ENG FB kontakt

13.12.2018

Strona główna Grudzień 2018

Zawartość miesięcznika nr 12/2018

Biuletyn Instytutu Zaawansowanych Technologii Wytwarzania

1140 Technological properties of metallic-diamond tools manufactured by SPS process * Właściwości użytkowe narzędzi metaliczno-diamentowych wytworzonych metodą SPS - Elżbieta Bączek

ABSTRACT: This paper presents the results of the technological properties of impregnated diamond tools fabricated via spark plasma sintering (SPS) during the process of grinding and cutting of highpurity oxides ceramics (ZrO2) stabilized with Y2O3 or MgO. As a metal matrix the water atomized tin bronze and steel-based matrix was used. After sintering, an analysis of microstructure was conducted using scanning electron microscopy. The resulting materials were tested for the apparent density determined by Archimedes’ method, Rockwell hardness (scale B), Young’s modulus, as well as for the technological properties. The performance results of obtained diamond composites were compared with commercial diamond wheel fabricated by HP (hot pressing), usually employed in the grinding of ceramics. Results showed that diamond tools based on Cu-Sn and steel, obtained by SPS, may be successfully used as a matrix in the impregnated diamond tools for cutting or grinding of high-purity oxides ceramics.

KEYWORDS: impregnated diamond tools, metal matrix composites, spark plasma sintering, hot pressing, grinding/cutting process, high-purity oxides ceramics

STRESZCZENIE: Przedstawiono wyniki badań właściwości fizycznych, mechanicznych i użytkowych narzędzi diamentowych wytworzonych metodą SPS (spark plasma sintering) w procesie szlifowania i cięcia półwyrobów z zaawansowanej ceramiki technicznej korundowej i cyrkonowej stabilizowanej tlenkiem itru (Y2O3) lub magnezu (MgO). Jako materiał osnowy zastosowano rozpylany wodą proszek brązu cynowego oraz stal stopową. Wykazano, że materiały zaproponowane na osnowę zapewniają uzyskanie wysokich właściwości użytkowych narzędzi diamentowych otrzymanych metodą SPS w porównaniu z narzędziami diamentowymi otrzymanymi metodą prasowania na gorąco (HP).

SŁOWA KLUCZOWE: narzędzia metaliczno-diamentowe, metaliczna osnowa, spiekanie SPS, hot pressing, proces cięcia i szlifowania, zaawansowana ceramika techniczna

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.12.204

CAD/CAM/CAE

1150 Analiza aerodynamiczna przedniego skrzydła bolidu Formuły Student * The analysis of Formula Student race car’s front wing aerodynamics - Karolina Żuk

STRESZCZENIE: Studenckie Koło Naukowe PolSl Racing w sezonie 2018 zaprezentuje nowy samochód wyścigowy z pakietem aerodynamicznym rozbudowanym o przednie oraz tylne skrzydło. Przedstawiono proces projektowania i optymalizacji geometrii przedniego skrzydła nowego bolidu. W analizach użyto narzędzia obliczeniowej mechaniki płynów (CFD). Analiza dwuwymiarowa skrzydła złożonego z dwóch profili pozwoliła na odrzucenie niespełniających wymagań wariantów geometrii. Jej optymalizacji dokonano z użyciem narzędzi optymalizacji algorytmami genetycznymi dostępnych w programie Ansys 18.1. Następnym krokiem było dodanie do geometrii drugiego profilu dodatkowego, zamodelowanie i zoptymalizowanie geometrii dwuwymiarowej skrzydła składającego się z trzech płatów. Analizę trójwymiarową przeprowadzono dla jednego, najlepszego ustawienia profili (wybranego w poprzednim kroku), do którego dodano obracające się koło. Jej celem było sprawdzenie zachowania strugi na całej rozpiętości skrzydła, dobranie odpowiedniej geometrii płyty końcowej oraz zamodelowanie całej geometrii przodu bolidu.

