Metrologia techniczna |
1090 |
Przegląd metod oceny struktury geometrycznej powierzchni wyrobów walcowanych * Review of methods for assessing the geometric structure of rolled products
- Czesław Łukianowicz
STRESZCZENIE: W artykule zawarto przegląd metod optycznych, stosowanych do pomiarów i oceny struktury geometrycznej powierzchni (SGP) wyrobów walcowanych, takich jak blachy czy taśmy. Metody optyczne są przydatne zwłaszcza w tzw. aktywnej kontroli procesów wytwarzania wyrobów walcowanych oraz w ocenie SGP tych produktów.
SŁOWA KLUCZOWE: wyroby walcowane, ocena struktury geometrycznej powierzchni, metody optyczne
ABSTRACT: The paper reviews the optical methods used to measure and evaluate the surface texture of rolled products, such as sheets, strips, etc. Optical methods are particularly useful in conducting the so-called active control of the production processes of rolled products and surface texture assessment.
KEYWORDS: rolled products, surface textures assessment, optical methods
DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.12.192
|
|
|
|
1094 |
Uniwersalny system do pomiarów odchyłek geometrycznych wielkogabarytowych wałów korbowych * Universal system for measuring geometrical deviations of large crankshafts
- Krzysztof Nozdrzykowski, Waldemar Kostrzewa, Elwira Kałkowska
STRESZCZENIE: W artykule zaprezentowano oryginalne, nowatorskie rozwiązanie uniwersalnego systemu do pomiarów odchyłek geometrycznych wielkogabarytowych wałów korbowych z tzw. elastycznym podparciem obiektu mierzonego, eliminującym ugięcia i odkształcenia sprężyste wału pod wpływem ciężaru własnego. Przedstawiono rozwiązania konstrukcyjne najważniejszych elementów systemu, w tym podpór elastycznych i podpór ustalających, których konstrukcja umożliwia – w zależności od potrzeb – ustalenie wału zewnętrznymi czopami w pryzmach albo (po przezbrojeniu) ustalenie wału zewnętrznymi powierzchniami czołowymi w kłach. Zaprezentowano również podstawowe kryteria doboru sił reakcji w elastycznych podporach.
SŁOWA KLUCZOWE: system pomiarowy, odchyłki geometryczne, elastyczna podpora, wał korbowy, odkształcenia sprężyste
ABSTRACT: The article presents an original, innovative solution for a universal system for measurements of geometric deviations of large crankshafts with so-called elastic support of the measured object, eliminating deflections and elastic deformations of the shaft under the influence of its own weight. The structural solutions of the most important elements of the system are presented, including flexible supports and retaining supports, the structure of which allows – depending on the needs – the setting of the shaft with external journals in the piles or (after conversion) setting the shaft with external frontal surfaces in the centers. The basic criteria for selection of reaction forces in flexible supports are also presented.
KEYWORDS: measuring system, geometrical deviations, elastic support, crankshaft, elastic deformation
DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.12.193
|
|
|
|
1097 |
Ocena struktury geometrycznej powierzchni stali nierdzewnej do zastosowań dekoracyjnych, po obróbce w wygładzarce pojemnikowej * Evaluation of the geometric structure of the stainless steel surface for decorative applications after processing in a smoothing container machine
- Paulina Kuręda, Wojciech Musiał
STRESZCZENIE: Przedstawiono wyniki pomiarów struktury geometrycznej powierzchni próbek wykonanych ze stali nierdzewnej, poddanych procesowi wygładzania w wygładzarce pojemnikowej. Zaprezentowano analizy efektów obróbki oraz możliwości stosowania obróbki pojemnikowej w szeroko pojętym wzornictwie przemysłowym. Badania zrealizowano na wygładzarce rotacyjno-kaskadowej z użyciem żywicznych i ceramicznych kształtek ściernych. Przeprowadzono próbę wdrożenia robota przemysłowego do intensyfikacji procesu obróbkowego z wykorzystaniem wygładzarki rotacyjnej.
