Zawartość miesięcznika nr 12/2015

STRESZCZENIE: W pracy przedstawiono sposób modelowania frezów krążkowych do obróbki wklęsło-wypukłych uzębień typu Nowikowa. Przedstawiona dyskretna metoda CAD wyznaczania sprzężonego zarysu powierzchni działania narzędzia posłużyła do zweryfikowania matematycznego modelu obróbki kształtowej tego typu uzębień. Ponadto opisano przebieg modelowania frezu na przykładzie frezu do obróbki uzębienia wypukłego. Zaprojektowane w ten sposób narzędzia zostały wykonane.

SŁOWA KLUCZOWE: frez kształtowy, koła zębate Nowikowa, wklęsło-wypukły zarys zębów.

ABSTRACT: Paper presents the method of modeling the disk-type milling cutters for Novikov convexo-concave gears machining. Presented discrete CAD-based method of obtaining the conjugate profile of surface of action of tool was used to validate the mathematical model of form machining of such kind of gears. Moreover the modeling process was illustrated on the example of milling cutter for convex teeth profile machining. The designed milling cutters were manufactured.

KEYWORDS: formed cutter, Novikov gears, convexo-concave tooth profile.

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.545

STRESZCZENIE: W pracy przedstawiono sposób wyznaczania wielkości pomiarowych odnoszących się do grubości zębów w przekroju normalnym na średnicy tocznej i podziałowej kół zębatych o wklęsło-wypukłym zarysie zębów typu Nowikowa. Ponadto dokonano analizy możliwości prowadzenia tego typu pomiarów suwmiarką modułową.

SŁOWA KLUCZOWE: grubość zęba, koła zębate o wklęsło-wypukłym zarysie typu Nowikowa

ABSTRACT: Paper presents the method of calculating measuring parameters which refers to tooth thickness in normal section on pitch and reference diameter of convexo-concave Novikov gears. Moreover the possibility of performing of such measurements by gear-tooth caliper was investigated.

KEYWORDS: tooth thickness, convexo-concave Novikov gears.

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.546

STRESZCZENIE: Artykuł prezentuje badania dźwigni układu sterowania śmigłowca. Dokonano doboru techniki szybkiego prototypowania. Przygotowano dane dla procesu RP i wytworzono prototyp dźwigni. Prototyp JS wykorzystano do wykonania modelu do analizy rozkładu naprężeń. Opracowano technologię elastooptycznej analizy w oparciu o światło odbite. Przeprowadzone badania modelowe potwierdziły właściwą konstrukcję dźwigni.

SŁOWA KLUCZOWE: szybkie prototypowanie, badania modelowe, elastooptyka, analiza rozkładu naprężeń, dźwignia układu sterowania śmigłowca

ABSTRACT: This article presents research of the helicopter control system lever. Selection of the rapid prototyping technique was performed. Data for the process of RP had to be prepared and a prototype was manufactured. The JS prototype was then used to prepare the model for stress distribution analysis. Additionally, a technology for photoelastic analysis based on reflected light was developed. The study confirmed the correct lever construction.

KEYWORDS: rapid prototyping, model testing, photoelastic analysis, stress distribution analysis, helicopter control system lever

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.547

STRESZCZENIE: Artykuł dotyczy opracowania i wykonania stanowiska do badań śladu styku śruby i rolki w rolkowej przekładni tocznej w oparciu o model wykonany techniką Jetting Systems (JS). Opracowano dane CAD/STL/RP dla elementów stanowiska z uwzględnieniem wybranej metody szybkiego prototypowania. Przedstawiono proces JS dla elementów stanowiska badawczego.

SŁOWA KLUCZOWE: rolkowe przekładnie toczne, ślad styku, szybkie prototypowanie

ABSTRACT: The article describing developing and executions test stand for the simulation contacts between roller and bolt in thread roller screw base on the mode made by Jetting Systems (JS) rapid prototyping technique. Developed CAD/STL/RP data for taking into account that the elements was model by method by JS rapid prototyping method as well presents the process for the threaded roller screw elements.

KEYWORDS: roller screw, trace and contact points, rapid prototyping

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.548

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono metodykę rekonstrukcji kół zębatych przekładni lotniczych z zastosowaniem powiązanych systemów CMM/CAD/RP. Współrzędnościowe techniki pomiarowe (CMM) oraz systemy CAD umożliwia identyfikację i odtwarzanie geometrii kół zębatych, natomiast systemy RP dają możliwość wykonania prototypu zrekonstruowanego koła zębatego.

SŁOWA KLUCZOWE: koła zębate, przekładnie lotnicze, współrzędnościowe techniki pomiarowe, szybkie prototypowanie

ABSTRACT: This paper presents a reconstruction methodology of the transmission airline gears connected systems using CMM/CAD/RP. The use of coordinate measuring techniques (CMMs) and CAD systems enables to identify and reconstruct gear geometry. In contrast, while the RP systems make it possible to create a prototype with the reconstructed gear.

KEYWORDS: gear, aircraft gearbox, coordinate measuring technique, rapid prototyping

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.549

STRESZCZENIE: Proces badawczy został przeprowadzony na 4 pacjentach. Wydruki modeli odcinków żuchwy, wykonano na drukarce Fortus 360 mc. Pomiar geometrii modeli, przeprowadzono na systemie optycznym Atos II Triple Scan. Proces weryfikacji dokładności i precyzji wykonania modeli, przeprowadzono na oprogramowaniu Focus Inspection.