SŁOWA KLUCZOWE: przednie skrzydło, Formuła Student, optymalizacja, algorytmy genetyczne, aerodynamika, CFD

ABSTRACT: SKN PolSl Racing in the season of 2018 will present a new racing car. One of the changes, comparing to the old car, is development of the aerodynamics and adding front and rear wing. In the herein engineering project is presented the design process of front wing for the car. The analysis was performed with CFD process. Two-dimensional analysis of wing geometry consisting of two airfoils allowed us to reject few variants of geometry which haven’t fulfill the requirements. The optimization of this analysis was performed by using genetic algorithm methods from Ansys 18.1 software. Next step was a two-dimensional analysis and optimization of geometry consisting of three airfoils. The three-dimensional analysis were performed for the best airfoil geometry with added rotating wheel to it selected in previous step. They were processed to examine air stream behavior alongside the wing and for selecting optimal endplate and modelling the geometry of car’s front.

KEYWORDS: front wing, Formula Student, optimization, genetic algorithms, aerodynamics, CFD

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.12.207

Inżynieria materiałowa

1144 Analiza nośności granicznej wybranych pękniętych płyt spawanych – zagadnienia undermatching * The analysis of the limit loads of selected cracked welded plates – the undermatching issues - Marcin Graba

STRESZCZENIE: Zaprezentowano rezultaty numerycznej weryfikacji nośności granicznej rozciąganych, spawanych płyt z dwustronnym pęknięciem w odniesieniu do formuł zaproponowanych w procedurach FITNET. Analiza dotyczyła wybranych przypadków geometrii płyty, a niedopasowanie materiału spoiny i materiału bazowego ograniczono do przypadków undermatching – gdy materiał spoiny jest słabszy od materiału bazowego płyty.

SŁOWA KLUCZOWE: nośność graniczna, płyta spawana, płyta DEN(T), undermatching, strefa plastyczna

ABSTRACT: The paper presents the results of numerical verification of the limit loads of DEN(T) welded plates, referring to the formulas proposed in the FITNET procedures. The analysis concerned on selected cases of geometry plate, and the mismatch of the weld and base material was limited to the cases of undermatching.

KEYWORDS: limit loads, welded plate, DEN(T) plate, undermatching, plastic zone

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.12.205

1147 Zastosowanie powłok tytanowych uzyskanych w technologiach przyrostowych z wykorzystaniem procesu natryskiwania zimnym gazem * Use of titanium coatings obtained in incremental technologies using a cold gas spraying process - Dominika Soboń, Wojciech Żórawski, Medard Makrenek

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono natryskane zimnym gazem powłoki z tytanu oraz ze stopu tytanu Ti-6Al-4V, wytworzone na Politechnice Świętokrzyskiej z zastosowaniem wysokociśnieniowego systemu Impact Innovations 5/8. Wysoka energia kinetyczna proszku tytanowego powoduje jego znaczne odkształcenie po uderzeniu w podłoże, dzięki czemu możliwe jest formowanie powłoki. Charakteryzuje się ona niewielką porowatością i znacznie lepszymi właściwościami mechanicznymi w porównaniu z materiałem rodzimym, na którym została naniesiona. Dodatkowo podczas procesu natryskiwania nie zachodzą zmiany fazowe, a powłoka nie zawiera żadnych tlenków. Podano przykłady zastosowania technologii natryskiwania zimnym gazem do regeneracji elementów w przemyśle lotniczym.

SŁOWA KLUCZOWE: natryskiwanie zimnym gazem, technologie przyrostowe, powłoki tytanowe

ABSTRACT: The article presents cold gas sprayed titanium and Ti-6Al-4V titanium alloys that were manufactured at the Kielce University of Technology using the high pressure Impact Innovations 5/8 system. They are characterized by a slight porosity and much better mechanical properties in relation to the native material on which they were sprayed. In addition, during the spraying process, there are no phase changes and the coating does not contain any oxides. Some examples of the application of cold gas spraying technology for the regeneration of components in the aviation industry are presented.

