Zawartość miesięcznika nr 10/2018

STRESZCZENIE: Przedstawiono wyniki badań właściwości fizycznych, mechanicznych i tribologicznych materiałów, stanowiących osnowę w spiekanych narzędziach metaliczno-diamentowych otrzymanych metodami SPS (spark plasma sintering) i HP (hot pressing). Mielone proszki na bazie żelaza skonsolidowano do gęstości względnej powyżej 97% w temperaturze 900°C, pod ciśnieniem 35 MPa i w czasie 3 min. Otrzymane spieki badano również pod kątem odporności na zużycie ścierne w obecności trzech i dwóch ciał. Wykazano, że materiały otrzymane metodą HP charakteryzują się wyższą gęstością, twardością oraz odpornością na zużycie ścierne w porównaniu z materiałami otrzymanymi metodą SPS.

SŁOWA KLUCZOWE: narzędzia metaliczno-diamentowe, spiekanie HP, spiekanie SPS, odporność na zużycie ścierne

ABSTRACT: Metal matrix composites were prepared by hot pressing (HP) and spark plasma sintering (SPS) techniques. Ball-milled ironbase powders were consolidated to near full density by these methods at 900°C. The physical and mechanical properties of the resulting composites were investigated. The specimens were tested for resistance to both 3-body and 2-body abrasion. The composites obtained by HP method (at 900°C/35 MPa) had higher density, hardness and resistance to abrasion than those obtained by SPS method.

KEYWORDS: sintered diamond tools, hot pressing, spark plasma sintering, resistance to abrasion

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.10.140

STRESZCZENIE: Obliczenia numeryczne oparte na metodzie elementów skończonych, dotyczące m.in. przeróbki plastycznej, wymagają określenia zależności pomiędzy naprężeniem i odkształceniem w całym zakresie obciążenia. Po przekroczeniu granicy plastyczności stal się umacnia. Zjawisko to można opisać krzywą umocnienia plastycznego. W artykule przedstawiono sposób wyznaczania krzywej umocnienia za pomocą aproksymacji potęgowej. Do tego celu wykorzystano sygnały obciążeń i przemieszczeń, zarejestrowane za pomocą systemu pomiarowego MTS w teście rozciągania.

SŁOWA KLUCZOWE: rozciąganie jednoosiowe, krzywa umocnienia plastycznego, optymalizacja

ABSTRACT: Numerical calculations, concerning, among other things, metal forming, based on the finite element method, require a description of the relationship between stress and strain in the entire load range. After crossing the yield point, the strain hardening is appearing. This phenomenon can be described by the plastic hardening curve. This paper presents the method of determining the strain hardening curve by means of power function approximation. The load and displacement data recorded in the tensile test using the MTS measurement system were used to determine this curve.

KEYWORDS: uniaxial tensile test, strain hardening curve, optimization

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.10.144

STRESZCZENIE: Przedstawiono ocenę dokładności odwzorowania geometrii 3D krawędzi skrawających czteroostrzowego frezu trzpieniowego w zależności od wartości powiększenia obiektywu. Z myślą o digitalizacji geometrii krawędzi skrawających frezu zastosowano system pomiarowy: mikroskop różnicowania ogniskowego Infinite Focus G4 firmy Alicona z oprogramowaniem Alicona IFM. Celem badań było określenie różnic powstałych w procesie odwzorowania geometrii krawędzi skrawającej. Zaprezentowano również trójwymiarowe mapy wartości odchyłek, otrzymanych na podstawie pomiarów geometrii krawędzi skrawających.

SŁOWA KLUCZOWE: dokładność pomiaru, różnicowanie ogniskowe, geometria krawędzi skrawającej

ABSTRACT: An assessment of the accuracy of the reconstruction of cutting edges 3D geometry shank cutter depending on the magnification of the lens is presented. Focus-variation microscope Alicona G4 with IFM Alicona software were used in the research. The main goal of the research was to determine differences created in the process of the reconstruction of cutting edges geometry. Three-dimensional maps of deviation values were presented, using measurements of cutting edges geometry.

KEYWORDS: measurement accuracy, focus-variation, cutting edge geometry

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.10.141

STRESZCZENIE: Przedstawiono metodę pomiaru falistości powierzchni cylindrycznej podczas szlifowania w czasie rzeczywistym. W układzie pomiarowym zastosowano trzy czujniki indukcyjne. To umożliwia matematyczną analizę danych, eliminującą wpływ drgań przedmiotu obrabianego na wynik pomiaru.

SŁOWA KLUCZOWE: szlifowanie, falistość powierzchni, czujniki indukcyjne

ABSTRACT: A method for measure a cylindrical surface waviness during grinding online has been presented. Three inductive sensors have been used in the measurement system. Thanks for that possible is mathematical data analyse which exclude a vibration influence on a measure waviness value.

