0,55
–
0,59)
μm,
tendencja
jest
identyczna
dla
obu
stron
pióra
łopatki.
Przy
stosunku do
do obróbki
obróbki frezem
frezem kulistym
kulistym (łopatka
(łopatka 1).
1). Taka
Taka tentenstosunku
dencja jest
identyczna
dla
obu stron Ra
pióra
łopatki. Przyμm,
obRzidentyczna
natomiast
= (3kulistym
– 3,3) dla
μm.
obróbce
frezem
otrzymano
= (0,55÷0,59)
dencja jest
jest
identyczna
dla
obu stron
stron
pióra
łopatki. Przy
Przy obobdencja
obu
łopatki.
Rapióra
róbce
frezem
kulistym
otrzymano
= (0,55
– założeniu
0,59) μm,
W
przypadku
obróbki
frezem
baryłkowym
przy
natomiast
Rz =kulistym
(3÷3,3) otrzymano
μm.
Ra == (0,55
róbce frezem
frezem
kulistym
otrzymano
(0,55 –– 0,59)
0,59) μm,
μm,
Ra
róbce
Rz
natomiast
=
(3
–
3,3)
μm.
identycznej
chropowatości
teoretycznej
wartości
tezałożeniu
wynoszą
WWprzypadku
obróbki
baryłkowym
przy
Rz
natomiast
(3 –– 3,3)
3,3)frezem
μm.
Rz
natomiast
== (3
μm.
przypadku
obróbki
frezem
baryłkowym
przy– założeniu
Ra
Rz
odpowiednio
=
(0,33
–
0,35)
μm
i
=
(2,0
2,2)
μm.
W
przypadku
obróbki
frezem
baryłkowym
przy
założeniu
identycznej
chropowatości
teoretycznej
wartości
te
wynoW przypadku
obróbki frezem
baryłkowym
przytezałożeniu
identycznej
chropowatości
teoretycznej
wartości
wynoszą
Mniejsze
wartości
osiągane
są dla wypukłej
części
pióra.
W
identycznej
chropowatości
teoretycznej
wartości
te
wynoszą
identycznej
chropowatości
teoretycznej
wartości
te
wynoszą
szą
odpowiednio
Ra
=
(0,33÷0,35)
μm
i
Rz
=
(2,0÷2,2)
μm.
Rapomimo
odpowiednio
= (0,33 –zagęszczenia
0,35) μm i Rzścieżek
= (2,0 –uzyskano
2,2) μm.
łopatce
trzeciej
Ra
Rz
odpowiednio
=
(0,33
–
0,35)
μm
i
=
(2,0
–
2,2)
μm.
Ra = osiągane
odpowiednio
(0,33 – 0,35)
μm
i Rz = (2,0
– 2,2)
μm.
Mniejsze
sądla
dla
wypukłej
części
pióra.
Mniejsze wartości
wartości
osiągane
są
wypukłej
części
pióra.
Wi
niewielką,
8%
poprawę
osiągając
= (0,31
– 0,33)
μmW
Mniejsze
wartości
osiągane
są dla
dlaRa
wypukłej
części
pióra.
W
wartości
osiągane
są
wypukłej
części
pióra.
WMniejsze
trzeciejtrzeciej
łopatce
pomimo
zagęszczenia
ścieżek
uzyskano
łopatce
pomimo
zagęszczenia
uzyskano
Rz
= (1,9 trzeciej
–trzeciej
2,0) μm.
łopatce
pomimo zagęszczenia
zagęszczenia
ścieżek
uzyskano
łopatce
pomimo
ścieżek
uzyskano
niewielką
– 8%
o 8%
poprawę,
osiągając
= (0,31÷0,33)
μmi
Ra Ra
niewielką,
poprawę
osiągając
= (0,31
– 0,33)
μm
Porównując
sobą czasy
(rys.Ra
6) ==obróbki
Ra
niewielką,
8% ze
poprawę
osiągając
(0,31 ––poszczegól0,33) μm
μm ii
osiągając
(0,31
0,33)
(1,9
–8%
2,0)poprawę
μm.
i niewielką,
Rz ==łopatek
(1,9÷2,0)
μm.
nych
widać,
Rz == (1,9
(1,9 –– 2,0)
2,0)
μm. że wykorzystanie freza baryłkowego,
Rz
μm.
Porównując
ze
sobą
czasy
(rys.
6)
obróbki
poszczególPorównując
ze
czasy
(rys.
poszczególR th ,
przy
założeniu takiej
samej
chropowatości
teoretycznej
Porównując
zesobą
sobą
czasy
(rys.6)
6)obróbki
obróbki
poszczególPorównując
ze
sobą
czasy
(rys.