KEYWORDS: cold gas spraying, additive manufacturing, titanium coating

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.12.206

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

Narzędzia

1081 Głowice Seco Double Quattromill 22 – wyższa wydajność w trudnych operacjach planowania (SECO TOOLS)
1082 Optymalizacja procesów produkcyjnych i ograniczenie marnotrawstwa dzięki cyfrowym rozwiązaniom CoroPlus (SANDVIK COROMANT)
1084 Integracja systemów szaf narzędziowych z Przemysłem 4.0 (ISCAR)
1089 Inteligentna oprawka narzędziowa iTENDO. Sterowanie procesem skrawania w czasie rzeczywistym (SCHUNK INTEC)

Nowe technologie

1154 Kierowanie procesami integracji środowiska symulacji procesów projektowania węzłów internetu rzeczy * Integration driven simulation environment for designing Internet of Things nodes - Cezary Orłowski, Mariusz Wąsik, Piotr Welfler, Maciej Kacperski

STRESZCZENIE: Zaprezentowano możliwości wykorzystania środowisk symulacji do projektowania węzłów internetu rzeczy. Najpierw scharakteryzowano problematykę budowy i zastosowania urządzeń internetu rzeczy oraz konstrukcji środowisk symulacyjnych. Następnie przedstawiono eksperyment badawczy projektowania węzła internetu rzeczy do pomiaru pyłu. Oceniono przydatność środowisk symulacyjnych do wspierania procesów projektowych.

SŁOWA KLUCZOWE: internet rzeczy, węzły IoT, środowiska symulacyjne, technologie open source

ABSTRACT: The article presents the possibilities of using simulation environments for designing Internet of Things nodes. At the beginning, the issues of the construction and use of Internet of Things devices and the construction of simulation environments were characterized. Next, a research experiment on designing the IoT node for dust measurement was presented. The work is summarized by the evaluation of the usefulness of simulation environments to support design processes.

KEYWORDS: Internet of Things, IoT nodes, simulation environments, open source

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.12.208

Obrabiarki

1067 Mikron MILL P 500 U i 800 U (ST) – obrabiarki gotowe na wyzwania przyszłości (GF MACHINING SOLUTIONS)
1072 TruLaser 5000 fiber – uniwersalne wycinarki 2D o dużej wydajności z laserem o mocy do 10 kW (TRUMPF)

Obróbka - inne rodzaje

1057 Badania porównawcze obróbki strumieniowo-ściernej stali C45 z różnymi mediami roboczymi * Comparative research on an abrasive blasting of C45 steel for various working media - Dominik Dudek, Krystyna Radoń, Radosław Mijas

STRESZCZENIE: Omówiono wyniki badań obróbki strumieniowo-ściernej elementów ze stali C45 po obróbce cieplnej. Wykorzystano różne materiały ścierne: piasek kwarcowy, dwie gradacje korundu oraz dwie gradacje elektrokorundu zwykłego. Obróbka z zastosowaniem każdego rodzaju ścierniwa odbywała się przy tym samym ciśnieniu roboczym powietrza. Analizowano parametry chropowatości 2D i 3D uzyskane po obróbce strumieniowo- ściernej. Pomiary chropowatości wykonano profilometrem optycznym Talysurf CCI Lite. W obserwacjach mikroskopowych wykorzystano mikroskop odwrócony Nicon Eclipse MA 200.

SŁOWA KLUCZOWE: obróbka strumieniowo-ścierna, warstwa wierzchnia, chropowatość powierzchni

ABSTRACT: This paper deals with the influence of testing elements made of C45 steel after heat treatment. The elements have been machined with various abrasive materials using abrasive blasting: quartz sand, two corundum sizes and two sizes of Brown Fused Alumina. The treatment of all types of abrasives took place at the same working pressure. The 2D and 3D roughness parameters obtained after the abrasive blasting were analyzed. Roughness measurements were made using the Talysurf CCI Lite optical profilometer. Microscopic observations were performed on a Nicon Eclipse MA 200 inverted microscope.

