Research on the influence of the five-axis ball-burnishing process regime parameters on the resulted cells properties from regularly shaped roughness

  • Iliyan Velichkov Iliev Technical university of Varna
Keywords: finishing processing, regular relief, ball burnishing process, simultaneous multi-axis operations, CNC milling machine

Abstract

< p align="justify">The current study presents the results from the experimental research conducted on the influence of the regime parameters on the process for a five-dimensional Ball Burnishing (BB) finishing process with the help of a CNC milling machine on the Regular Reliefs (RR) obtained on complex functional surfaces. The elements of the technological system, necessary for the formation of RR of type IV on the complex surfaces, are presented. A planned factorial experiment is realized, through which the significantly affecting parameters of the BB process on the size and shape of the RR cells, are determined. The results obtained are statistically confirmed by a dispersion analysis (ANOVA) carried out. Conclusions, regarding the possibilities of obtaining RRs of type IV on complex surfaces through a process of five-axis simultaneous BB, are made.</p>

References

Shiou, F. J., & Chen, C. H. (2003). Freeform surface finish of plastic injection mold by using ball-burnishing process. Journal of Materials Processing Technology, 140(1-3), 248-254.
Crossref
 
Shiou, F. J., & Chuang, C. H. (2010). Precision surface finish of the mold steel PDS5 using an innovative ball burnishing tool embedded with a load cell. Precision Engineering, 34(1), 76-84.
Crossref
 
Георгиев Д.С., Славов С. Д. & Димитрова Т. Д. (1999). Моделиране на зависимостите на грапавостта и повърхностната твърдост от режимите на ВППД, при обработването на детайли от алуминиеви сплави , II МНТК Машиностр. техн. '99 рег. с-я на НТС - Варна
 
Георгиев. Д. С. & Славов С. Д. (2003 a). Влияние на режима на провеждане на процеса плоско вибрационно повърхностно пластично деформиране върху параметрите на грапавостта на плоски стоманени повърхнини притежаващи регулярни микрорелефи от IV вид. сп. Машиностроителна техника и технологии, изд. на ТО на НТС-Варна и ТУ-Варна, ISSN 135612-0859 стр. 8 - 14
 
Георгиев Д. С. & Славов С. Д. (2001). Оптимизация параметрите на грапавостта на плоски повърхнини посредством използване на ВППД, като довършваща обработка, сб. докл. VI МК АМТЕСН, Созопол, том 2. с. 40 - 50.
 
Георгиев. Д. С. & Славов С. Д. (2003 b). Влияние на режима на провеждане на процеса ВППД върху параметрите на грапавостта на плоски стоманени повърхнини притежаващи РМР от IV вид, сп. МТТ изд. ТО на НТС Варна ISSN 1312-0859 с. 3-9.
 
Георгиев. Д. С. & Славов С. Д. (2003 c). Изследване на влиянието на режимните параметри при изпълнение на процеса ВППД върху основните параметри на качеството на плоски повърхнини от алуминиева сплав-дуралуминий, сп. МТТ изд. ТО на НТС-Варна ISSN 1312-0859
 
Георгиев Д.С. & Славов С. Д. (2011). Методика за определяне на границите на формиране на еднородни РМР получени чрез ВППД на равнинни повърхнини, сп. МТТ к.2 ,изд. ТО на НТС-Варна, ISSN 1312-0859,с.94-98
 
Иванов, Е. Г., Опокин, В. Г., Равилов, Р. Г., & Самойленко, В. М. (2014). Оценка эксплуатационной эффективности диффузионных покрытий для лопаток турбины современных газотурбинных двигателей. Научный вестник Московского государственного технического университета гражданской авиации, (206).
 
Климов, В. Г., Жаткин, С. С., Щедрин, Е. Ю., & Когтева, А. В. (2015). Особенности восстановления геометрии пера лопатки газотурбинного двигателя методом лазерной порошковой наплавки. Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 17(2-4).
 
Кравченко Г.И. (1978). Гидравлические машины: Турбины и насосы: учебник для вузов / Г.И. Кравченко. М.: Энергия,. 320 с.
 
Локалов, Г. А., & Марковский, В. М. (2016). Осевые и центробежные насосы тепловых электрических станций: учебное пособие.
 
Петрова, М.А., Мехди, С. и Тарасов, А.И., 2015. Анализ условий работы поверхностных слоев рабочих лопаток турбины современных двигателей. Научный вестник Московского государственного технического университета гражданской авиации, (217 (7))
 
Таскаев, П. В. (2010). Восстановление моноколес газотурбинных двигателей и агрегатов при повреждении рабочих кромок одной или нескольких лопаток [Электронный ресурс]. Наука и образование., (10).
 
Славов С.Д. (2001). Приспособление за вибрационно повърхностно пластично деформиране на плоски повърхнини, сб. докл. VI МК АМТЕСН Созопол, том 2. с. 51 - 56.
 
Славов С.Д. (2010 a). Възможности на съвременните CAD/CAM системи и металорежещи машини с ЦПУ за формиране на регулярни микрорелефи чрез повърхностно пластично деформиране, Сп. МТТ кн. 1, изд. на ТО на НТС-Варна, ISSN 1312-0859; с. 43 - 46.
 
Славов С.Д. (2010 b). Моделиране на формирането на РМР по плоски повърхнини, обработвани чрез ППД с използване на CAD / CAM системи и металорежещи машини с ЦПУ, сп. МТТ кн. 1, изд. на ТО на НТС-Варна, ISSN 1312-0859; с. 47 - 52.
 
