Search citation statements
Paper Sections
Citation Types
Year Published
Publication Types
Relationship
Authors
Journals
The article presents a review of research methods for the cutting process using the abrasive waterjet machining. The focus was on assessing the possibility of monitoring the cutting process based on the parameters available for direct or indirect measurement. An attempt was made to evaluate their infl uence on the machined surface after treatment with the abrasive cutting method. These parameters include, inter alia, vibrations of the cutting head, force eff ects on the head support structure and the material to be cut, dynamic properties of the machine support structure and high pressure pumps. As part of the own research, correlation was sought for the registered selected signal characteristics with the cutting parameters responsible for the process course and the parameters related to the obtained machined surface. For this purpose, a model of the defl ection angle of the abrasive waterjet was proposed, which qualitatively determines the condition of the surface after cutting. The angle of inclination of the abrasive waterjet is determined on the basis of the registration of the feed force during the cutting process. The research on surface topography was extended by an attempt to determine the surface roughness by measuring vibrations and looking for correlation between the displacements of the cutter head tip and the measured roughness height profi le. These tests also allowed the identifi cation of selected frequencies that clearly result from the set parameters of the cutting process. The last stage of the research was to monitor the cutter head behaviour using a deformation sensor as another concept for recording the forces during the cutting process. Finally, the proposed methodology was characterized in the context of its usefulness in the on-line process monitoring and supervision system.
The article presents a review of research methods for the cutting process using the abrasive waterjet machining. The focus was on assessing the possibility of monitoring the cutting process based on the parameters available for direct or indirect measurement. An attempt was made to evaluate their infl uence on the machined surface after treatment with the abrasive cutting method. These parameters include, inter alia, vibrations of the cutting head, force eff ects on the head support structure and the material to be cut, dynamic properties of the machine support structure and high pressure pumps. As part of the own research, correlation was sought for the registered selected signal characteristics with the cutting parameters responsible for the process course and the parameters related to the obtained machined surface. For this purpose, a model of the defl ection angle of the abrasive waterjet was proposed, which qualitatively determines the condition of the surface after cutting. The angle of inclination of the abrasive waterjet is determined on the basis of the registration of the feed force during the cutting process. The research on surface topography was extended by an attempt to determine the surface roughness by measuring vibrations and looking for correlation between the displacements of the cutter head tip and the measured roughness height profi le. These tests also allowed the identifi cation of selected frequencies that clearly result from the set parameters of the cutting process. The last stage of the research was to monitor the cutter head behaviour using a deformation sensor as another concept for recording the forces during the cutting process. Finally, the proposed methodology was characterized in the context of its usefulness in the on-line process monitoring and supervision system.
W artykule podjęto dyskusję na temat wpływu drgań wystę-pujących podczas procesu cięcia wysokociśnieniową strugą wodno-ścierną na chropowatość powierzchni przecinanego przedmiotu. O jakości obrabianej powierzchni decydują głów-nie czynniki wynikające z ustawień samych parametrów procesu cięcia. Przedstawione badania eksperymentalne wskazują jednak, że nie bez znaczenia są również parametry drgań towarzyszących obróbce. SŁOWA KLUCZOWE: obróbka wodno-ścierna, drgania, chropowatość powierzchni Article undertakes discussion about the impact of vibrations occurring during the abrasive waterjet machining on the surface roughness of the workpiece. The quality of the machined surface depends mainly on factors arising from the cutting process parameters, however, the presented experimental studies also show that the size of the frequency of oscillation also directly affect on the roughness machined surface. KEYWORDS: abrasive waterjet machining, vibration, surface roughness Eliminacja niepożądanych efektów cięcia oraz ewentualna weryfikacja metody badań w celu poprawy parametrów cięcia metodą strugi wodno-ściernej to nadrzędny cel niniejszej pracy badawczej. Początki stosowania techniki kształtowania przedmiotu wysokociśnieniową strugą tnącą sięgają lat 80. ub.w. Po dziś dzień ta technika jest jednak rozwijana i udoskonalana -zarówno pod kątem jakości kształtowania przedmiotu, jak i innowacyjnych rozwiązań konstrukcji elementów maszyn. W części badawczej artykułu przedstawiono metodykę określania stanu maszyny na podstawie drgań zarejestrowanych podczas procesu oraz ocenę ich wpływu na dokładność obróbki. Aktualny stan maszyny można określać na podstawie obserwacji jej działania jako obiektu diagnostycznego, a więc na podstawie obserwacji: wyjścia głównego przekształcanej energii, otrzymanych produktów, wyjść dyssypacyjnych. W ostatnim przypadku działa-nie polega na kontroli procesów resztkowych, które mogą być związane z temperaturą, drganiami, akustyką itp. [1]. Obecnie maszyny do obróbki wodno-ściernej poddaje się licznym badaniom dotyczącym wpływu parametrów procesu na postać drgań [2÷4]. W tych badaniach podejmuje się próby skorelowania widma drgań z otrzymywanym profilem chropowatości obrabianej powierzchni. Taka korelacja może być podstawą do stworzenia i realizacji programu zarządzającego procesem cięcia z wykorzystaniem informacji zwrotnych -danych z pomiarów [2,4]. Charakterystyczne prążkowanie obserwowane na powierzchni podczas cięcia strugą wodno-ścierną jest powodowane zmieniającą się energią kinetyczną cząstek ściernych. Autorzy badań [7] stwierdzili, że wzrost obserwowanych na powierzchni cięcia pofalowań wzdłuż głębokości penetracji strumienia wynika również ze zmiany energii kinetycznej cząstek ściernych, która od momentu wyjścia z głowicy gwałtownie się zmniejsza. Energia kinetyczna cząstek częściowo wyznacza masę statyczną w osi strugi tnącej. Oscylacje masy strugi mogą być rejestrowane poprzez obserwację dźwięku w szerokim paśmie częstotliwości [2,8,9]. Takie podejście pozwala również na wykorzystanie...