SŁOWA KLUCZOWE: żuchwa, inżynieria rekonstrukcyjna, dokładność, światło strukturalne

ABSTRACT: The research process was performed on 4 patients. Models part of mandible were manufactured on the Fortus 360 mc printer. The measurements of models were made on an optical system Atos II Triple Scan. The final results which performs analysis accuracy and precision of manufactured models was made on Focus Inspection software

KEYWORDS: mandible, reverse engineering, accuracy, structure light

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.550

STRESZCZENIE: W pracy przedstawiono proces wytwarzania prototypów lotniczych kół zębatych o kołowo-łukowej linii zęba w wykorzystaniem metody szybkiego prototypowania - FDM. W pierwszej części artykuł przedstawiono proces tworzenia modelu bryłowego, w kolejnych przygotowanie danych oraz przeprowadzenie wydruku.

SŁOWA KLUCZOWE: stożkowe koła zębate, szybkie prototypowanie, symulacja obróbki

ABSTRACT: The paper presents the process of prototyping an aviation gears with circular- arc tooth line with using the rapid prototyping method- FDM. In the first part article shows the process of designing a solid model and in the following parts data preparation as well as carrying out printing process.

KEYWORDS: bevel gears, rapid prototyping, machining simulation

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.551

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono wyniki analizy wytrzymałościowej elementów chwytaka robota. Wszystkie elementy były zbudowane z polimeru ABSM30 metodą addytywną FDM. W artykule przedstawiono metodologię badań elementów chwytaka oraz opisano zasadnicze różnice w wynikach wytrzymałościowych elementów zbudowanych metoda tradycyjną i addytywną.

SŁOWA KLUCZOWE: wytrzymałość geometrii z ABSM30, technologia addytywna, FDM, budowanie przyrostowe prototypów

ABSTRACT: The article presents the results of strenght analysis of robot gripper elements. All the elements were made of polymers ABSM30 using FDM additive method. The article presents the methodology of diagnosis of the gripper elements and describes the fundamental differences between the results of the mechanical elements built the traditional way and additive.

KEYWORDS: strength of ABSM30 geometry, additive technology, FDM, additive manufacturing of prototypes

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.552

STRESZCZENIE: Artykuł przedstawia wyniki analizy numerycznej i fizycznej modelu belki wykonanej przyrostową metodą Fused Deposition Modeling (FDM). Celem realizowanych badań było porównanie wyników analizy numerycznej z zastosowaniem MES modelu o zadanej strukturze wewnętrznej z modelem rzeczywistym. Analizę MES przeprowadzono w systemie CATIA. Model fizyczny wykonano z zastosowaniem urządzenia uPrint pracującego w technologii FDM. Badania na próbkach fizycznych wykonano z zastosowaniem maszyny wytrzymałościowej.

SŁOWA KLUCZOWE: szybkie prototypowanie, MES, FDM

ABSTRACT: The article presents the results of numerical and physical analysis of model of the beam made in incremental method Fused Deposition Modeling (FDM). The aim of the study was undertaken to compare the results of numerical analysis using FEA model at a given internal structure of the real model. FEM analysis was carried out on system CATIA. The physical model was made using the apparatus operating uPrint FDM technology. Tests on samples of individuals was performed using a testing machine.

KEYWORDS: rapid prototyping, FEM, FDM

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.553

STRESZCZENIE: Artykuł przedstawia wybrane aspekty szybkiego prototypowania modeli do zastosowań w medycynie i inżynierii medycznej. W pierwszej części artykułu opisane są sposoby pozyskiwania danych określających cechy geometryczne określonych części ludzkiego ciała. Następnie przedstawiono charakterystykę ogólną metod obróbki danych numerycznych w celu wykonania modelu przyrostowymi metodami szybkiego prototypowania.

SŁOWA KLUCZOWE: szybkie prototypowanie, inżynieria medyczna.

ABSTRACT: The article presents some aspects of rapid prototyping models for applications in medicine and medical engineering. In the first part of the article describes the methods of acquiring data defining geometrical characteristics of certain parts of the human body. This is followed by a general characterization of numerical data processing methods in order to perform incremental prototype rapid prototyping methods in terms of their application in various areas of medical engineering and medicine.

KEYWORDS: rapid prototyping, medical engineering

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.554

STRESZCZENIE: Współczesne urządzenia protetyczne projektowane są w taki sposób, aby w szeregu kilku typów rozmiarów były dopasowane do wszystkich możliwych pacjentów, a tym samym niestety nie zapewniają odpowiedniego indywidualnego komfortu i funkcjonalności. Dzięki wykorzystaniu metod inżynierii odwrotnej i szybkiego prototypowania możliwe jest aby poszczególne ortezy dostosować do indywidualnego pacjenta i jego choroby, zapewniając jednocześnie odpowiednie nowoczesne wzornictwo. Współczesne skomputeryzowane techniki wytwarzania ortez dla indywidualnego pacjenta mogą zapewnić odpowiedni komfort użytkowania jak również pozwolić na zmianę wzornictwa dla każdego pacjenta sposobnie do jego wymagań.

W artykule przedstawiono kluczowe punkty i narzędzia softwarowe w procesie projektowania indywidualnych ortez przy wykorzystaniu specyficznych technologii, takich jak skanowanie 3D, inżynieria odwrotna i drukowanie 3D.

SŁOWA KLUCZOWE: inżynieria odwrotna, szybkie prototypowanie, ortezy.