KEYWORDS: abrasive blasting, surface layer, surface roughness

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.12.187

1060 Supporting the decision during inter-operational inspection of the electrodes based on the ensemble of neural networks * Wspomaganie decyzji podczas międzyoperacyjnej inspekcji elektrod na podstawie zespołu sieci neuronowych - Halina Nieciąg, Rafał Kudelski, Krzysztof Zagórski

ABSTRACT: In this paper the method based on the ensemble of artificial neural networks is presented for prediction of the geometrical quality of workpieces after electro-discharge machining (EDM). The complexity and random nature of physical phenomena accompanying the EDM process excluded the theoretical ways. The working electrodes were measured using CMM in flexible manufacturing system. The data obtained from inter-operational measurements were used for the neural networks training. Commonly used measures to express the tool wear turn out to be useless due to their large uncertainty. The tool monitoring and the ensemble method provided more stable diagnosis of the condition of the tool.

KEYWORDS: EDM technology, electrode inspection, neural networks ensemble

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono metodę opartą na implementacji zespołu sztucznych sieci neuronowych w celu prognozowania geometrycznej jakości przedmiotów kształtowanych obróbką elektroerozyjną. Złożoność i losowy charakter zjawisk fizycznych towarzyszących procesowi obróbki EDM utrudniają teoretyczne podejście. Elektrody robocze zostały zmierzone za pomocą maszyny współrzędnościowej w elastycznym systemie produkcji. Dane uzyskane z pomiarów międzyoperacyjnych wykorzystano do szkolenia sieci. Powszechnie stosowane miary zużycia narzędzia okazały się nieprzydatne ze względu na ich znaczną niepewność. Monitorowanie narzędzia i zastosowanie zespołów sieci neuronowych pozwoliły na uzyskanie bardziej stabilnej diagnozy stanu narzędzia.

SŁOWA KLUCZOWE: obróbka EDM, inspekcja elektrod, zespół sieci neuronowych

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.12.188

1064 Ocena jakości warstw z proszków metali nakładanych w technologii osadzania laserowego (LDT) * Evaluation of the quality of metal powder layers applied by laser deposition technology - Andrzej Mazurkiewicz, Andrzej Poprzeczka

STRESZCZENIE: Badano napawanie na stali niestopowej C45 w technologii osadzania laserowego (LDT) proszku ze Stellitu oraz stali wysokochromowej. Stwierdzono występowanie pęknięć w napoinie przy określonych parametrach wytwarzania, które należy wiązać ze zmiennymi parametrami dostarczania i odprowadzania ciepła na niepodgrzewanym podłożu.

SŁOWA KLUCZOWE: napawanie laserowe, laserowa technologia osadzania proszkiem, warstwa wierzchnia, dendryty

ABSTRACT: The article presents the research results of welding of non-alloy steel C45 by laser metal deposition (LDT) with Stellit powder and high-chromium. The occurrence of cracks in the weld was found, with specific production parameters, which should be associated with variable parameters of heat supply and heat dissipation on the unheated substrate.

KEYWORDS: laser welding, LDT, laser powder deposition technology, surface layer, dendrites

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.12.189

Obróbka plastyczna

1075 Analiza procesu wytłaczania wspornika samochodowego * Analysis of automotive fixing plate drawing process - Jarosław Świtacz, Jarosław Bartnicki

STRESZCZENIE: Przedstawiono problematykę kształtowania wyrobów aluminiowych z wykorzystaniem tłocznika postępowego. Wykonano obliczenia numeryczne przygotowanych modeli geometrycznych w środowisku Simufact Forming. W symulacjach zaprezentowano rozkłady naprężeń oraz odkształceń w gotowym wyrobie. Równolegle przeanalizowano przebieg parametrów siłowych niezbędnych do realizacji założonego procesu kształtowania. Wyniki obliczeń numerycznych przeniesiono na wykonane w praktyce narzędzie. Wyniki rzeczywiste potwierdziły poprawność założeń przyjętych w procesie modelowania.