KEYWORDS: grinding, surface waviness, inductive sensors

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.10.142

STRESZCZENIE: Przedstawiono analizę porównawczą dokładności dwóch optycznych systemów pomiarowych umożliwiających odtworzenie geometrii ostrzy narzędzia skrawającego. Do digitalizacji geometrii ostrzy narzędzia wykorzystano: mikroskop różnicowania ogniskowego Infinite Focus G4 firmy Alicona i skaner z niebieskim światłem strukturalnym Comet LƎD 2 firmy Zeiss.

SŁOWA KLUCZOWE: pomiary optyczne, narzędzia skrawające, dokładność pomiarów

ABSTRACT: The comparative analysis of two different optical measuring systems enabling the reconstruction of the cutting edges geometry is presented. For research uses: focus-variation microscope Alicona G4 and professional 3D scanner Zeiss Comet LƎD 2.

KEYWORDS: optical measurements, cutting tools, measurement accuracy

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.10.143

STRESZCZENIE: Przedstawiono nowoczesne narzędzia i technologie stosowane w obróbce skrawaniem oraz omówiono potencjalne kierunki rozwoju tych metod wytwarzania. Szczególną uwagę skupiono na materiałach narzędziowych i powłokach przeciwzużyciowych, a także na tych elementach konstrukcyjnych narzędzi oraz strategii skrawania, które silnie oddziałują na szeroko rozumianą efektywność wytwarzania.

SŁOWA KLUCZOWE: skrawanie, narzędzia, technologie, innowacje

ABSTRACT: Modern tools and innovative technologies used in machining are presented, and potential development directions of these manufacturing techniques are described. Particular attention is drawn to anti-wear tool materials and coatings, as well as structural elements of tools and machining strategies which strongly affect the broadly understood manufacturing efficiency.

KEYWORDS: machining, tools, technologies, innovations

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.10.133

STRESZCZENIE: Zaprezentowano metodę ilościowego opisu zaobserwowanych form zużycia czynnej powierzchni ściernicy z cBN ze spoiwem nanoszonym metodą galwaniczną. Wyznaczono objętość ścierniwa, które w wyniku pracy ściernicy zostało wykruszone, wyrwane oraz zalepione. Badaniom poddano trzy ściernice pracujące z różnymi prędkościami szlifowania.

SŁOWA KLUCZOWE: topografia ściernicy, zużycie ściernicy, ściernica jednowarstwowa

ABSTRACT: The paper presents a method of quantifying the observed wear forms of electroplated cBN grinding wheel. The volume of fractured, pulled out or smeared abrasive was determined. Three grinding wheels working with different grinding speeds were tested.

KEYWORDS: grinding wheel topography, grinding wheel wear, single-layer grinding wheel

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.10.134

STRESZCZENIE: Przedstawiono wpływ prędkości szlifowania v_s oraz prędkości posuwu v_f na strukturę geometryczną powierzchni oraz składową normalną siły szlifowania F_n w procesie jednoprzejściowego szlifowania rowków wiórowych frezów pełnowęglikowych ściernicą diamentową ze spoiwem metalowym.

SŁOWA KLUCZOWE: ściernice diamentowe, spoiwo metalowe, rowek wiórowy, frezy pełnowęglikowe

ABSTRACT: The paper presents analysis of influence cutting speed v_s and feed rate v_f of single-pas grinding process of flute in solid carbide end mill using diamond grinding wheel with metal bond on the geometrical structure and cutting force F_n.

KEYWORDS: wheel diamond, metal bond, flute, carbide end mill

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.10.135

STRESZCZENIE: W analizie dokładności pięcioosiowej frezarki CNC wykorzystano system pomiarowy z teleskopowym prętem kinematycznym kulowym typu ball bar. Wykonano standardowy test pomiarowy. Zaproponowano zmodyfikowany test z zastosowaniem pochylonej podstawy badawczej. Porównano otrzymane wyniki. W sposób pośredni oceniono dokładność obrabiarki.

SŁOWA KLUCZOWE: pięcioosiowa frezarka, system ball bar, dokładność geometryczna, test okrągłości

ABSTRACT: In analysis of accuracy of 5-axis CNC milling machine measuring system with telescopic kinematic ball bar was used. Standard measuring test was made. The modified test was proposed with application of investigated inclined basis. The obtained results were compared. The accuracy of machine tool in indirect way was evaluated.

KEYWORDS: 5-axis milling machine, ball bar system, geometric accuracy, circular test

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.10.136

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono analizę deformacji hartowniczych typowej belki drzwiowej samochodu osobowego. Opracowano model obliczeniowy procesu tłoczenia na gorąco, który posłużył do symulacji i kompensacji deformacji hartowniczych analizowanej belki.