6)
obróbki
poszczególnych
łopatek widać,
widać,
żewykorzystanie
wykorzystanie
frezabaryłkowego,
baryłkowego,
nych
łopatek,
że
frezu
około
trzykrotnie
zwiększa
wydajność
procesu
(2
min 26 s)
nych
łopatek
widać,
że
wykorzystanie
freza
baryłkowego,
nych
łopatek
widać,
że
wykorzystanie
freza
baryłkowego,
R th ,
przy założeniu
założeniu takiej
samej
chropowatości
teoretycznej
przy
takiejsamej
samej
chropowatości
teoretycznej
w
stosunku
do obróbki
frezem
kulistym (8 min
59 s). NatoRthth,,
przy
założeniu
takiej
samej
chropowatości
teoretycznej
R
przy
założeniu
takiej
chropowatości
teoretycznej
około
trzykrotnie
zwiększa
wydajność
procesu
(2 min(226
s)
R
,
około
trzykrotnie
zwiększa
wydajność
procesu
min
th
około
trzykrotnie
zwiększa
wydajność
procesu
(2
min
26
s)
a
dla
obu
miast
stosując
taką
samą
szerokość
ścieżek
emin
około
trzykrotnie
zwiększa
wydajność
procesu
(2
26
s)
w stosunku do obróbki frezem kulistym (8 min 59 s). Nato26
w stosunku
do obróbki
frezem
kulistym
s).
w s)
stosunku
do obróbki
obróbki
frezem
kulistym
(8 min
min(859
59min
s). 59
Natow
stosunku
do
frezem
kulistym
(8
s).
Natomiast stosując taką samą szerokość ścieżek a e dla obu
dla obu
obu
miast stosując
stosując taką
taką samą
samą szerokość
szerokość ścieżek
ścieżek aaee dla
miast
Powierzchnia
Powierzchnia
wklęsłych oraz wypukłych
łopatek
Powierzchnia
Powierzchnia
wypukła powierzchni
wklęsła
wypukła
wklęsła
wypukła
wklęsła
Rys. 5. Wykres chropowatości powierzchni w parametrze Rz dla
Rys. 5.
5.Chropowatość
Wykres
chropowatości
powierzchni
w Rz
parametrze
Rz dla
dla
powierzchni
w parametrze
dla wklęsłych
oraz
Rys.
5.
Wykres
chropowatości
powierzchni
parametrze
Rz
wklęsłych
oraz wypukłych
powierzchni
łopatekw
wklęsłych
oraz
wypukłych
powierzchni łopatek
łopatek
wypukłych
powierzchni
łopatek
wklęsłych
oraz
wypukłych
powierzchni
0:11:31
Czas
obróbki
Czas obróbki
Czas
obróbki
Czas
obróbki
2
2
2
2,5
3,5
Łopatka 1
3,5
23
3
1,5
2,5
Łopatka 2
2,51
Łopatka 1
2
Łopatka
2
0,5
Łopatka13
1,5
Łopatka
2
1,5
01
Łopatka 2
1
Powierzchnia
Powierzchnia
0,5
Łopatka 3
wypukła
wklęsła
0,50
Łopatka 3
0
Rys. 5. Wykres
chropowatości Powierzchnia
powierzchni w parametrze Rz dla
Powierzchnia
Rz
Rz (μm)
(μm)
RzRz(μm)
(μm)
1
1
0:08:38
0:11:31
0:11:31
0:11:31
0:05:46
0:08:38
0:08:38
0:08:38
0:02:53
0:05:46
0:05:46
0:05:46
0:00:00
0:02:53
0:02:53 Łopatka 1 Łopatka 2 Łopatka 3
0:02:53
0:00:00
Rys. 6. Czas
obróbki
0:00:00
0:00:00
Łopatka 1 Łopatka 2 Łopatka 3
Łopatka 11 Łopatka
Łopatka 22 Łopatka
Łopatka 33
Łopatka
Podsumowanie
Rys.
Rys. 6.
6. Czas
Czasobróbki
obróbki
Rys.
6.
Czas
obróbki
Rys. 6. Czas obróbki
Łopatka 1
Łopatka12
Łopatka
Łopatka 1
Łopatka23
Łopatka
Łopatka 2
Łopatka 3
Łopatka 3
Podsumowanie
Z powyższych badań wynika, że zastosowanie frezów
Podsumowanie
Podsumowanie
Podsumowanie
baryłkowych
jest bardzo korzystną alternatywą dla obróbki
Z
powyższych
badań
wynika,
że zastosowanie
frezów
frezem
kulistym.