ABSTRACT: Orthotic devices are currently designed to fit a range of patients and therefore they do not provide individualized comfort and function. Using RP methods it is possible to make individual orthosis devices tailored to the individual patient and the disease also characterized by the modern design. A computerized technique for fabricating patientspecific orthotic devices has the potential to provide excellent comfort and allow for changes in the standard design to meet the specific needs of each patient. Reverse engineering methods are combined with rapid prototyping to create patient-specific orthoses. A novel process was engineered to utilize patient-specific surface data of the patient anatomy as a digital input, manipulate the surface data to an optimal form using CAD software, processing also for modern looking and check strength and then processing in rapid prototyping machine for fabrication.

The article describes the utilization of rapid prototyping (RP), 3D scanning and software tools for the orthosis design process. This study shows the key points of the design and manufacturing methodology. The approach uses specific technologies, such as 3D digitizing, reverse engineering and polygonal-surface software, SLS RP and 3D printing.

KEYWORDS: Reverse Engineering, Rapid prototyping, orthoses.

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.555

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono zastosowanie techniki konsolidowania informacji na podstawie danych, pozyskanych z dwóch źródeł metodą skanowania, której rezultaty wykorzystano w procesie cyfrowego dokumentowania obiektu z uszkodzonymi powierzchniami. W pomiarach zastosowano dwa mobilne systemy współrzędnościowe: ramię pomiarowe firmy ROMER z laserową głowicą skanującą typu RS- 2, oraz system ScanBrightTM firmy SmartTech, wyposażony w skaner światła białego. W pierwszym przypadku oprogramowaniem zarządzającym i przetwarzającym dane był pakiet Geomagic Studio, w drugim oprogramowanie Mesh3d. Systemy te pozwalają rejestrować dane w formatach tekstowych, gdzie każdy pojedynczy próbkowany punkt opisany jest wartościami XYZ, a w oprogramowaniu Mesh3d dodatkowo składowymi koloru RGB, dlatego informacje zawarte w tych plikach w różnym stopniu odwzorowują mierzone powierzchnie.

Podjęto próbę uzyskania komplementarnego opisu mierzonego obiektu przez ekstrakcję i połączenie informacji z obydwu zbiorów. Przeprowadzono porównawczą ocenę jakości (wizualną) uzyskanego modelu cyfrowego w stosunku do informacji pobranej z odrębnych chmur danych.

SŁOWA KLUCZOWE: skanowanie, konsolidacja danych, odwzorowanie powierzchni

ABSTRACT: The article describes the use of the technology consolidating the information from data obtained by scanning from two different sources, the results of which were used in the process of visually reconstructing the part with damaged surfaces. The measurement uses two mobile coordinate systems: ROMER measuring arm, equipped with the laser scanner RS-2, and the system SmartBright SMARTTECH, having a white light scanner. In the first case as management software and data processing a package Geomagic Studio was used, in the second Mesh3d software. These systems allow you to register data in text format, where every single scanned point is described by coordinate values of XYZ, and additionally Mesh3d allows to record of the RGB color components.

An attempt was made to combine two datasets in order to obtain the complementary description of the scanned object, based on extracted information for its texture. A comparative quality assessment of the obtained digital model on visual way was carried out as well.

KEYWORDS: Scanning, data fusion, reconstructing the surfaces

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.556

STRESZCZENIE: Artykuł przedstawia problematykę związaną z dokładnością wybranych przyrostowych technik wytwarzania. Celem zdefiniowania dokładności wytwarzanej geometrii dla metod FDM, MEM oraz PolyJet wykonano wzorcowy model badawczy złożony z różnych cech geometrycznych. Na jego podstawie przeprowadzono pomiary optyczne, które umożliwiły określenie błędów geometrii i opracowanie analizy porównawczej dla analizowanych metod szybkiego prototypowania.

SŁOWA KLUCZOWE: szybkie prototypowanie, CAD, pomiary optyczne, dokładność

ABSTRACT: The article presents the problems connected with the accuracy of selected incremental manufacturing techniques. To define the accuracy of generated geometry for FDM, PolyJet MEM and made reference research model consisting of various geometric features. On the basis of optical measurements were carried out, which enabled determination of fault geometry and a comparative analysis of the analyzed methods for Rapid Prototyping.

KEYWORDS: Rapid Prototyping, CAD, optical measurements, accuracy

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.557

STRESZCZENIE: W opracowaniu przedstawiono proces tworzenia funkcjonalnego modelu turbosprężarki silnika spalinowego, w środowisku oprogramowania CATIA, wspomaganego przez aplikację dedykowaną do obliczeń inżynierskich w zakresie maszyn przepływowych. Efektem pracy jest model rzeczywisty, powstały przy z zastosowaniem urządzenia do kształtowania przyrostowego metodą MEM.

SŁOWA KLUCZOWE: turbosprężarka, CAD/CAE/RP, modelowanie powierzchniowe, modelowanie bryłowe

ABSTRACT: The paper presents the process of creating a functional model of turbochargers engine, the CATIA environment, supported by a dedicated application engineering calculations in the field of fluid machines. The result of study is to the real model and developed in using the apparatus for forming an incremental method MEM.

KEYWORDS: turbocharger, CAD/CAE/ RP, surface modeling, solid modeling

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.558

STRESZCZENIE: W pracy zostały przedstawione metody tworzenia oraz wykorzystania wykonywalnych skryptów w programie ABAQUS w celu zautomatyzowania przeprowadzania analiz przekładni zębatych z wykorzystaniem MES. Dla poszczególnych etapów analizy został opracowany graficzny interfejs, dzięki któremu obsługa skryptów staje się bardziej intuicyjna.