SŁOWA KLUCZOWE: wygładzarka pojemnikowa, obróbka powierzchni, stal nierdzewna, warstwa wierzchnia, obróbka ścierna
ABSTRACT: The measurements results of the geometric structure surface of samples made of stainless steel subjected to a smoothing process in a smoothing container machine are presented. The analysis of the effects of treatment and the possibility of using container processing in the broadly understood industrial design were presented. The research was carried out on a rotational cascade container machine using resin and ceramic shaped stones. In the work carried out a trial to implement an industrial robot to intensify the machining process using a rotary smoother.
KEYWORDS: smoothing container machine, surface treatment, stainless steel, surface layer, abrasive finishing
DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.12.194
|
|
|
|
1100 |
Poprawa dokładności wytwarzania powierzchni swobodnych na frezarkach CNC * Improving the accuracy of free-form surface machining on CNC milling machines
- Andrzej Werner
STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono metodę poprawy dokładności wytwarzania powierzchni swobodnych. Metoda polega na wykonaniu pomiarów współrzędnościowych wstępnie wytworzonego obiektu oraz na przebudowie jego nominalnego modelu geometrycznego w celu skompensowania występujących błędów obróbkowych.
SŁOWA KLUCZOWE: powierzchnia swobodna, pomiary współrzędnościowe, frezarka CNC, model CAD
ABSTRACT: This article presents a method of increasing the accuracy of the production of free-form surfaces. This method is based on the execution of coordinate measurements of the pre-treated object and reconstruction of its nominal geometric model in order to compensate existing machining errors.
KEYWORDS: free-form surface, coordinate measurements, CNC milling machine, CAD model
DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.12.195
|
|
|
|
1104 |
Zasady dobrej praktyki metrologicznej, zapewniające wiarygodne wyniki pomiarów struktury geometrycznej powierzchni * Principles of good metrological practice in order to ensure reliable measurements of the surface structure
- Stanisław Adamczak, Jacek Świderski, Tatiana Miller, Michał Wieczorowski, Ireneusz Chmielik
STRESZCZENIE: Przedstawiono najważniejsze czynniki wpływające na uzyskiwanie wiarygodnych wyników pomiarów struktury geometrycznej powierzchni. Omówiono zasady doboru metody pomiarowej, dostosowanej do charakteru mierzonej powierzchni i cech poszczególnych przyrządów pomiarowych – ich zalet, wad i ograniczeń. Podano zasady dobrej praktyki metrologicznej podczas przygotowywania przyrządu do pomiarów oraz sposób prawidłowego prowadzenia analizy otrzymanych wyników pomiaru w celu obliczenia parametrów struktury geometrycznej powierzchni.
SŁOWA KLUCZOWE: niepewność pomiaru, profilometria stykowa ostrzem odwzorowującym, struktura geometryczna powierzchni
ABSTRACT: The most important factors influencing obtaining reliable results of surface structure measurements are presented. The article presents the rules for the selection of an appropriate measurement method adapted to the nature of the measured surface and the advantages, disadvantages and limitations of measuring instruments. Principles of good metrological practice during the preparation of the device for carrying out measurements and performing the analysis in order to calculate the parameters of the of the surface structure were discussed.
KEYWORDS: measurement uncertainty, contact stylus scanning, surface texture
DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.12.196
|
|
|
|
1110 |
Wpływ nagniatania ślizgowego kompozytem diamentowym na topografię powierzchni utwardzonych stali narzędziowych do obróbki plastycznej na zimno * Influence of slide burnishing with diamond composite on surface topography of hardened tool steels for cold working
- Daniel Toboła, Aneta Łętocha
STRESZCZENIE: Przedstawiono wyniki analizy topografii powierzchni wybranych stali narzędziowych, przeznaczonych do obróbki plastycznej na zimno, po sekwencyjnym procesie toczenia na twardo i nagniatania ślizgowego końcówką z kompozytu diamentowego z 10-proc. dodatkiem TiB2. Obróbkę cieplną badanych gatunków stali przeprowadzono w piecu próżniowym. Uzyskano odpowiednio twardość: 55 ± 1 HRC (Sverker 21), 59 ± 1 HRC (Vanadis 6), 64 ± 1 HRC (Vanadis 8), 67 ± 1 HRC (Vanadis 60) oraz 62 ± 1 HRC (Vancron 40). Ukształtowane powierzchnie analizowano pod kątem stereometrycznych cech charakteryzujących warstwę wierzchnią (WW). Wyniki dowodzą, że zastosowanie obróbki sekwencyjnej, łączącej operacje kształtowania ubytkowego i bezubytkowego, pozwala na uzyskanie struktury geometrycznej powierzchni (SGP) charakteryzującej się niskimi wartościami parametru Sa oraz korzystnym kształtem krzywej udziału materiałowego.