SŁOWA KLUCZOWE: tłoczenie blach, symulacja MES, tłoczenie na gorąco, deformacje hartownicze

ABSTRACT: The article presents an analysis of hardening deformations for a typical door beam of a passenger car. A calculation model for the hot stamping process of the analyzed beam was developed. Such a model was used to simulate which resulted in hardening deformation and to compensate for these deformations.

KEYWORDS: hot forming, FEM simulation, hardening distortion

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.10.159

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono różne metody generowania topografii powierzchni ściernicy oraz metodykę oceny zgodności modeli z powierzchnią narzędzi rzeczywistych – według tej metodyki decydujące są określone cechy dotyczące kształtu i położenia najwyższych wierzchołków powierzchni. Zwrócono uwagę na znaczenie postaci rozkładu wysokości wierzchołków ziaren, fragmentu funkcji gęstości prawdopodobieństwa odnoszącego się do wierzchołków najwyższych oraz autokorelacji położenia wierzchołków – najważniejszej cechy, która jednak często jest pomijana w modelach opisywanych w literaturze.

SŁOWA KLUCZOWE: czynna powierzchnia ściernicy, model czynnej powierzchni ściernicy, weryfikacja modelu ściernicy

ABSTRACT: This paper many different methods of generating the topography of the grinding wheel surface and the methodology for assessing the compatibility of models with the surface of real tools was presented. The methodology was indicated that certain features regarding the shape and position of the highest vertices are decisive for assessing the model’s conformity with the real surface of the grinding wheel. The significance of not only the form of the distribution of the vertices of the grains was emphasized, but also the significance of the fragment of the probability density function relating to the highest vertices and the autocorrelation of the vertex position as the most important feature, which often are overlooked in the models described in the literature.

KEYWORDS: grinding wheels active surface, grinding wheel model, verification of the grinding wheel model

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.10.160

STRESZCZENIE: Przedstawiono wpływ dosuwu elektrody w wykończeniowej obróbce WEDM (wire electrical discharge machining) zamków tarczy wirnika, wykonanego ze stopu Inconel 718, na dokładność kształtu oraz chropowatość powierzchni.

SŁOWA KLUCZOWE: WEDM, odchyłka kształtu, chropowatość powierzchni, zamek łopatki

ABSTRACT: The article presents the effect of electrode infeed in finishing machining of disk fir tree slots made of Inconel 718 alloy on shape accuracy and surface roughness in WEDM (wire electrical discharge machining).

KEYWORDS: WEDM, profile deviation, surface roughness, fir tree slot

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.10.161

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono zmodernizowane stanowisko do pomiaru ładunków elektrostatycznych powstających w czasie szlifowania drewna. Wielkość ładunków określano przez pomiar napięcia w funkcji czasu U = f(t). Badano wpływ metody pomiaru na wartość napięcia podczas szlifowania próbek z drewna sosnowego, z użyciem dwóch rodzajów papierów ściernych – zwykłego PS 18E i antystatycznego PS 15F, przy stałym nacisku powierzchniowym p = 4,54 kPa i zmiennej prędkości szlifowania v_c w zakresie od 12,1 do 24,2 m/s. Stwierdzono, że metoda pomiaru ładunków elektrostatycznych przez rejestrację napięcia w funkcji czasu U = f(t) ma istotny wpływ przede wszystkim na znak ładunków oraz powtarzalność uzyskiwanych przebiegów napięcia w czasie szlifowania.

SŁOWA KLUCZOWE: szlifowanie, papiery ścierne, metody pomiaru ładunków elektrostatycznych

ABSTRACT: In the paper is presented a station to measurement of electrostatic charge generated during grinding operation of pinewood. Size of the charge was determined in course of measurement of voltage in function of time. It has been investigated an effect of two types of abrasive papers: general-purpose paper of PS 18E brand and antistatic one of PS 15F brand on value of the voltage during grinding operation, and weight efficiency of a specimens made from the pinewood, at constant pressure equal to p = 4,54 kPa and variable grinding speed v_c in range from 12,1 to 24,2 m/s. It was found that the method of measuring electrostatic charges by recording voltage in the time function U = f(t) has a significant effect primarily on the sign of arising charges and the repeatability of the obtained voltage waveforms during grinding.

KEYWORDS: grinding, abrasive papers, methods of measuring electrostatic charges

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.10.162

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono wyniki badań dwuzabiegowej (mechaniczno-hydrostrumieniowej) metody rozdrabniania konkrecji polimetalicznych. Określono też fizykalne podstawy i możliwości użycia wysokociśnieniowej strugi wodnej do efektywnego rozdrabniania takich konkrecji, wydobywanych z głębokości 4200 m p.p.m.