SŁOWA KLUCZOWE: MES, przekładnie zębate, ABAQUS

ABSTRACT: The paper presents methods of creating and using executable scripts in ABAQUS program to automate the analysis of toothed gears using FEM. For the different stages of analysis there has been developed graphical user interface thanks to which scripts operating becomes more intuitive.

KEYWORDS: FEM, toothed gears, ABAQUS

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.559

STRESZCZENIE: Produkowane obecnie maszyny i urządzenia mają charakter mechatroniczny. Jest to związane z rozwojem układów, które zastępują stosowane wcześniej moduły mechaniczne. Z tego względu nowoczesne podejście do procesu projektowania i wytwarzania urządzeń musi z definicji zakładać konstrukcję układu mechatronicznego oraz związany z tym wytwórczy proces technologiczny

SŁOWA KLUCZOWE: robot, mechatronika, prototypowanie.

ABSTRACT: Currently manufactured machinery and equipment are mechatronic. It is related to the development of control systems that replace previously used mechanical modules. For this reason, modern approach to the design and production of mechatronic devices must, by definition, mechatronic systemdesign post.

KEYWORDS: robot, mechatronics, prototyping.

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.560

STRESZCZENIE: Łopatki turbin są bardzo wyspecjalizowanymi przedmiotami. Wydajny film chłodzący zależy zarówno od wierconych mikro otworów, jak i przygotowania krawędzi łopatek oraz pokryć determinujących żywotność. W artykule przedstawiono rozwiązanie metrologiczne wpisujące się w koncepcję all-in-one, oferowane przez Aliconę i zapewniające producentom łopatek turbin oczekiwaną przez nich weryfikację spełnienia kryteriów jakościowych.

SŁOWA KLUCZOWE: pomiary, łopatki turbin, cechy geometryczne, nierówności powierzchni

ABSTRACT: Turbine blades are highly specialized components. Efficient film cooling depends on micro drill holes, theblades' edge preparation influences their efficiency, and their coating determines service life. Alicona provides manufacturers of turbine blades with an all-in-one metrology solution for quality assurance.

KEYWORDS: measurement, turbine blades, geometric features, surface asperities

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.561

STRESZCZENIE: W artykule zaprezentowano koncepcję procesu rekonstrukcji modeli szkieletu człowieka przy użyciu metod Inżynierii Odwrotnej oraz technik Rapid Prototyping (RP) ze szczególnym uwzględnieniem analizy dokładności odtworzenia geometrii na podstawie optycznych pomiarów współrzędnościowych. Opisano modele badawcze oraz metodykę wykonywania pomiarów. Podstawowymi celami prowadzonych badań było określenie dokładności z jaką odtworzony zostanie model elementu szkieletu człowieka oraz stwierdzenie czy uzyskana dokładność pozwala na stosowanie metody w praktyce medycznej. W badaniach użyto medycznego tomografu komputerowego. Zastosowanie tomografii komputerowej w procesie inżynierii odwrotnej jest rozwiązaniem nowatorskim, dlatego podjęta została próba określenia dokładności odtworzenia modelu tą techniką.

SŁOWA KLUCZOWE: Inżynieria odwrotna, Rapid Prototyping, optyczna współrzędnościowa technika pomiarowa, szkielet człowieka.

ABSTRACT: The paper presents concept of the reconstruction process of the human skeleton models using Reverse Engineering and Rapid Prototyping (RP), with particular focus on analysis of the geometry reconstruction accuracy based on measurement on tools of optical measuring technique. The research models and methodology of measurement are described. There are two main objectives of research, one is to determine the accuracy of reconstruction particular piece of human body skeleton, the second one is to specify if determined accuracy allow to use this method in medical practice. Medical CT was applied in the study. The use of computed tomography in the process of reverse engineering is an innovative solution, therefore an attempt to determine the accuracy of a model reconstruction with the technique was made.

KEYWORDS: Reverse Engineering, Optical Coordinate Technique, human skeleton models.

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.562

STRESZCZENIE: Ideą badań prowadzonych w temacie zastosowania tomografii komputerowej medycznej jest odtworzenie geometrii kręgosłupa porównanie wyników pomiarów z pomiarami na optycznym skanerze współrzędnościowym. Modelem badań jest odcinek piersiowy kręgosłupa pochodzący od „świni”. W artykule przedstawiono metodykę i analizę dokładności odwzorowania charakterystycznych elementów geometrycznych kręgosłupa. Osiągnięte wyniki z dokładnością na poziomie ± 0,5 mm są satysfakcjonujące dla lekarzy identyfikujących anomalie i stany patologiczne tkanek miękkich, układów pokarmowego, krwionośnego oraz narządów wewnętrznych. Dla złamań z przemieszczeniem dokładność pomiarów ± 0,5 mm jest wystarczająca dla poprawnej identyfikacji urazu. Dalsze prace badawcze prowadzone są w kierunku możliwości identyfikacji mikropęknięć z zastosowaniem najnowszych metod pomiarowych i algorytmów obliczeniowych.

SŁOWA KLUCZOWE: Optyczna współrzędnościowa technika pomiarow, tomografia komputerowa, badania geometrii kręgosłupa.

ABSTRACT: The idea of research in the subject of use computed tomography from medical application is to reconstruct the geometry of spine and comparison results with those from measurements on optical 3D scanner. The model is thoracic spine derived from the "pig". The paper presents research methodology and analysis of accuracy of the reconstruction characteristic geometric elements of the spine. Achieved results with an accuracy of ± 0.5 mm is satisfactory for physicians who identify anomalies and pathological conditions of soft tissues, alimentary system, circulatory system and inner organs. For fractures with a displacement the accuracy of ± 0.5 mm is sufficient for correct identification of injury. Further research concerns on ability to identify micro-cracks using the latest measurement methods and algorithms.