SŁOWA KLUCZOWE: toczenie, nagniatanie ślizgowe, topografia powierzchni, udział materiałowy
ABSTRACT: Results of the topography analysis of selected tool steels for cold working after a sequential process of turning and slide burnishing using a diamond composite end tip with a 10% TiB2 addition are presented. Heat treatment of investigated steel grades were carried out in a vacuum furnace to achieve following hardness: 55 ± 1 HRC (Sverker 21), 59 ± 1 HRC (Vanadis 6), 64 ± 1 HRC (Vanadis 8), 67 ± 1 HRC (Vanadis 60) and 62 ± 1 HRC (Vancron 40). Formed surfaces were analyzed for stereometric features characterizing the surface layer (SL). The results prove that the use of sequential treatment combining removal and non-removal operations allows to obtain a surface geometrical structure (SGS) characterized by low values of the Sa parameter and a favorable shape of the material ratio curve.
KEYWORDS: turning, slide burnishing, surface topography, material ratio
DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.12.197
|
|
|
|
1116 |
Możliwość regulacji temperatury na stanowisku testowym do badania właściwości elastomerów * Possibility of temperature control on the test point study of elastomer properties
- Marek Stembalski, Wacław Skoczyński, Jakub Sandecki, Andrzej Roszkowski, Paweł Preś
STRESZCZENIE: Przedstawiono system kontroli i utrzymania temperatury w zbiorniku wykorzystywanym do testów zmęczeniowych elementów. Zaprojektowany system umożliwia osiąganie i utrzymanie stałej temperatury w zakresie od 17 do 45ºC z odchyłką ±0,5ºC. System kontroli temperatury został skonstruowany z zastosowaniem ogniw Peltiera oraz układu sterowania Arduino Uno.
SŁOWA KLUCZOWE: kontrola temperatury, moduł Peltiera, właściwości elastomerów, układ do sterowania temperaturą
ABSTRACT: The system of control and maintenance of temperature in the tank used for fatigue tests of the elements is presented. The designed system enables reaching and maintaining a constant temperature in the range from 17 to 45ºC with a slope of ±0.5ºC. The temperature control system was implemented using the Peltier cells and the Arduino Uno control system.
KEYWORDS: temperature control, Peltier module, properties of elastomers, temperature control system
DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.12.198
|
|
|
|
1120 |
Zastosowanie analizy map i motywów do oceny zużycia ziaren ściernych ściernicy jednowarstwowej * Application of map and motif analysis for the wear evaluation of abrasive grains on single-layer grinding wheel
- Anna Bazan, Andrzej Kawalec, Ireneusz Chmielik
STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono możliwości wykorzystania programu MountainsMap Premium 7.4 do analizy ilościowej ścierniwa z cBN na czynnej powierzchni ściernicy jednowarstwowej na różnych etapach jej zużycia. Porównano dwie dostępne w tym oprogramowaniu metody rozpoznawania ziaren, tj. analizę wysp i analizę motywów.
SŁOWA KLUCZOWE: topografia ściernicy, zużycie ściernicy, ściernica jednowarstwowa
ABSTRACT: The article presents the possibilities of using the MountainsMap Premium 7.4 program in the context of quantitative analysis of cBN abrasive on the single-layer grinding wheel active surface at various stages of grinding wheel wear. Two methods of grain separation available in the above software, ie. island analysis and motif analysis, were compared.