Trzykrotne
zwiększenie
wydajności
przy
Z
wynika,
że zastosowanie
frezów
baryłkowych
Z badań
powyższych
badań
wynika, że
że zastosowanie
zastosowanie
frezów
Z
powyższych
badań
wynika,
frezów
baryłkowych
jest
korzystną
alternatywą
dla
obróbki
jednoczesnym
ok.bardzo
40%alternatywą
zmniejszeniem
wartości
parametrów
jest
bardzo
korzystną
dla
obróbki
frezem
kulibaryłkowych jest
jest bardzo
bardzo korzystną
korzystną alternatywą
alternatywą dla
dla obróbki
obróbki
baryłkowych
frezem
kulistym.
Trzykrotne
zwiększenie
wydajności
przy
Ra
i Rz
jest wynikiem
niezwykle
obiecującym
dla dalszych
stym.
Trzykrotne
zwiększenie
wydajności
z
jednoczesnym
frezem
kulistym.
Trzykrotne
zwiększenie
wydajności
przy
frezem
kulistym.
wydajności
przy
jednoczesnym
ok.Trzykrotne
40%
wartości
parametrów
badań.
Wiadomym
jest,zmniejszeniem
że niezwiększenie
w każdym
przypadku
obróbki
jednoczesnym
ok. 40%
40% zmniejszeniem
zmniejszeniem
wartości parametrów
parametrów
ok.
zmniejszeniem
wartościobiecującym
parametrów
Radalszych
i Rz jest
jednoczesnym
ok.
wartości
Ra
Rz jest
i40%
wynikiem
niezwykle
dla
frez
kulisty
można
zastąpić
innym
narzędziem,
ale
w
wielu
Ra ii Rz
Rz jest
jest
wynikiem
niezwykle obiecującym
obiecującym
dla
dalszych
wynikiem
niezwykle
obiecującym
dla dalszych
badań.
WiaRa
wynikiem
niezwykle
dla
dalszych
badań.
Wiadomym
jest,
że nie wfrezem
każdym
przypadku
obróbki
aplikacjach
przewaga
obróbki
baryłkowym
jest
niebadań. że
Wiadomym
jest, że
że
nie w
w każdym
każdym
przypadku
obróbki
badań.
Wiadomym
jest,
nie
przypadku
obróbki
domo,
nie
w każdym
przypadku
obróbki
frez ale
kulisty
możfrez kulisty
można
zastąpić
innym
narzędziem,
w
wielu
zwykle
wysoka.
frez
kulisty
można
zastąpić
innym
narzędziem,
ale
w
wielu
frez
kulisty można
zastąpić
innym
ale jest
w wielu
na
zastąpić
innym narzędziem,
alenarzędziem,
w wielu
aplikacjach
przeaplikacjach
przewaga
obróbki
frezem
baryłkowym
nieaplikacjach przewaga
przewaga baryłkowym
obróbki frezem
frezem
baryłkowym
jest nienieaplikacjach
jest
waga
jestbaryłkowym
niezwykle wysoka.
zwykleobróbki
wysoka.frezem obróbki
LITERATURA
zwykle wysoka.
wysoka.
zwykle
LITERATURA
1.
Artetxea E., Urbikaina G., Lamikiza A, López-de-Lacallea L. N. ,
LITERATURA
LITERATURA
LITERATURA
Gonzálezb R. , Rodalc P. „A mechanistic cutting force model for
1. new
Artetxea
E.,end
Urbikaina
G.,Lamikiza
Lamikiza
López-de-Lacallea
L. N.
,
1.Artetxea
E.,
Urbikaina
A.,A,López-de-Lacallea
L.N.,
Gonbarrel
mills”.G.,
Procedia
Engineering.
Vol. 132 (2015).
pp.
1. zálezb
Artetxea
E.,
Urbikaina
G.,
Lamikiza
A, López-de-Lacallea
López-de-Lacallea
L. barrel
N.
1.
Artetxea
Urbikaina
G.,
A,
L.
N.
Gonzálezb
R.
, Rodalc
P. Lamikiza
„A
mechanistic
cutting
force
for,,
R.,E.,
Rodalc
P. „A mechanistic
cutting
force
model
formodel
new
553÷560.
Gonzálezb
R. ,, mills”.
Rodalc
P. „A
„A mechanistic
mechanistic
cutting
force
model pp.
for
Gonzálezb
R.
Rodalc
P.
cutting
force
model
for
new
barrel
end
Procedia
Engineering.
Vol.
132
(2015).
mills”.
Vol.
(2015):
553÷560.
2. end
Burek
J., Procedia
Żurek
P.,Engineering.
Sułkowicz
P., 132
Żurawski
K.pp.
„Programowanie
new barrel
barrel
endP.,
mills”.
Procedia
Engineering.
Vol. 132
132 (2015).
(2015).
pp.
new
end
mills”.
Procedia
Engineering.
Vol.
pp.
553÷560.
2.Burek
J., Żurek
Sułkowicz
P., Żurawski
K. „Programowanie
procesu
procesu
5-osiowej
symultanicznej
obróbki
frezem
baryłkowym
w
553÷560.