W ramach kompleksowych badań dotyczących wpływu drgań na proces cięcia wodno-ściernego AWJ (abrasive water jet) artykuł podejmuje temat identyfikacji własności modalnych maszyny z uwzględnieniem głowicy wodno-ściernej. Przeprowadzono eksperymentalną analizę modalną głównych podzespołów bramowej konstrukcji maszyny, tj. belki nośnej wraz z suportem narzędziowym i głowicą tnącą. Wyznaczenie własności modalnych maszyny pozwoliło na identyfikację tych drgań, które bezpośrednio wynikają z konstrukcji maszyny, oraz wskazanie ich w sygnale zarejestrowanym podczas cięcia. SŁOWA KLUCZOWE: obróbka wodno-ścierna, test impulsowy, częstotliwości, postacie drgań As part of a comprehensive study of influence of vibrations on the abrasive waterjet process, this article discusses about the identification of modal properties of the waterjet machine including the cutter head. The experimental modal analysis of the main gantry components of the machine construction was carried out, i.e. the carrier beam with the tool support and the cutter head. Determination of the modal properties of the machine allowed the identification of these vibrations, which are directly attributable to the construction of the machine and indicate them in the signal registered during the cutting. KEYWORDS: abrasive waterjet, impulse test, vibration frequencies, vibrations formsPodstawową drogą do wzrostu wydajności cięcia w metodzie obróbki wodno-ściernej jest przyspieszenie procesu poprzez zwiększenie jego parametrów, głównie ciśnie-nia i prędkości cięcia. Wzrost tych parametrów wiąże się jednak z większymi obciążeniami dynamicznymi oddziału-jącymi na maszynę. Wskutek tego mogą powstawać niepożądane drgania, które zmniejszają dokładność obróbki i jakość cięcia. Dlatego jednym z nadrzędnych celów badań prowadzonych w tym zakresie jest analiza własno-ści dynamicznych (parametrów modalnych) konkretnego rozwiązania konstrukcyjnego maszyny do cięcia wysokociśnieniową strugą wodno-ścierną, prowadząca do ujawnienia przyczyn powstawania drgań oraz ich wpływu na sam proces.Obecny stan wiedzy na temat oceny jakości procesu na podstawie analizy drgań opiera się głównie na pomiarze i analizie drgań bezpośrednio w trakcie procesu [1,2]. Towarzyszące procesowi cięcia drgania - ich częstotliwość i amplituda - w dużym stopniu zależą od parametrów cię-cia i grubości przedmiotu obrabianego. Również średnica strugi tnącej ma duży wpływ na postacie drgań - wraz ze wzrostem średnicy strugi ekstremum gęstości widmowej mocy przenosi się w kierunku niższych częstotliwości [4]. Parametry geometryczne powierzchni powstałej wskutek przecięcia istotnie zależą od ruchu i kąta nachylenia głowicy tnącej. Zarejestrowane sygnały drgań [5,6], mierzone na głowicy tnącej, ujawniły silną korelację z harmonicznymi widmami mocy profili chropowatości powierzchni cięcia.Autorzy badań przedstawionych w artykule [7] zwró-cili uwagę, że redukcja drgań wyraźnie poprawia jakość powierzchni uzyskanej w procesie cięcia strugą wysokociśnieniową. O tej jakości decyduje kilka warunków zewnętrznych -np. od...
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.