KEYWORDS: grinding wheel topography, grinding wheel wear, single-layer grinding wheel
DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.12.199
|
|
|
|
1124 |
Analiza topografii powierzchni stali narzędziowej Vanadis 6 po wybranych sekwencyjnych procesach obróbki powierzchniowej * Surface topography analysis of Vanadis 6 tool steel after selected sequential surface treatment processes
- Aneta Łętocha, Daniel Toboła, Tatiana Miller
STRESZCZENIE: W artykule podjęto problematykę wpływu wybranych sekwencyjnych procesów obróbki powierzchniowej na stereometryczne cechy kształtowanej warstwy wierzchniej (WW) stali Vanadis 6. Przyjęte warianty obróbki obejmowały: toczenie (T), toczenie–nagniatanie (TN), toczenie–nagniatanie–azotowanie (TNA), toczenie–nagniatanie–azotonasiarczanie (TNAS) oraz toczenie–nagniatanie–powlekanie PVD (TNPVD). Badania wykonano metodą profilowania stykowego z zastosowaniem przyrządu TOPO 01P, opracowanego w Instytucie Zaawansowanych Technologii Wytwarzania. Przeanalizowano zmiany jakościowe wykresów badanych powierzchni, a także zmiany parametrów chropowatości powierzchni oraz profilu.
SŁOWA KLUCZOWE: struktura geometryczna powierzchni, metody stykowe pomiaru chropowatości, obróbka mechaniczna, obróbka sekwencyjna, stal narzędziowa
ABSTRACT: Issues related with an influence of selected sequential surface treatment processes on the stereometric features of the formed surface layer (SL) of Vanadis 6 steel are presented. Some variants of machining include: turning (T), turning–burnishing (TN), turning–burnishing–nitriding (TNA), turning–burnishing–sulfonitriding (TNAS) and turning–burnishing–PVD coating (TNPVD). Studies were carried out by contact profiling method with use TOPO 01P device – produced by The Institute of Advanced Manufacturing Technology. Qualitative changes in the graphs of examined surfaces and also changes in the results of surface roughness parameters and profile were analyzed.
KEYWORDS: surface geometrical structure, contact methods of roughness measurement, mechanical machining, sequential treatment, tool steel
DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.12.200
|
|
|
|
1129 |
Procedury wyznaczania i realizacji sił reakcji w układzie elastycznego podparcia wału korbowego * Procedures of determining and realization of reaction forces in an elastic support system for crankshafts
- Krzysztof Nozdrzykowski
STRESZCZENIE: Przedstawiono podstawowe elementy nowatorskiego systemu do pomiarów odchyłek geometrycznych wałów korbowych, zaopatrzonego w układ tzw. elastycznego podparcia. Umożliwia on wyeliminowanie występowania ugięć i odkształceń sprężystych obiektu mierzonego pod wpływem ciężaru własnego. Przedstawiono zasady wyznaczania najkorzystniejszych warunków podparcia, gwarantujących eliminację ugięć i odkształceń sprężystych wałów korbowych. Na podstawie sformułowanych zasad wykonano przykładowe obliczenia sił reakcji podpór, gwarantujących zerowe wartości ugięć na czopach głównych, w zależności od kąta obrotu wału, z wykorzystaniem programu do obliczeń wytrzymałościowych Nastran FX 2010. Wyniki zaproksymowano równaniem matematycznym z zastosowaniem aparatu obliczeniowego opartego na teorii analizy harmonicznej, a następnie dokonano oceny porównawczej wykresu sił otrzymanych drogą obliczeń wytrzymałościowych oraz zapisu matematycznego, wyliczając tzw. współczynnik interkorelacji wzajemnej. Ocena porównawcza wykazała wysoki stopień zgodności porównywanych wykresów. Przedstawione procedury wyznaczania sił gwarantujących eliminację ugięć i odkształceń sprężystych znajdują zastosowanie przy pomiarach odchyłek geometrycznych wałów korbowych, realizowanych na bazie zaprezentowanego systemu pomiarowego.
SŁOWA KLUCZOWE: wały korbowe, odchyłki geometryczne, odkształcenia sprężyste, warunki podparcia, analiza harmoniczna
ABSTRACT: The basic elements of an innovative system designed to measure geometric deviations of crankshafts provided with a so-called elastic support system are presented. The support system enables elimination of deflections and elastic deformations of the object measured under the influence of its own weight. The principles of the most suitable support conditions which enable elimination of deflections and elastic deformations of crankshafts under their self-weight were also presented. On the basis of the formulated principles sample calculations of force values of support reactions were performed. This guarantees zero value of deflections on main journals depending on the angle of rotation of the shaft, applying approximated with a mathematical equation applying the calculating method based on the harmonic analysis theory. Then a comparative assessment of the force diagram (the forces were obtained via strength calculations and mathematical model including so called mutual inter-correlation coefficient) was made. The results of comparative analysis showed high correspondence between the compared diagrams. Presented procedures of determining the required forces ensuring elimination of deflections and elastic deformations can be applied to measurements of crankshaft geometrical deviations on the basis of a measuring system with flexible support of a measured object.