SŁOWA KLUCZOWE: tłocznik postępowy, MES

ABSTRACT: The paper deals with the drawing process of automotive fixing plates realized in progressive tools. Numerical analyses by means of FEM were done for chosen parts of the process. The distributions of effective stress, strain and load parameters were analyzed for realization of real process in practice. Good convergence between numerical results and final parts ones confirms very high applicability of FEM tools in these kinds of processes calculations.

KEYWORDS: progressive drawing tool, FEM

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.12.190

1078 Wpływ kształtu żeber na ich odwzorowanie w procesie tłoczenia stemplem elastycznym * The influence of rib shapes on its realization in drawing process with elastic tool - Mariusz Krakowski, Jarosław Bartnicki

STRESZCZENIE: Przybliżono problematykę kształtowania wyrobów z blach za pomocą stempli elastycznych. Wykonano obliczenia numeryczne wybranego kształtu żeber planowanej do wykonania wytłoczki. Ich celem było ustalenie parametrów technologicznych procesu. Zmiana wysokości żebra oraz promieni zaokrągleń wytłoczki pozwoliła na ustalenie ograniczeń tego procesu w odniesieniu do planowanej geometrii kształtowanego wyrobu. Prace badawcze kontynuowano w oparciu o narzędzia wykonywane metodą druku 3D. W ten sposób weryfikowano doświadczalnie wyniki symulacji.

SŁOWA KLUCZOWE: tłoczenie gumą, narzędzia elastyczne, MES

ABSTRACT: The paper deals with the drawing process by means of elastic tools. Numerical analysis of this kind of sheet metal forming were realized for chosen rib shapes. Changes of radius and rib height values were useful for technological parameters verification taking into consideration planned final parts geometry. In this work the comparison between numerical analysis results and laboratory research using 3D printing technology are presented.

KEYWORDS: elastic tools drawing, elastic tools, FEM

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.12.191

Obróbka skrawaniem

1050 Hybrydowe procesy skrawania wspomagane mediami technologicznymi * Media-assisted machining processes - Wit Grzesik

STRESZCZENIE: Przedstawiono hybrydowe sposoby skrawania, wykorzystujące wspomaganie mediami technologicznymi (media-assisted machining – MAM). Omówiono zasady i możliwości technologiczne intensywnego chłodzenia CCS pod dużym ciśnieniem (high pressure cutting – HPC), minimalnego chłodzenia (minimum quantity cooling/lubrication – MQC/MQL), chłodzenia kriogenicznego (cryogenic machining – CM) oraz integracji tych oddziaływań w procesie skrawania w różnych zastosowaniach przemysłowych – zwłaszcza w przypadku kształtowania elementów z materiałów trudnoskrawalnych. Opisano sposoby zasilania mediami technologicznymi oraz rozwiązania narzędzi/systemów narzędziowych i wyposażenie obrabiarek hybrydowych CNC. Podano przykład optymalizacji obróbki MAM z uwzględnieniem chłodzenia kriogenicznego.

SŁOWA KLUCZOWE: obróbka hybrydowa, media technologiczne, obróbka z CCS pod dużym ciśnieniem, obróbka z minimalnym chłodzeniem, obróbka kriogeniczna, materiały trudnoskrawalne

ABSTRACT: A special group of hybrid assisted processes termed media-assisted processes which various liquid and gaseous media supplied to the cutting zone is highlighted. Special attention is paid on such cooling techniques as high-pressure machining (HPC), high-pressure jet assisted machining (HPJAM), minimum quantity cooling/lubrication (MQC/MQL) and a group of cryogenically cooled machining including such cryogenic media as CO2 snow and liquid nitrogen (LN2). Some important effects resulting from the various cooling strategies are outlined and compared. In particular, quantitative effects concerning chip breaking, thermal and tribological behavior of the cutting process as well as burr reduction, surface quality and subsurface layer are presented. The optimization procedure concerning both energy consumption and machining costs in terms of material removal rate (MRR) is presented.