Славов С., Симеонов Н. (2013). Приложение на CAD/САМ софтуерни продукти за създаване и програмиране на специфични инструментални пътища за обработване на равнинни повърхнини, Изв. ТУ-Варна, с-я: Техн. н.,'1, ISSN 1310-5833, с. 100-107
 
Славов С. Д. (2014). Определяне степента на влияние на някои параметри на режима на обработване чрез ППД на повърхнини по нова схема върху тримерни критерии на грапавостта, сп. МТТ кн. 1, изд. на ТО на НТС-Варна ISSN 1312-0859 с. 14 - 21.
 
Сучков А.М., Кършаков, В., Костадинов (1980). Геометрични характеристики на качеството на повърхнини, обработени чрез повърхностно пластично деформиране. Научни трудове на BИММЕСС-Русе, стр.82-88.
 
Akkurt, A. and Ovalı, İ. (2014) Improving the surface topography of mild steel with the burnishing process, International Journal of Materials Research 105, 10.
Crossref
 
A. Sagbas (2011). Analysis and optimization of surface roughness in the ball burnishing process using response surface methodology and desirabilty function. Advances in Engineering Software. 42 992-998.
Crossref
 
Antony, J. (2014). Design of experiments for engineers and scientists. Elsevier.
 
Gharbi, F., Sghaier, S., Morel, F., & Benameur, T. (2015). Experimental investigation of the effect of burnishing force on service properties of AISI 1010 steel plates. Journal of Materials Engineering and Performance, 24(2), 721-725.
Crossref
 
Grochała, D., Berczyński, S., & Grządziel, Z. (2014). Stress in the surface layer of objects burnished after milling. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 72(9-12), 1655-1663
Crossref
 
Maximov, J.T., Anchev, A. P., Duncheva, G. V., Ganev, N. & Selimov K. F. (2016) Influence of the process parameters on the surface roughness, micro-hardness and residual stresses in slide burnishing of high-strength aluminium alloys. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering 2016
Crossref
 
Montgomery, D. C. (2017). Design and analysis of experiments. John Wiley & sons.
 
Loh N.H., Tam S.C. and Miyazawa, S. (1989 a) A study of the effects of ball burnishing parameters on surface roughness using factorial design, J. Mech. Work. Technol. 18. 53-61.
Crossref
 
Loh N.H., Tam S.C. and Miyazawa S. (1989 b) Optimisation of the surface finish produced by ball burnishing, J. Mech. Work. Technol., 19. 101-107.
Crossref
 
Babu, P., Ankamma, K., Prasad T., Raju A.V.S., Prasad, N. (2012) Optimization of burnishing parameters and determination of select surface characteristics in engineering materials, Sadhana 37 503-520.
Crossref
 
Prevéy P. S., Jayaraman N., Cammett J. (2005) Overview of Low Plasticity Burnishing for Mitigation of Fatigue Damage Mechanisms. Proc. of ICSP 9 (Paper 260) Paris. Retrived from https://apps.dtic.mil/docs/citations/ADA444204
 
 
Rodríguez A, López de Lacalle L N, Celaya A, Fernzndez A & Lamikiz A (2011). Ball burnish-ing application for finishing sculptured surfaces in multi-axis machines. Int. J. Mecha-tronics Manuf. Syst. 4 220-37
Crossref
 
Slavov S. & Dimitrov D. (2016). Experimental research of the effect of the regular shaped roughness formatted by using new kinematic scheme for surface plastic deformation process on the number of cycles to fatigue failure of stainless steel 304L, ESU, № 4, 2016
 
Slavov S. & Dimitrov D. (2018). A study for determining the most significant parameters of the ball-burnishing process over some roughness parameters of planar surfaces carried out on CNC milling machine, IManE&E 2018, MATEC Web of Conferences 178:02005
Crossref
 
Slavov S. & Iliev I. (2016). Design and FEM static analysis of an instrument for surface plastic deformation of non-planar functional surfaces of machine parts. Fiability & Durability. Nov 1(2) Academica Brancusi, Targu Jiu, Romania. p. 3-9.
 
Slavov S. D. (2017). A contemporary approach for obtaining regularly shaped roughness by ball-burnishing process carried out using CNC controlled milling machines. Fiability & Durability. 1/ 2017. "Academica Brancusi", Targu Jiu, Romania. 349 - 356.
 
Slavov S. D. (2018). An Algorithm for Generating Optimal Toolpaths for CNC Based Ball-Burnishing Process of Planar Surfaces, Proceedings of the Second International Scientific Conference (IITI'17). Springer. pp. 365-375
Crossref
 
Odintsov L. G. (1987). Hardening and Finishing of Parts by Surface Plastic Deformation. Mos-cow: Mashinostroenie.
 
Schneider Yu. G. (2001). Operational properties of parts with regular microshape. St. Petersburg: publishing IVA.


Total number of hits on abstract = 46 times

Downloads for 2019

Download data is not yet available.
Published
2019-06-30
How to Cite
Iliev, I. (2019, June 30). Research on the influence of the five-axis ball-burnishing process regime parameters on the resulted cells properties from regularly shaped roughness. ANNUAL JOURNAL OF TECHNICAL UNIVERSITY OF VARNA, BULGARIA, 3(1), 40-53. https://doi.org/10.29114/ajtuv.vol3.iss1.121
Section
MECHANICS, MATERIALS AND MECHANICAL ENGINEERING
Bookmark and Share