SŁOWA KLUCZOWE: konkrecja polimetaliczna, rozdrabnianie hydrostrumieniowe, wysokociśnieniowa struga wodna

ABSTRACT: Two-stage mechanical and hydro-jetting method of polymetallic nodules’ comminution are presented in the paper. Physical basis as well as possibilitiess of high-pressure water jet method for efficient processing of such nodules, extracted from 4200 m below sea level, are given too.

KEYWORDS: polymetallic nodule, hydro-jet comminution, high-pressure water-jet

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.10.163

STRESZCZENIE: Zaprezentowano wyniki badania metod rozpoznawania ziaren na podstawie zmierzonych danych, reprezentujących topografię jednowarstwowej ściernicy. Metody te uwzględniają informację dotyczącą wyznaczonego poziomu odcięcia (metoda Threshold) lub odnoszącą się do segmentacji wododziałowej. Ponadto zaproponowano sposób wyznaczania średniego poziomu spoiwa.

SŁOWA KLUCZOWE: topografia ściernic, zużycie ściernic, analiza wzniesień i porów

ABSTRACT: The paper presents results of research concerning methods used for determining grain separation from measured data representing single-layer grinding wheel topography. The methods apply information concerning determined threshold level (Threshold method) or concerning watershed segmentation (Watershed method). A method for determining the average level of bond was also proposed.

KEYWORDS: grinding wheel topography, grinding wheel wear, particle and pore analysis

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.10.164

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono modelowanie sił w procesie szlifowania obwodowego płaszczyzn ze stali 100Cr6 za pomocą ściernicy M3X60K5VE01-35, przeprowadzone z zastosowaniem centralnego planu kompozycyjnego ortogonalnego (CCF) i planu Boxa-Behnkena. Do planowania eksperymentu oraz analizy wyników wykorzystano program Design-Expert. Modele sił uzyskane w ramach wybranych planów porównano na podstawie współczynników determinacji oraz wartości odchylenia standardowego składnika resztowego.

SŁOWA KLUCZOWE: szlifowanie obwodowe, 100Cr6, planowanie eksperymentu, plan centralny kompozycyjny, plan Boxa-Behnkena

ABSTRACT: The paper presents forces modeling with the use of DoE models, such as (Box-Wilson) central composite design in face centered variant (CCF) and Box-Behnken design in a surface peripheral grinding process of 100Cr6 steel with M3X60K5VE01-35 grinding wheel. Experiment design and result analysis were done with the use of Design-Expert software. Force models, obtained with application of selected designs of experiment, were compared on the basis of the coefficient of determination, and values of residual standard deviation.

KEYWORDS: peripheral grinding, design of experiment, 100Cr6, central composite design, Box-Behnken design

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.10.165

STRESZCZENIE: Opisano badania obejmujące porównanie geometrii naroży wewnętrznych po obróbce frezowaniem elementów ze stopu aluminium 7075. Badano wpływ zmian parametrów technologicznych oraz rodzajów obróbki na dokładność geometryczną próbek. Poprawne przeprowadzenie procesu frezowania naroży wiąże się z koniecznością doboru odpowiedniej prędkości posuwu i właściwego kąta opasania frezu. Frezowanie naroży jest problematyczne z uwagi na zwiększanie się kąta opasania narzędzia w ich obrębie. W znacznym stopniu utrudnia to wykonanie stabilnej obróbki i wpływa niekorzystnie na dokładność oraz cechy geometryczne naroży. Wykonano badania z zastosowaniem różnych strategii oraz parametrów technologicznych frezowania naroży o zmiennych kątach rozwarcia. Na podstawie analizy otrzymanych wyników sformułowano wnioski wskazujące na związek pomiędzy zmianą wybranych parametrów technologicznych frezowania w narożach a dokładnością geometryczną wykonanych próbek.

SŁOWA KLUCZOWE: dokładność geometryczna, obróbka naroży, frezowanie naroży, obróbka skrawaniem.

ABSTRACT: The study comparing a geometry of the inner corners after milling operation of aluminum alloy 7075 elements was conducted. The influence of changes of technological parameters and types of treatment on the geometric accuracy of the samples was investigated. The correct process of corner milling involves the need to select the right feed speed as well as the correct engagement angle of the milling tool. Corner milling is problematic due to the increase of engagement angle in their area. This makes it much more difficult to perform stable machining and adversely affects the surface accuracy and geometry of the concave corners. The tests using various strategies and technological parameters for milling corners with variable opening angles were carried out. When analyzing the obtained results, conclusions were formulated indicating the relationship between the change of selected technological parameters of milling in the corners and the geometric accuracy of the samples tested.