KEYWORDS: Optical Coordinate Measuring System, Computer Tomgraphy, geometrical measuring of spine.

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.563

STRESZCZENIE: Niniejszy artykuł porusza temat wykorzystania wyników badań tomograficznych w procesie budowy wirtualnego modelu badanego obiektu. Pytaniami często stawianymi w próbach wykonywania tego typu rekonstrukcji są: czy na podstawie wyników badań tomograficznych można stworzyć model wirtualny wiernie odzwierciedlający obiekt rzeczywisty, czy wykonany model będzie użyteczny w jakikolwiek sposób oraz czy jego dokładność wymiarowa i geometryczna będzie wystarczająco wysoka. Celem przeprowadzanych badań było odtworzenie geometrii badanego obiektu, którym jest kość pochodzenia zwierzęcego. Wdrożenie wyników tego typu badań może w znacznym stopniu przyczynić się do powstania nowych zaawansowanych metod diagnostycznych, oraz pozwolić na przyspieszenie i uproszczenie procesu budowy implantów oraz protez elementów układu chrzęstno-szkieletowego z wykorzystaniem technologii Rapid Prototyping.

SŁOWA KLUCZOWE: Tomografia komputerowa, Rapid Prototyping, Optyczny Skaner Współrzędnościowy.

ABSTRACT: The paper raises the issue of the use of results obtained from computed tomography in the process of building an object virtual model. There are three main questions with which it need to be faced with in this type of research. First of all, researchers wonder if it is possible to create reliable virtual model that truly represent real object on the basis of measurement on CT. Secondly, could the obtained model be useful in any way, and finally, is dimensional and geometric accuracy of the model high enough. The purpose of research was to reproduce the geometry of the object which is an animal bone. Implementation of this type of research results can make a significant contribution to the emergence of new advanced methods of diagnosis, and allow to accelerate and simplify the process of construction of implants and prosthetic components cartilage and skeletal system using rapid prototyping technology

KEYWORDS: Computer Tomogrphy, Rapid Prototyping, Optical Measuring Scaner.

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.564

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono przykład zastosowania systemów komputerowo wspomaganego projektowania oraz przyrostowych technik wytwarzania we wzornictwie przemysłowym na przykładzie lampki pokojowej o regulowanej wysokości. Podano założenia projektowe, zaprezentowano model CAD lampki oraz prototyp urządzenia wykonany technologią MEM (ang. Melted and Extruded Modeling).

SŁOWA KLUCZOWE: projektowanie wspomagane komputerowo, szybkie prototypowanie, wzornictwo przemysłowe

ABSTRACT: The paper presents a sample of use the Computer Aided Design Systems (CAD) as well as the Rapid Prototyping methods in the industrial design at the example of the lamp with adjustable high. The work includes design assumptions, presentation of the CAD model and the lamp prototype manufactured by MEM (Melted and Extruded Modeling) method using.

KEYWORDS: Computer-Aided Design, Rapid Prototyping, industrial design

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.565

STRESZCZENIE: Artykuł przedstawia wyniki badań wytrzymałościowych, których celem było ustalenie wpływu kąta ułożenia warstw na wytrzymałość elementów. Przeprowadzono próbę trójpunktowego zginania na seriach próbek różniących się kątem ułożenia warstw składowych elementu.

SŁOWA KLUCZOWE: próba trójpunktowego zginania, FDM, ABS, szybkie prototypowanie.

ABSTRACT: The paper describes the results of a strength tests. The main goal of the reserches was to determine the impact of the fiber layers angle on the tested element strenght. The three-point bending test was performed for the sample series with the different fiber layer angle.

KEYWORDS: three-point bending test, FDM, ABS, rapid prototyping.

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.566

STRESZCZENIE: Artykuł prezentuje zastosowanie metod inżynierii rekonstrukcyjnej do przygotowania protez kości czaszki dopasowanych do kształtu głowy pacjenta, protez dna oczodołu, będących wyrobami standaryzowanymi oraz opatrunków uciskowych do leczenia oparzeń, wykonywanych na indywidualne zamówienie i projektowanych na podstawie wyników skanowania przestrzennego.

SŁOWA KLUCZOWE: inżynieria rekonstrukcyjna, medycyna

ABSTRACT: Article presents the application of reverse engineering for preparing the individual adjusted skull bone prosthesis, the orbital floor prosthesis and compression garments for treatment of burn and scald scars which are designed basing on the 3D scanning results.

KEYWORDS: reverse engineering, medicine

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.567

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono metodę określania śladu styku w przekładni zębatej dwudrożnej wykonanej z tworzyw polimerowych. Koła wykonane techniką RP zostały obciążone statycznie na stanowisku badawczym. Do wyznaczenia śladu styku wykorzystano metodę zamrażania odkształceń z odwzorowaniem w silikonie przestrzeni współpracy zębów. Przedstawiono metodę pomiaru śladu styku z wykorzystaniem skanera 2D.

SŁOWA KLUCZOWE: koła zębate z tworzyw polimerowych, przekładnia dwudrożna.

ABSTRACT: The determining method of the contact area in the toothed dual-path gear, made with the polymer, was presented. The gear wheels were made with the stereolithography technique and statically loaded. The method of stain freezing was the way to determine the contact area. The cooperation space has been mapped in the silicone. The method of the contact area measurement, with usage of the 2D scanner, was presented.

KEYWORDS: plastic toothed gears, two-path gear.

