Обработка плоских поверхностей магнитно-абразивным методом торцевыми головками на постоянных магнитах 1. Влияние типа магнитно-абразивного порошка на эффективность магнитно-абразивной обработки

Victor Maiboroda; Dmytro Dzhulii; Andrii Zelinko

doi:10.20535/2521-1943.2020.89.202696

Автор(и)

Victor Maiboroda Механіко-машинобудівний інститут, КПІ ім. Ігоря Сікорського, м. Київ, Україна
Dmytro Dzhulii Механіко-машинобудівний інститут, КПІ ім. Ігоря Сікорського, м. Київ, Україна
Andrii Zelinko Спільнота технології виготовлення і розвитку в Шмалькальден, Німеччина

DOI:

https://doi.org/10.20535/2521-1943.2020.89.202696

Ключові слова:

Шорсткість, магнітно-абразивне оброблення, постійний магніт, робочий зазор, магнітно-абразивний порошок, мікропрофіль

Анотація

Проблематика. У сучасному виробництві виникає необхідність в фінішному обробленні поверхонь сталевих деталей з нульовою і малою кривизною з метою зниження шорсткості і отримання вигладженого мікропрофілю. Актуальним є створення мобільного, універсального рухомо-скоординованого абразивного інструменту, який має широкий спектром його використання на верстатах різних типів. Для цього необхідно провести дослідження по впливу не тільки типу магнітно-абразивного порошку, а і його форми та розмірів на ефективність оброблення плоских поверхонь головками торцевого типу з постійними магнітами підвищеної потужності, а й визначити оптимальні умови їх експлуатації.

Мета дослідження. Метою даної роботи було визначення ефективності процесу магнітно-абразивного оброблення торцевими головками на постійних магнітах плоских феромагнітних поверхонь магнітно-абразивними порошками різних типів, з різною формою частинок і величиною робочого зазору.

Методика реалізації. Дослідження виконували на плоских зразках зі сталі 45 з попереднім їх підготовленням торцевим фрезеруванням та шліфуванням. Їх оброблення виконували головкою, на робочому торці якої формується магнітно-абразивний порошок у вигляді щітки, при різних робочих зазорах.

Результати дослідження. У роботі наведені результати досліджень магнітно-абразивного оброблення плоских поверхонь головками з постійними високопотужними магнітами. При дослідженні можливості використання різних за типом, формою і розмірами частинок магнітно-абразивних порошків показано, що доцільним є використання порошків з осколковою формою частинок з великою кількістю різальних мікрокромок на поверхні частинок і з малим радіусом їх округлення. Отримані результати дозволяють припустити, що процес формування магнітно-абразивного інструменту, безпосередньо його форма і характер розташування магнітно-абразивних частинок і їх груп по відношенню до оброблюваної поверхні будуть мати істотний вплив на кінцевий результат оброблення.

Висновки. В результаті експериментальних досліджень процесу магнітно-абразивного оброблення плоских сталевих поверхонь порошками різних типів і зернистості, показано можливість забезпечення шорсткості поверхні з Ra < 0,05 мкм з одночасним видаленням хвилястості поверхні. Встановлено, що вирішальним технологічним орієнтиром при досягненні мінімальної шорсткості є величина робочого зазору, яка повинна бути не менше 1,5 мм.