KEYWORDS: geometric accuracy, corner machining, corner milling, machining

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.10.145

STRESZCZENIE: Zaprezentowano wyniki badań struktury geometrycznej powierzchni stali martenzytycznej AISI 630 po toczeniu wykończeniowym. Próby przeprowadzono w warunkach obróbki na sucho i z chłodzeniem. Badania realizowano przy zmiennych prędkościach skrawania i posuwach oraz stałej głębokości skrawania. Do realizacji eksperymentu zastosowano metodę Parameter Space Investigation (PSI), umożliwiającą prowadzenie badań przy minimalizacji liczby punktów doświadczeń. Ustalono, że przy toczeniu z chłodzeniem zmniejszają się zarówno wartości Ra, Rq, jak i intensywność wpływów prędkości skrawania i posuwu w porównaniu z obróbką na sucho. Ponadto zastosowanie niskich wartości posuwu wpływa korzystnie na wartości parametrów Ra i Rq.

SŁOWA KLUCZOWE: struktura geometryczna, toczenie wykończeniowe, stal martenzytyczna AISI 630

ABSTRACT: The surface texture of martensitic AISI 630 steel after the finishing turning is described. The tests were carried out under dry and cooling conditions. Experiments were carried out under variable cutting speeds and feeds and under a constant depth of cut. The Parameter Space Investigation (PSI) method was used that allows research with minimal experience point quantity. It was found that turning with cooling conditions reduce both Ra and Rq values and intensities of cutting speed and feed rate influence as compared out under dry conditions. The use of low feed rate values has a positive effect of the Ra and Rq parameters.

KEYWORDS: surface texture, finish turning, martensitic steel AISI 630

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.10.146

STRESZCZENIE: Przedstawiono genezę zaokrąglania krawędzi ostrzy skrawających wykonanych z węglików spiekanych. Zaprezentowano różne sposoby wygładzania krawędzi skrawających i metody pomiaru ich zaokrąglenia. Określono wpływ warunków wygładzania na intensywność i efekty zaokrąglania krawędzi.

SŁOWA KLUCZOWE: narzędzia skrawające, promień zaokrąglenia krawędzi, wygładzanie

ABSTRACT: The origin of rounding cutting edges of machining blades made out of cemented carbides is presented. Various methods of cutting edge smoothing and rounding measurement are described. The impact of smoothing conditions on the intensity and effects of edge rounding is specified.

KEYWORDS: cutting tools, edge rounding radius, smoothing

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.10.147

STRESZCZENIE: Przeanalizowano siły skrawania przy frezowaniu współbieżnym i przeciwbieżnym odlewniczego stopu aluminium AlSi10Mg. Badania obejmowały pomiar składowych F_f, F_p i F_c (odpowiednio: F_x, F_y, F_z) siły skrawania oraz wyznaczenie ich amplitud przy stałej wartości posuwu na ostrze f_z oraz przyjętych zmiennych parametrach technologicznych, tj.: głębokości skrawania a_p, szerokości frezowania a_e oraz prędkości skrawania v_c. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że wraz ze wzrostem głębokości skrawania i szerokości frezowania wartości wybranych składowych i ich amplitudy rosną zarówno dla frezowania współbieżnego, jak i przeciwbieżnego. Przy wzroście prędkości skrawania zaobserwowano, że składowe całkowitej siły skrawania rosną do prędkości v_c = 450 m/min, następnie ich wartości zaczynają spadać. Jest to związane z przejściem z obróbki konwencjonalnej w zakres high speed cutting. Warto podkreślić, że w przypadku frezowania przeciwbieżnego odnotowano wyższe wartości sił skrawania niż dla frezowania współbieżnego.

SŁOWA KLUCZOWE: frezowanie, siły skrawania, stop aluminium, parametry technologiczne

ABSTRACT: The analysis of cutting forces during in-cut and out-cut milling of EN AC-AlSi10Mg cast aluminum alloy was presented. The research included measurement of the components of the total cutting force: F_f, F_p and F_c (F_x, F_y, F_z respectively) and determination of their amplitudes at a constant feed per tooth value and the adopted variable technological parameters, i.e.: depth of cut a_p, milling width a_e and cutting speed v_c. Based on the obtained results, it was found that along with the increase in the depth of cut and the milling width, the values of selected components and their amplitudes increase for both in-cut and out-cut milling. During rise of cutting speed, it was observed that the components of the total cutting force increase to the speed v_c = 450 m/min, then their values begin to decrease. This is related to the transition from conventional machining to the range of High Speed Cutting. It is important that higher values of cutting forces were noted in the case of out-cut milling instead of in-cut milling.

KEYWORDS: milling, cutting forces, aluminium alloy, technological parameters.

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.10.148

STRESZCZENIE: Wyznaczono oraz przeanalizowano opory skrawania w procesie konwencjonalnego i trochoidalnego frezowania stopu aluminium 2017. Opracowano strategię obróbki i wytyczne do badań oraz zaprezentowano możliwość wykorzystania platformy pomiarowej bazującej na elementach tensometrii oporowej. Przedstawiono analizę wyników obejmujących rozkład składowych sił skrawania w procesach frezowania konwencjonalnego i trochoidalnego, realizowanych przy tych samych parametrach skrawania i tymi samymi narzędziami. Podjęto próbę interpretacji wyników.