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.568

STRESZCZENIE: Klejenie może być interesującym uzupełnieniem dla technologii przyrostowych w wytwarzaniu prototypów. W pracy przedstawiono przykłady możliwości wykorzystania klejenia w technologii prototypów, niektóre charakterystyki klejów określone w badaniach oraz wskazano na zalety i ograniczenia w stosowaniu tej technologii.

SŁOWA KLUCZOWE: prototyp, kleje, adhezja, technologia

ABSTRACT: Gluing can be an interesting supplement for of incremental technology in the manufacture of prototypes. The paper presents examples of the possibilities of using gluing in prototypes technology, some of the characteristics of the glues specified in the research and pointed out the advantages and limitations in the application of this technology.

KEYWORDS: prototype, adhesives, adhesion, technology

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.569

STRESZCZENIE: W prezentowanym artykule przedstawione zostaną wstępne wyniki projektu dotyczącego Cybernetycznej Sztucznej Komórki (zwanej dalej ArtCell - ang. Cybernetic Artificial Cell) oraz powstały na jej podstawie model koncepcyjny robota modułowego. Prezentowane modele stworzone w środowisku LMS Virtual.Lab Motion (VLM) obrazują zasadę działania oraz budowę zarówno pojedynczych komórek jak również całego systemu. Środowisko VLM pozwala na zamodelowanie i połączenie pojedynczych komórek w złożony system przy pomocy złączy zarówno kinematycznych jak i dynamicznych, które mogą być w dowolnym momencie aktywowane i dezaktywowane co pozwoli na dynamiczną zmianę struktury robota w trakcie symulacji.

SŁOWA KLUCZOWE: roboty modułowe, symulacja cosymulacja, modelowanie, wirtualne prototypowanie

ABSTRACT: In the paper results of initial work on the project of Cybernetic Artificial Cell (ArtCell) is presented including presentation of the conceptual models created in LMS Virtual.Lab Motion (VLM) environment. Presented numerical models describe concept of behavior of single cell as well as behavior of the whole modular systems. LMS Virtual.Lab Motion environment is the unique tool for modeling of modular robots. It allows for modeling structures which may be altered during simulations by connecting and disconnecting some elements.

KEYWORDS: modular self-reconfigurable robots, simulation, co-simulation, modeling, virtual prototyping

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.570

STRESZCZENIE: W pracy przedstawiono analizę dokładności geometrycznej odwzorowania powierzchni bocznej zęba koła zębatego lotniczej przekładni stożkowej otrzymanego metodą symulacji obróbki. Analizę wykonano z wykorzystaniem oprogramowania GOM Inspection. Analizie poddano modele bryłowe otrzymane w systemie Inventor.

SŁOWA KLUCZOWE: stożkowe koła zębate, symulacja obróbki, dokładność geometryczna

ABSTRACT: The paper presents analysis of geometrical accuracy of mapping the side surface of the gear tooth from the aviation bevel gear which was obtained by machining simulation. The analysis was performed with using the GOM Inspection software. The analysis concerned solid models obtained in the Inventor system.

KEYWORDS: bevel gears, machining simulation, geometric accuracy

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.571

STRESZCZENIE: W artykule opisano zagadnienia związane z projektowaniem nowych przekładni stożkowych, przeznaczonych dla lotnictwa. Podano przykłady wykorzystania środowiska wirtualnego do symulacji procesów obróbki członów przekładni oraz współpracy pary zębatej. Określono podstawowe cele badań stanowiskowych prototypowych przekładni.

SŁOWA KLUCZOWE: przekładnie stożkowe, symulacja obróbki, projektowanie

ABSTRACT: The article describes the issues related to the design of new bevel gears for aviation industry. There are presented some examples of the virtual environment using to cutting simulation of the gear members and analysis its cooperation. They were defined basic targets of stand tests of transmission prototypes.

KEYWORDS: bevel gears, cutting simulation, design

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.572

STRESZCZENIE: Do określenia właściwości podczas rozruchu łożyska ślizgowego wymagana jest znajomość rozkładu odkształceń i naprężeń w strefie kontaktu czopa i panewki. Modelowanie zjawiska kontaktu czopa i panewki jest zagadnieniem złożonym. Do rozważań przyjęto model panewki rozciętej i nierozciętej w kierunku jej osi wzdłużnej. W budowie modeli teoretycznych rozkładu naprężeń kontaktowych uwzględniono właściwości zastosowanych materiałów jak moduł Younga i liczbę Poissona. We wnioskach przedstawiono przyczyny rozbieżności dla uzyskanych wyników badań.

SŁOWA KLUCZOWE: modele naprężeń kontaktowych łożyska ślizgowe.

ABSTRACT: In order to describe properties during a slide bearing start up we need to know the distribution of deformations and stress in the contact area between a journal and a bushing. To model the phenomenon when a journal is in the contact with a bushing is a complicated process. The author takes into account a model of a bushing which is cut and uncut towards its longitudinal axis direction. To design theoretical models for the distribution of contact stress Young’s modulus and Poisson’s number are accepted. Conclusions show reasons for divergences between study results.

KEYWORDS: models of contact stress, sidle bearings.

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.573

STRESZCZENIE: W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości łożysk ślizgowych stosowanych w olejowych pompach zębatych silników lotniczych. Parametry pracy łożyska obliczono przyjmując do badań adiabatyczny model filmu olejowego. Charakterystyki statyczne wyznaczono przyjmując jako wielkości wynikowe: maksymalne ciśnienie, maksymalną temperaturę, oraz minimalną wysokość filmu olejowego. Dla badanego łożyska określono również obszar rozwiązań dopuszczalnych.