Посилання

Klimenko, S.A. and dr. (2017), Finishnaya obrabotka poverkhnostei pri proizvodstve detalei [Surfaces finishing in the manufacturing of parts] in Chizhik, S.A. and Kheifets, M.L. (ed), Belaruskaya navuka, Minsk, Belarus.
Grabchenko, A.I., Zaloga, V.A., Vnukov, Yu.N., Verezub, N.V., Dobroskok, V.L., Maiboroda, V.S. and dr. (2017), Integrirovannye protsessy obrabotki materialov rezaniem: uchebnik [Integrated machining processes of materials cutting: Student's Book] in Grabchenko, A.I., Zaloga, V.A. (ed), Universitetskaya kniga, Sumy, Ukraine.
Sakulevich, F.Yu. (1981), Osnovy magnitno-abrazivnoi obrabotki [Fundamentals of Magneto-abrasive machining], Nauka i tekhnika, Minsk, Belarus.
Baron, Yu.M. (1986), Magnitno-abrazivnaya i magnitnaya obrabotka izdelii i rezhushchikh instrumentov [Magneto-abrasive and magnetic machining of products and cutting tools], Mashinostroenie, Baron, Leningrad.
Maiboroda, V.S., Slobodyanyuk, I.V. and Dzhulii, D.Yu. (2017), Magnitno-abrazivnaya obrabotka detalei slozhnoi formy [Magneto-abrasive machining of parts with complex shape], PP “Ruta”, Zhitomir, Ukraine.
Nagdeve, L., Jain, V.K. and Ramkumar, J. (2018), “Nanofinishing of freeform/sculptured surfaces: state-of-the-art”, Manufacturing Rev., vol. 5, pp. 20. https://doi.org/10.1051/mfreview/2018005
Harsh, K. and Vishwas, G. (2018), “Magnetorheological nano-finishing of diamagnetic material using permanent magnets tool”, Precision Engineering, vol. 51, pp. 30–39. https://doi.org/10.1016/j.precisioneng.2017.07.003" target="_blank">https://doi.org/10.1016/j.precisioneng.2017.07.003
Chaurasia, A. and Wankhede, V. (2018), “Magnetic abrasive finishing of inconel 718 super alloy using permanent magnet”, International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET), vol. 5, pp. 1165–1168.
Mousa, S. (2017), “Improvement the Hardness of Stainless Steel 321 by Magnetic Abrasive Finishing Process”, Al-Nahrain Journal for Engineering Sciences, vol. 20, no. 4, pp. 838–845.
Uddin, M. S., Santos, V. and Marian, R. (2019), “Interplay of Process Variables in Magnetic Abrasive Finishing of AISI 1018 Steel Using SiC and Al2O3 Abrasives”, Journal of Manufacturing and Materials Processing, vol. 3, no. 2, pp. 18. https://doi.org/10.3390/jmmp3020029
Teng, X., Zhang, G., Zhao, Yu., Cui, Yu., Li, L. and Jiang, L. (2019), “Study on magnetic abrasive finishing of AlSi10Mg alloy prepared by selective laser melting”, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, vol. 105, pp. 2513–2521. https://doi.org/10.1007/s00170-019-04485-5
Pavlyukova, N.L. (2010) “Using magnetic abrasive polishing while finishing non-ferrous alloys details”, Vestnik IGEU, vol. 3, pp. 1–4.
Shaohui, Y. and Takeo, Sh. (2004), “Vertical vibration-assisted magnetic abrasive finishing and deburring for magnesium alloy”, International Journal of Machine Tools & Manufacture, vol. 44, pp. 1297–1303. https://doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2004.04.023" target="_blank">https://doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2004.04.023
Maiboroda, V.S., Belajev, O.O., Dzhulii, D.Yu. and Slobodianiuk, I.V. (2020), “AISI 1045 steel flat surfaces machining using the magneto-abrasive method”, Journal of Engineering Sciences, vol. 7, no. 1, pp. A1–A7. doi: 10.21272/jes.2020.7(1). a1.
Maiboroda, V.S., Dzhulii, D.Yu., Slobodianiuk, I.V. and Kotsun, Yu.V. (2018), “Influence of magneto-abrasive machining conditions on the roughness of flat surfaces”, Kompleksne zabezpechennja jakosti tekhnologhichnykh procesiv ta system [Complex quality assurance of technological processes and systems], Chernihiv, Ukraine, 10-12.05, pp. 139–141.
Tkachuk, I.V. and Maiboroda, V.S. (2014), “Geometric characteristics of magneto-abrasive powders”, Tool reliability and technological systems optimization, vol. 34, pp. 49–55.
Maiboroda, V.S. (2001), Fundamentals of creation and use of powder magneto-abrasive tool for finishing of shaped surfaces, Dr.D., National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute”.
Ulyanenko, N.V. (2006), Increase of efficiency hard-alloy cutting tackle by magneto-abrasive treatment application and wear-resistant coating, Ph.D., National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute”.
Oliker, B.E. (1990), Poroshki dlya magnitno-abrazivnoi obrabotki i iznosostoikikh pokrytii [Powders for magneto-abrasive machining and wear resistant coatings], Metallurgy, Moscow.