SŁOWA KLUCZOWE: frezowanie, siły skrawania, platforma pomiarowa, frezowanie trochoidalne

ABSTRACT: Cutting forces in the process of conventional and trochoidal milling of aluminum 2017 alloy were determined and analyzed. A machining strategy, testing guidelines and the possibility of using a measuring platform based on resistance tensometry elements were developed. The paper also presents an analysis of the results concerning the distribution of the cutting forces in the processes of conventional and trochoidal milling, carried out with the same cutting parameters and tools. An attempt was made to interpret the results.

KEYWORDS: milling, cutting forces, measuring platform, trochoidal milling

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.10.149

ABSTRACT: This paper presents an approach of empirical modeling of cutting process physical phenomena with measurement uncertainty parameters accompanied to the model exponents/ /coefficients. The approach is presented trough an example of creating a power mathematical model for average cutting temperature in turning with details about the uncertainty contributions from different experimental plans. The approach is proposed to be implemented as usual practice during empirical modeling, in order the resulting models to fit with the needs of the smart machining systems and the needs of interoperability between researchers.

KEYWORDS: uncertainty, empirical modeling, smart machining system, cutting temperature, cutting forces

STRESZCZENIE: W pracy przedstawiono propozycję modelowania empirycznego zjawisk fizycznych w skrawaniu z uwzględnieniem parametrów niepewności pomiarowej oraz modelowych współczynników. Propozycję tę zaprezentowano na przykładzie modelu matematycznego temperatury skrawania, z podaniem danych dotyczących składowej niepewności z różnych planów eksperymentalnych. Postuluje się wdrożenie tego podejścia podczas modelowania empirycznego, tak aby otrzymane modele odpowiadały potrzebom inteligentnych systemów obróbki skrawaniem oraz potrzebom interoperacyjności między naukowcami.

SŁOWA KLUCZOWE: niepewność, modelowanie empiryczne, inteligentny system obróbki, temperatura skrawania, siły skrawania

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.10.150

STRESZCZENIE: Badania miały na celu analizę przemieszczeń części roboczej fezu kulistego w trakcie obróbki zahartowanej stali z różnymi wartościami wysunięcia narzędzia z oprawki. Pomiary przeprowadzono dla przemieszczeń narzędzia w dwóch kierunkach: normalnym oraz posuwowym. Zmierzono siły i drgania oraz parametry chropowatości obrobionej powierzchni.

SŁOWA KLUCZOWE: frezowanie, dynamika, chropowatość powierzchni

ABSTRACT: The aim of research was focused on analysis of tool displacements during milling of hardened steel, conducted with various overhangs. The measurements of displacements were carried out in feed and feed normal directions. Moreover, the measurements of forces, vibrations and surface roughness’ parameters were also conducted.

KEYWORDS: milling, dynamics, surface roughness

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.10.151

STRESZCZENIE: Przedstawiono badania wysokowydajnego frezowania lotniczego stopu aluminium. Zastosowano cztery sposoby dostarczania cieczy chłodząco-smarującej (CCS): zalewowo, centralnie, na powierzchnię natarcia oraz przyłożenia. Opisano wpływ sposobów dostarczania CCS na składowe siły skrawania i amplitudę przyspieszenia drgań.

SŁOWA KLUCZOWE: obróbka wysokowydajna, chłodzenie, aluminium, frez

ABSTRACT: The research of the high performance cutting of the aviation aluminum alloy was conducted. Four methods of the cooling delivery: flood, internal, on rake surface, on the relief surface, were applied. The influence of the cooling method on the cutting forces component and vibration amplitude was presented.

KEYWORDS: high performance cutting, cooling, aluminum, end mill

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.10.152

STRESZCZENIE: Przeanalizowano siły skrawania w procesie obróbki obwodowej frezem stożkowym. Badania przeprowadzono dla różnych kątów skręcenia powierzchni obrabianej oraz różnych wartości kąta prowadzenia narzędzia.

SŁOWA KLUCZOWE: frezowanie pięcioosiowe, frez stożkowy, powierzchnia prostokreślna, siły skrawania

ABSTRACT: Presented is the analysis of the cutting force in the flank milling process with a conical mill. The tests were carried out for various twist angles of the machined surface and different values of the lead angle.

KEYWORDS: five-axis milling, conical ball mill, ruled surface, cutting force

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.10.153

STRESZCZENIE: Przedstawiono ocenę wyników badań eksperymentalnych przydatną do wyznaczania minimalnej grubości warstwy skrawanej podczas obróbki narzędziami jednoostrzowymi o zdefiniowanej geometrii. Po przeprowadzeniu badań dla kilku materiałów skrawanych i gatunków materiałów narzędziowych opracowano równania ekstrapolacji z zachowaniem stałej temperatury skrawania. Czynniki zakłócające mechanizm oddzielania, wpływające na pomiary składowych siły i temperatury skrawania, zależą od materiału skrawanego i zastosowanego narzędzia.