KEYWORDS: hybrid machining, cooling strategies, cooling media, high-pressure machining, minimum quantity lubrication, cryogenic machining, difficult-to-machine materials

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.12.186

Różne

1157 Projekt i budowa urządzenia stabilizującego ciśnienie zaczynu cementowego w technologii Deep Soil Mixing * Design and construction of a pressure stabilizing device of cement slurry used in Deep Soil Mixing Technology - Łukasz Nowakowski, Wojciech Depczyński

STRESZCZENIE: Przedstawiono prace nad projektowaniem i budową urządzenia stabilizującego ciśnienie robocze zaczynu cementowego, który jest wykorzystywany w technologii Deep Soil Mixing (DSM).

SŁOWA KLUCZOWE: technologia DSM, tłumik pulsacji ciśnienia, zawiesina cementowa, bentonit

ABSTRACT: The article describes research carried out for design and construction of devices stabilizing the working pressure of cement slurry, with use of Deep Soil Mixing (DSM).

KEYWORDS: Deep Soil Mixing Technology (DSM), pressure stabilizing device, cement slurry, bentonite

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.12.209

1160 Przegląd patentów odnoszących się do problematyki miesięcznika Mechanik
1162 Wybrane prace doktorskie dotyczące tematyki miesięcznika Mechanik

Wydarzenia i aktualności

1048 Panorama
1086 Targi JIMTOF w Tokio z rekordowym udziałem zwiedzających
1088 Nominacje profesorskie – Piotr Duda

Z działalności CIRP

1074 Termomechaniczna analiza obróbki przerywanej Ti6Al4V w różnych warunkach chłodzenia - Krzysztof Jemielniak

STRESZCZENIE: Chłodzenie kriogeniczne jest zwykle badane w kontekście obróbki ciągłej, natomiast wciąż brakuje wiedzy o zastosowaniach tej techniki w obróbce przerywanej, np. we frezowaniu. W artykule porównano siły i temperaturę w strefie skrawania podczas obróbki przerywanej stopu tytanu Ti6Al4V na sucho oraz z chłodzeniem zalewowym i kriogenicznym.

* Artykuły recenzowane

Spis reklam

Carl Zeiss 1093
GF Machining Solutions II okł.
ISCAR IV okł.
Mitsubishi Materials 1045
Politechnika Krakowska 1070
Sandvik Coromant I okł.
SCHUNK Intec 1087
Seco Tools III okł.
staleo.pl 1088
TELE-MAX 1115
zrobotyzowany.pl 1128

Mechanik nr 12/2018

Grudzień 2018

Nasze propozycje

Podstawy skrawania materiałów konstrukcyjnych. Wydanie III zmienione i uaktualnione
Wit Grzesik

Podstawy skrawania materiałów konstrukcyjnych. Wydanie III zmienione i uaktualnione

Wydawnictwo Naukowe PWN

Publikacja ta stanowi bogate kompendium wiedzy o procesie skrawania i jego zastosowaniach w przemyśle. W...

Autodesk Inventor Professional 2019PL / 2019+ / Fusion 360. Metodyka projektowania
Andrzej Jaskulski

Autodesk Inventor Professional 2019PL / 2019+ / Fusion 360. Metodyka projektowania

Wydawnictwo Naukowe PWN

Podręcznik jest przeznaczony dla osób, które chcą się nauczyć projektowania wyrobów (obejmującego...

AutoCAD 2019/LT 2019/Web/Mobile+. Kurs projektowania parametrycznego i nieparametrycznego 2D i 3D
Andrzej Jaskulski

AutoCAD 2019/LT 2019/Web/Mobile+. Kurs projektowania parametrycznego i nieparametrycznego 2D i 3D

Wydawnictwo Naukowe PWN

Podręcznik zawiera kompletny kurs projektowania parametrycznego i nieparametrycznego 2D/3D oraz drukowania...

Bezpieczeństwo układów hydraulicznych i pneumatycznych
Ryszard Dindorf, Jakub Takosoglu, Piotr Woś

Bezpieczeństwo układów hydraulicznych i pneumatycznych

Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej

W monografii kompleksowo opisano zagadnienia związane z bezpieczeństwem układów hydraulicznych i...

Nasi partnerzy