The influence of technological parameters on selected surface roughness parameters during aluminum 7075 alloys turning

Abstract

Analiza literatury -stan zagadnieniaSkrawalność stopów aluminium zależy głównie od ich składu chemicznego i struktury stopu ukształtowanej w wyniku obróbki cieplnej. Zawartość krzemu (Si) w stopie w ilości ok. 10% stanowi istotną granicę skrawalności, ze względu na zużycie ostrzy narządzi. Na chropowatość powierzchni mogą wpływać m.in.: materiał narzędziowy, jakość wykonania narzędzi, geometria ostrza, właściwo-ści materiału obrabianego, powłoki ochronne, parametry technologiczne (największy wpływ na jakość powierzchni ma posuw f, mniejszy -prędkość skrawania v c , a najmniejszy -głębokość skrawania a p ) [4]. Podczas toczenia stopów aluminium, oprócz odpowiedniej geometrii (γ do 30°, α do 10°), istotna jest możliwość kontrolowanego ła-mania bądź zwijania wiórów.Firma Ceterazit z Austrii [5] wprowadziła zintegrowany w narzędziu system chłodzenia sprężonym powietrzem. Pozwala to na skrawanie stopów aluminium na sucho. Jak podano w pracach [2, 5] oraz według zaleceń producentów narzędzi [7], popularne stopy aluminium moż-na obrabiać z prędkościami skrawania v c ≥ 2500 m/min. Jednakże wzrost efektywności wytwarzania powoduje wzrost wymagań wobec narzędzi skrawających. Jako podstawowe kryterium oceny przydatności narzędzia do obróbki można przyjąć zapewnienie odpowiedniej jakości powierzchni [1,3]. Program, metodyka oraz cel badańNa rys. 1 przedstawiono ogólny plan badań dotyczący toczenia stopu aluminium. Głównym celem badań była analiza parametrów chropowatości powierzchni w zakresie obróbki ze zwiększonymi prędkościami skrawania. Obróbkę toczeniem prowadzono na centrum obróbko--wym tokarskim DMG MORI CTX450 z systemem sterowania Sinumerik 840D. Jako narzędzie wykorzystano nóż tokarski składany o symbolu oprawki SDJCL 25X25M11 CORO Turn 107. Do toczenia wytypowano płytkę węgli-kową DCGX 11T302-AL H10 Sandvik o promieniu naroża r ε = 2 mm.Przyjęto stałą głębokość skrawania a p = 1 mm oraz zmienny zakres pozostałych parametrów technologicznych: f = 0,05÷0,15 mm/obr, v c = 1000÷1700 m/min. Wykorzystano stop aluminium 7075 w stanie T6 (przesycony, sztucznie starzony). Podczas skrawania zastosowano emulsję obróbkową. Długość drogi toczenia wynosiła L = 20 mm. Chropowatość powierzchni obrobionej mierzono profilografometrem Hommel Tester T1000. Pomiary chropowatości powtórzono pięciokrotnie. Wyniki badań oraz ich analizaNa wykresach (rys. 2÷5) przedstawiono zmianę parametrów 2D chropowatości powierzchni (Ra, Rq, Rz, Rmax, Rt, Rv, Rp, Rpm) w zależności od zmiany prędko-ści skrawania v c oraz posuwu f. Dodatkowo podano wartości liczbowe parametru Rsm. Zmiana prędkości skrawania v cNa rys. 2 i 3 przedstawiono wpływ prędkości skrawania na parametry chropowatości powierzchni obrobionej.

Effect of Technological Parameters on the Surface Roughness of Aluminium Alloys After Turning

“…Surface roughness parameters that are frequently under analysis in research papers, Ra and Rz, do not exceed the level of approximately 2µm and 10µm at any cutting speed. Increase in feed results in linear increase in the surface roughness parameters, which is in accordance with the common theoretical relationship expressed by Rz t =f 2 /8r ε [18]. It may be inferred that surface quality will improve when cutting is carried out with a suitable PCD tool.…”

“…Their wide applicability results from favourable properties and low density. Major physical properties of aluminium alloys relevant from the viewpoint of machining are: low Young's module, high thermal expansion and conductivity [18].…”