SŁOWA KLUCZOWE: siła skrawania, temperatura, toczenie swobodne ortogonalne, zaokrąglenie krawędzi skrawającej

ABSTRACT: The article presents an evaluation of the results of experimental tests useful for determining the minimum thickness of cut during machining of single-point tools of defined geometry. After completing the tests for several cut materials and types of tool materials, extrapolation equations were developed while maintaining constant temperature. Factors interfering with the mechanism of separation, influencing the measurements of the components of the cutting force and the cutting temperature depend on the cut material and the material of the tool.

KEYWORDS: cutting force, temperature, free orthogonal cutting, cutting edge rounding

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.10.154

STRESZCZENIE: Przedstawiono wyniki badania zużycia ostrzy piły tarczowej w próbach przecinania różnych gatunków stali w warunkach przemysłowych. Próby przeprowadzono na centrum obróbkowym CNC BLM EM 80. Analizie poddano zużycie ostrza podczas przecinania stali C35EC, Pb-30, 16MnCrSPb5 i S355J2+C. Narzędzie (piłę tarczową) mierzono przed obróbką wybranych gatunków stali i po niej. Określono zużycie ostrzy oraz ich podatność na wyłamania.

SŁOWA KLUCZOWE: zużycie narzędzia, piła tarczowa, skrawalność

ABSTRACT: The work is devoted to the machinability problems of selected grades of steel in the conditions of cutting rods with a circular saw. Selected indicators of machinability of steels were tested in industrial conditions. Attempts to cut steel were carried out on a BLM EM 80 CNC machining center. The analysis covered the tool wear during cutting of C35EC, Pb-30, 16MnCrSPb5, S355J2+C. The tool (circular saw) was measured before and after machining of steel.

KEYWORDS: tool wear, circular saw, machinability

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.10.155

STRESZCZENIE: Opisano próby określenia skrawalności elementów w związku z badaniami nad wytwarzaniem kompozytów o określonej strukturze umacniającej wykonywanej metodą selektywnego stapiania proszków metali wiązką lasera (SLM). Ponieważ struktury umacniające są wykonywane z materiałów o odmiennych właściwościach niż materiał wypełniający, istnieje problem z doborem narzędzi i parametrów skrawania dla całego elementu. Z tego powodu przeprowadzono wstępne próby określenia możliwości uzyskania dobrej jakości powierzchni przy skrawaniu wytworzonych próbek. Pomiary struktury powierzchni przeprowadzono z użyciem mikroskopu konfokalnego. Obserwowano granice między strukturą umacniającą a materiałem wypełniającym, aby sprawdzić, czy podczas obróbki materiały te nie są rozdzielane. Oceniano również zużycie narzędzi z różnych materiałów po próbach skrawania z różnymi parametrami.

SŁOWA KLUCZOWE: kompozyty, skrawalność, SLM

ABSTRACT: Attempts of defining of machinability of manufactured details relative to research aimed to create macro composites with defined strengthening structure made using selective laser melting (SLM technology) were presented. The structures are made of significant different materials than the filling and that causes a problem with choosing the right tools and parameters for the whole element. That is why there were manufactured preliminary tests of achieving similar surface structure while machining manufactured samples. Measurements of surface parameters were made using confocal microscope. Borders between strengthening structure and filler were observed in order to check if the materials were separated during machining. There was also observed wear of machining tools made of different materials after machining with different parameters.

KEYWORDS: composites, machinability, SLM

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.10.156

STRESZCZENIE: Analizowano wpływ zmiany parametrów technologicznych – posuwu oraz prędkości skrawania – na wybrane parametry chropowatości 2D po toczeniu. Wykorzystano stop aluminium EN-AW 7075 (AlZn5.5MgCu). Wykazano istotny wpływ posuwu oraz brak wpływu prędkości skrawania na parametry chropowatości powierzchni. W celu przedstawienia możliwości predykcji parametrów chropowatości tego procesu wykonano symulację jednego z nich (Rz) z wykorzystaniem sztucznych sieci neuronowych.

SŁOWA KLUCZOWE: stopy aluminium, toczenie, chropowatość powierzchni 2D, symulacje, sztuczne sieci neuronowe

ABSTRACT: The purpose of this investigation was to determine whether and to what extent the technological parameters of turning (feed, cutting speed) affect selected surface roughness parameters of aluminum alloy EN-AW 7075 (AlZn5.5MgCu). The principal findings indicate a significant impact of feed and show on the surface roughness and simultaneously show that cutting speed has no effect on the value of surface roughness parameters under investigation. An artificial neural network was employed to evaluate the prediction of surface roughness parameter Rz in turning.