SŁOWA KLUCZOWE: łożyska ślizgowe, olejowe pompy zębate, mimośrodowość

ABSTRACT: The paper presents results of research into the properties of slide bearings used in gear oil pump of aircraft engines. Bearing operating parameters were calculated taking into consideration for tests the adiabatic model of the oil film. Static characteristics were determined by assuming the following as the output quantities: maximum pressure and temperature in the oil film and minimum height of the oil film. The scope of feasible solutions were also determined for the tested bearing.

KEYWORDS: slide bearings, oil pump gear, eccentricity

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.574

STRESZCZENIE: W ramach badań oraz wykonanych symulacji numerycznych wytworzono model zamka łopatki, który zastosowano w procesie wytwarzania form ceramicznych metodą traconego wosku. Przedstawione wyniki badań stanowią podstawę weryfikacji metody szybkiego prototypowania w procesie odlewania precyzyjnego łopatek silnika turbinowego.

SŁOWA KLUCZOWE: szybkie prototypowanie, odlewanie precyzyjne, zamek łopatki, symulacja numeryczna

ABSTRACT: The research methodology and numerical simulations presented in the study were focused on execution of tip shroud blades element in meaning of further preparation of ceramic shell moulds. Obtained research results are a basis for verification of presented method in meaning of the manufacturing process.

KEYWORDS: rapid prototyping, investment casting, tip shroud, numerical simulation

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.575

STRESZCZENIE: W pracy przedstawiono możliwości wykorzystania tzw. metod badań nieniszczących do charakterystyki kompozytów polimerowych. W tym celu zastosowano system Aramis umożliwiający trójwymiarowy pomiar odkształceń na powierzchni próbki w trakcie oznaczania naprężenia ścinającego laminatów podczas rozciągania pod kątem 45° w stosunku do ułożenia włókien.

SŁOWA KLUCZOWE: Aramis, laminaty, naprężenie ścinające, stała materiałowa

ABSTRACT: The study presents the possibilities of using the nondestructive testing methods (NDT) to characterize the polymeric composites. For this purpose the Aramis system is useful tool allows to measure the three-dimensional strain on the sample surface during the tensile test at 45° relative to the fibers.

KEYWORDS: Aramis, composites, sheare strength, material constant

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.576

STRESZCZENIE: Przeprowadzona analiza numeryczna dotyczy określenia wpływu błędów geometrii na nierównomierność obciążenia kół zębatych przekładni dwudrożnej. Obliczenia wykonano z zastosowaniem modelu dwuwymiarowych z wykorzystaniem metody elementów skończonych MES w programie Abaqus 6.11.

SŁOWA KLUCZOWE: przekładnia zębata dwudrożna, MES, nierównomierność obciążenia

ABSTRACT: The numerical analysis concerned the determination of the geometry errors impact on duty irregularity of dual power path transmission gears. The calculations were performed using a two-dimensional model using the finite element method in the Abaqus program.

KEYWORDS: dual power path gear, FEM, duty irregularity

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.577

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono model 3D CAD prototypu uchwytu specjalnego do szlifierki kół stożkowych. Omówiono założenia poprawnego wykonania uchwytu montażowego dla otoczek kół zębatych. Wykonano model podstawy uniwersalnej oraz zespołu dedykowanych oprawek dla danych otoczek. Przeprowadzono analizę poprawności uchwytu pod kątem kolizji z narzędziem.

SŁOWA KLUCZOWE: uchwyty montażowe, szlifowanie uzębienia kół stożkowych, modelowanie CAD

ABSTRACT: The paper presents the 3D CAD prototype of special holding fixture for spiral bevel gear grinding machine. Guidelines of the correct execution of the envelope holding fixture of gears was discussed. A model of universal base and an assembly of envelope dedicated holder was executed. An analysis of the accuracy of the holding fixture in terms of collision with the too was made.

KEYWORDS: holding fixture, teeth bevel gear grinding, CAD modeling

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.578

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono sposób generowania profili wrębu koła stożkowego o kołowej linii zęba otrzymanego na drodze symulacji obróbki. Przedstawiono metody pozyskiwania punktów należących do profilu. Profile zostały wykonane z zastosowaniem krzywych przestrzennych spline w programach Autodesk Inventor oraz Catia V5. Otrzymane profile porównano pod kątem dokładności odwzorowania zarysu zęba.

SŁOWA KLUCZOWE: model koła stożkowego o kołowej linii zęba, symulacja obróbki, dokładność odwzorowania krzywych

ABSTRACT: The paper presents a method of generating a gap profiles of spiral bevel gear received by the cutting simulation process in CAD systems. This paper provides methods for obtaining points belonging to the profile. Profiles were manufactured using spatial curves spline in Autodesk Inventor and Catia V5. Obtained profiles were compared for accuracy of mapping tooth profile.

KEYWORDS: model of spiral bevel gear, cutting simulation, the accuracy of the mapping curves

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.579

STRESZCZENIE: Artykuł przedstawia możliwości wspomagania procesu decyzyjnego w szybkim prototypowaniu. Właściwy dobór parametrów w technologii szybkiego prototypowania wymaga wiedzy eksperckiej jak również informacji na temat stosowanych technik oraz maszyn i materiałów dedykowanych dla projektowanego detalu. Trafna decyzja jest wiec syntezą wielu składników. Dzięki systemowi wspomagania decyzji zawierającemu w swojej bazie danych podstawową wiedzę na temat technologii szybkiego prototypowania a także informacji geometrycznych o prototypie, proces ten staje się szybszy i łatwiejszy. System wspomagający decyzję umożliwia szybką selekcje technologii i urządzeń, na których drukowanie może zostać zrealizowane.