553÷560.
2. 5-osiowej
Burek J.,symultanicznej
Żurek
P., Sułkowicz
P., Żurawski
„Programowanie
obróbki
frezem
w
programie
Hyprogramie
HyperMILL”.
Mechanik.
R. baryłkowym
89, nrK.5-6
(2016):
s. 4702. perMILL”.
Burek J.,
J.,5-osiowej
Żurek P.,
P.,symultanicznej
Sułkowicz
P.,
Żurawski
K. „Programowanie
„Programowanie
2.
Burek
Żurek
Sułkowicz
Żurawski
K.
procesu
obróbki
frezem
baryłkowym w
Mechanik.
R.
89, nr 5–6P.,
(2016):
s. 470÷471
471
procesu 5-osiowej
5-osiowej
symultanicznej
obróbki
frezem
baryłkowym
w
procesu
symultanicznej
obróbki
frezem
baryłkowym
w
programie
HyperMILL”.
Mechanik.
R.E.89,
nr
5-6 strategy
(2016):
s.
4703.Chaves-Jacob
J.,
Poulachon
G.,
Duc
„Optimal
finishing
3.
Chaves-Jacob
J.,
Poulachon
G.,
Duc
E.
„Optimal
strategy
finisprogramie
HyperMILL”.
Mechanik.
R.
89,
nr
5-6
(2016):
s. 470470-of
programie
HyperMILL”.
Mechanik.
R.
89,
nr
5-6
(2016):
s.
471
impeller
blades
using
5-axis
machining”.
The
International
Journal
hing
blades using 5-axis machining”. The International
471 impeller
471
3. Advanced
Chaves-Jacob
J., Poulachon
G., Duc
E.58„Optimal
strategy
finisTechnology.
Vol.
(2012): pp.
5731÷583.
Journal
ofManufacturing
Advanced
Manufacturing
Technology.
Vol.
58 (2012):
3.
Chaves-Jacob
J., Poulachon
Poulachon
G.,
Duc
E.J.„Optimal
„Optimal
strategy
finis3.
Chaves-Jacob
J.,
G.,
Duc
E.
finishing5731÷583.
impeller
5-axis
machining”.
Thestrategy
International
4.Gong
H., Fang blades
F.Z.,
Huusing
X.T., Cao
L.-X.,
Liu
„Optimization
of tool
popp.
hing impeller
impeller
blades
using
5-axis machining”.
machining”.
The
International
hing
blades
using
5-axis
The
International
Journal
of
Advanced
Manufacturing
Technology.
Vol.
58
(2012):
sitions
locally
based
on
the
BCELTP
for
5-axis
machining
of
free-form
4. Gong
H.,ofFang
F. Z., Hu
X. T., Cao L.
–X., Liu J. Vol.
„Optimization
of
Journal
Advanced
Manufacturing
Technology.
58
(2012):
Journal
ofComputer-Aided
Advanced Manufacturing
Technology.
Vol.
58 (2012):
pp. 5731÷583.
surfaces”.
Design.
42 (2010):
558÷570.
tool
positions
locally based
on theVol.
BCELTP
for pp.
5-axis
machining
pp.
5731÷583.
pp.
5731÷583.
4.
Gong
H.,
Fang
F.
Z.,
Hu
X.
T.,
Cao
L.
–X.,
Liu
J.
„Optimization
of
5.Meng
F.-J., Chen
Z.-T., XuComputer-Aided
R.-F., Li X. „OptimalDesign.
barrel cutter
for
of
free-form
surfaces”.
Vol. selection
42 (2010):
4. the
Gong
H.,machining
Fang
F. Z.,
Z.,
Hu
X. T.,
T.,
Cao
L. –X.,
–X., Liu
Liu
J.5-axis
„Optimization
of
4.
Gong
H.,
Fang
F.
Hu
X.
L.
„Optimization
of
toolCNC
positions
locally
on Cao
the BCELTP
forJ.
of based
blisk”.
Computer-Aided
Design.
Vol.machining
53 (2014):
pp.
558÷570.
tool
positions
locally
based
on
the
BCELTP
for
5-axis
machining
tool
positionssurfaces”.
locally based
on the BCELTP
for 5-axis
machining
of free-form
Computer-Aided
Design.
Vol. 42
(2010):
pp.
36÷45.
of free-form
free-form
surfaces”.
Computer-Aided
Design.
Vol.of42
42Sculptured
(2010):
of
surfaces”.
Design.
Vol.
(2010):
pp.
558÷570.
6.Wang
D., Chen
W., Li T.,Computer-Aided
Xu R. “Five-Axis Flank
Milling
pp.
558÷570.
pp.
558÷570.
Surface with Barrel Cutters”. Key Engineering Materials. Vol. 407÷408
(2009): pp. 292÷297.
■