KEYWORDS: crankshafts, geometrical deviations, elastic deflections, support conditions, harmonic analysis
DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.12.201
|
|
|
|
1132 |
Szum pomiarowy jako składowa niepewności pomiarów struktury geometrycznej powierzchni * Measuring noise as a component of uncertainty measurements of the surface texture
- Tomasz Dobrowolski, Jan Tomasik, Katarzyna Tandecka, Marek Magdziak, Rafał Reizer
STRESZCZENIE: Jednym ze źródeł błędów, mających wpływ na niepewność pomiarów struktury geometrycznej powierzchni, jest szum pomiarowy (zwany szumem dynamicznym), będący kombinacją szumu wewnętrznego przyrządu pomiarowego oraz oddziaływania środowiska zewnętrznego. W artykule porównano szum pomiarowy dla przyrządów bazujących na różnych metodach pomiaru struktury geometrycznej powierzchni, wykorzystywanych podczas realizacji projektu nr PBS2/A6/20/2013 „Badania i ocena wiarygodności nowoczesnych metod pomiarów topografii powierzchni w skali mikro i nano”, objętego Programem Badań Stosowanych i finansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju.
SŁOWA KLUCZOWE: szum pomiarowy, pomiary optyczne, pomiary stykowe, struktura geometryczna powierzchni
ABSTRACT: One of the sources of errors affecting the uncertainty of measurements of the surface texture is the measurement noise, called dynamic noise, which is a combination of the internal noise of the measuring instrument and the influence of the external environment. The article presents the comparison of measurement noise for instruments using various methods of measuring the surface texture that were used during the implementation of the project No. PBS2/A6/20/2013/NCBiR/24/10/2013 “Research and evaluation of reliability of modern methods of surface topography measurements in micro and nano scale”.
KEYWORDS: measuring noise, optical measurements, contact measurements, surface texture
DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.12.202
|
|
|
|
1136 |
Szacowanie niepewności pomiarów współrzędnościowych odchyłek równoległości osi metodą analizy wrażliwości * Evaluation of coordinate measurement uncertainty of parallelism of axes by means of sensitivity analysis method
- Wojciech Płowucha
STRESZCZENIE: Na przykładzie pomiaru trzech wariantów odchyłki równoległości osi otworów korbowodu przedstawiono jedną z wielu możliwości zastosowania nowej metody szacowania niepewności pomiarów współrzędnościowych. Jest to kontynuacja artykułu „Szacowanie niepewności pomiarów współrzędnościowych metodą analizy wrażliwości – podstawy teoretyczne” (Mechanik nr 11, 2018). W pierwszym wariancie pole tolerancji ma postać walca, w pozostałych dwóch wariantach ma postać pary płaszczyzn. W opisanych przykładach budżety niepewności zawierają sześć lub dziewięć czynników wejściowych, ale we wszystkich przypadkach, kiedy osie mierzonych otworów są równoległe do jednej z osi maszyny, tylko dwa czynniki wejściowe mają wpływ na niepewność pomiaru odchyłki równoległości.
SŁOWA KLUCZOWE: niepewność pomiaru, analiza wrażliwości, pomiary współrzędnościowe
ABSTRACT: The examples of measurement of three variants of the parallelism of the connecting-rod center axes the theoretical basis of a new method for estimating the uncertainty of coordinate measurements. This is a continuation of the article “Estimation of coordinate measurement uncertainty – theoretical fundamentals” (Mechanik 11, 2018). In the first variant, this tolerance field is in the form of a cylinder, in the other two it has the form of a pair of planes. In the examples presented, uncertainty budgets contain six or nine input factors. In all cases, when the axes of the measured holes are parallel to one of the machine axes, only two input factors affect the uncertainty of the measurement of parallelism deviation.
KEYWORDS: measurement uncertainty, sensitivity analysis, coordinate measurements
DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.12.203
|
|
|
|