KEYWORDS: aluminum alloys, turning, 2D surface roughness, simulations, artificial neural networks

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.10.157

STRESZCZENIE: Przedstawiono badania symulacyjne przebiegu siły skrawania w procesie obróbki frezem baryłkowym. Analizy przeprowadzono na modelach powierzchni wklęsłych oraz wypukłych o różnych promieniach krzywizny.

SŁOWA KLUCZOWE: obróbka pięcioosiowa, frez baryłkowy, siła skrawania

ABSTRACT: The paper presents simulation tests of cutting force in the process of barrel milling. The analyzes were carried out on concave and convex surfaces with different radii of curvature.

KEYWORDS: 5-axis milling, barrel mill, cutting force

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.10.158

STRESZCZENIE: W artykule badano wpływ sposobu posadowienia młotów kuźniczych na ich kinematykę i dynamikę. Porównano trzy typy fundamentów pod młoty kuźnicze. Modele obliczeniowe analizowano numerycznie w programie Matlab. Ustalono, który typ fundamentu zapewnia młotom kuźniczym najkorzystniejsze warunki pracy. Wskazano także na ograniczenia użytkowania młotów w zależności od typu fundamentu.

SŁOWA KLUCZOWE: fundamenty pod młoty kuźnicze, modele obliczeniowe, kinematyka i dynamika młotów kuźniczych

ABSTRACT: In the paper the influence of foundation types on kinematics and dynamics of forging hammers was analysed. Three types of foundations for forging hammers were compared. Computational models were analysed numerically in the Matlab program. It was established which type of foundation provides the most favourable working conditions for forging hammers. Restrictions on the use of hammers depending on the type of foundation were also indicated.

KEYWORDS: foundations for forging hammers, computational models, kinematics and dynamics of forging hammers

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.10.137

STRESZCZENIE: W artykule zaprezentowano wstępny projekt systemu przeznaczonego do realizacji pomiarów akustycznych w sposób automatyczny. Przedstawiono przyjęte założenia, konstrukcję mechaniczną i elektryczną systemu oraz wyniki badania numerycznego.

SŁOWA KLUCZOWE: platformy mobilne, manipulator, pomiary emisji hałasu

ABSTRACT: The article presents the preliminary design of system intended to perform acoustic measurements in an automatic manner. Assumptions of the system were presented, the mechanical and electrical structure of the system were discussed. Result of simulation of motion study was also presented.

KEYWORDS: mobile platform, manipulator, measurement of noise emission

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.10.138

STRESZCZENIE: Przedstawiono budowę i zasadę działania oraz wyniki analizy naprężeń i analizy modalnej wybranych elementów sprzęgła z regulowaną podatnością skrętną. Modele bryłowe poszczególnych elementów, relacje geometryczne między nimi, analiza naprężeń oraz analiza modalna zostały wykonane z wykorzystaniem programu Autodesk Inventor. Wyniki analizy potwierdzają poprawność konstrukcji sprzęgła pod względem własności mechanicznych.

SŁOWA KLUCZOWE: sprzęgło podatne, regulowana podatność skrętna, analiza naprężeń, analiza modalna, metoda elementów skończonych

ABSTRACT: Construction, principles and results of stress analysis and modal analysis of the clutch components with adjustable torsional flexibility are presented. Solid models of individual elements, geometric relations between them, stress analysis and modal analysis were made using the Autodesk Inventor program. Results of the analysis confirm the correctness of the clutch construction in terms of mechanical properties.

KEYWORDS: flexibility clutch, adjustable torsional flexibility, stress analysis, modal analysis, finite element method

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.10.139

STRESZCZENIE: Japoński producent obrabiarek Makino Milling Machine Co. Ltd. po rekordowym 2017 r. odnotował bardzo dobry start w 2018 r. Poczyniono znaczne inwestycje w celu zwiększenia mocy produkcyjnych oraz rozwoju inteligentnych technologii produkcji i technologii IoT. W roku obrotowym 2017 firma odnotowała wzrost obrotów o 18,2% oraz wzrost zysku netto o 53,9% w stosunku do roku poprzedniego. Pomimo niepewnej sytuacji politycznej na świecie w obu Amerykach, Europie i Azji zrealizowano rekordowe zamówienia.

STRESZCZENIE: Przedmioty wytwarzane techniką druku 3D wykazują bardzo dużą zmienność wymiarów, jakości powierzchni, poziomu uszkodzeń wewnętrznych i związanych z nimi właściwości mechanicznych. Aby możliwe było wykorzystanie druku 3D w wymagającej produkcji przemysłowej, konieczne jest więc opracowanie adekwatnych systemów zapewnienia jakości.