SŁOWA KLUCZOWE: szybkie prototypowanie, wspomaganiedecyzji

ABSTRACT: The article presents possibilities for advanced decision support rapid prototyping. The proper selection of parameters in the rapid prototyping technology requires expertise as well as information on the techniques used and dedicated machines and materials for the designed part. Good decision is therefore a synthesis of multiple components. Thanks to the system containing the decision support in its database basic knowledge on rapid prototyping technology as well as geometric information about the prototype process becomes faster and easier. Decision support system allows quick selection of technology and equipment on which printing can be realized.

KEYWORDS: rapid prototyping, decision support

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.580

STRESZCZENIE: Tematyka artykułu związana jest z możliwością aplikacji technologii Rapid Manufacturing do wytwarzania prototypów stosowanych przemyśle lotniczym. W pierwszej części artykułu przedstawiona jest analiza wybranych metod szybkiego prototypownia (Rapid Prototyping – RP) w kontekście ich zaszeregowania jako metod szybkiego wytwarzania wyrobów funkcjonalnych (Rapid Manufacturing – RM). Następnie opisane zostały możliwości zastosowania wybranych technologii RM do wytwarzania wyrobów gotowych i półwyrobów o zawansowanej strukturze przy użyciu przyrostowych systemów wytwórczych.

SŁOWA KLUCZOWE: szybkie wytwarzanie prototypów, przemysł lotniczy

ABSTRACT: This article is related to the possibility of application of Rapid Manufacturing technologies for the production of prototypes used the aviation industry. In the first part of the article presents the analysis of selected methods for rapid prototyping (RP) in the context of their classification as methods for Rapid Manufacturing of functional devices (RM). Then describes the possibility of using selected RM technologies to produce finished products and semi-finished of advanced structure products with incremental manufacturing systems using.

KEYWORDS: rapid manufacturing, aircraft industry

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.581

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono analizę możliwości wykonywania kół zębatych techniką przyrostową FDM/FFF na drukarkach 3D. Zajmowano się walcowymi kołami zębatymi o zębach prostych, które mogą być stosowane w różnych mechanizmach. Analizowano różne sposoby orientacji modelu STL w komorze maszyny i ułożenia włókien wypełnienia zębów. Wypełnienie sprawdzano dla modułów w zakresie 1÷5 mm.

SŁOWA KLUCZOWE: koła zębate, FDM, FFF, druk 3D, RepRap.

ABSTRACT: The following paper describes possibilities of manufacturing gears using additive manufacturing – FDM/FFF method. We analysed spur gears with straight teeth, which can be used in different mechanisms. We tested orientation of model STL in 3D printer workspace and many types of fibers orientation (contours and fillings) in teeth. It was done for gears with module in range 1÷5 mm.

KEYWORDS: gears, FDM, FFF, 3D printing, RepRap.

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.582

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono możliwości ukształtowania uzębienia kół ślimakowych za pomocą uniwersalnych narzędzi i obrabiarek. Prezentowany sposób wykorzystuje oprogramowanie CAD/CAM oraz obrabiarki CNC. W opracowaniu omówiono sposoby przygotowania modelu CAD uzębienia koła. Omówiono przygotowanie technologii obróbki uzębienia oraz jej przebieg na obrabiarce CNC. W podsumowaniu wskazano obszary zastosowań prezentowanego sposobu obróbki.

SŁOWA KLUCZOWE: koło ślimakowe, obróbka, CAD/CAM.

ABSTRACT: The article presents possibilities for shaping worm wheels teeth by use of conventional tools and machine. The presented method uses CAD / CAM software and CNC machine. The paper presents ways to prepare CAD model of worm wheels teeth. The article discusses the preparation of teeth machining technology and its process on the CNC machine. In summary, shows the applications such of machining methods.

KEYWORDS: worm wheel, machining, CAD/CAM.

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.583

STRESZCZENIE: Inżynieria odwrotna, jest odwrotnym podejściem do inżynierii w ujęciu tradycyjnym. Jeżeli tradycyjna inżynieria jest procesem przebiegającym od pomysłu, to inżynieria odwrotna jest procesem przebiegającym od fizycznego produktu, którego wszystkie składowe są szczegółowo analizowane i rozwijane, do nowego fizycznego produktu w takiej samej bądź ulepszonej postaci.

SŁOWA KLUCZOWE: inżynieria odwrotna, dyskretyzacja, skaner 3D

ABSTRACT: Reverse engineering is the reverse approach in the traditional engineering. If the traditional engineering is a process from the idea to a physical product, it the reverse engineering is a process from physical product, which all components are carefully analyzed and developed into a new physical product in the same or improved form.

KEYWORDS: reverse engineering, discretization, 3D scanner

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.584

STRESZCZENIE: Przedmiotem pracy jest opracowanie prototypowych obudów USB. Wykonano prototyp obudowy metodą FDM (Fused Deposition Modeling) i przetestowano sposób jego montażu. Dla testowania cech użytkowych a w szczególności oddziaływania cieplnego wykonano model woskowy metodą DLP (Digital Light Processing) a następnie wykonano odlew ze stopu aluminium (AlSi7Mg). Testy w warunkach rzeczywistych wykazały przydatność użytkową konstrukcji odlewów.

SŁOWA KLUCZOWE: Rapid Prototyping, DLP, FDM, prototyp odlewu

ABSTRACT: The subject of the work is to develop a prototype USB cases. A prototype cases was made by FDM method (Fused Deposition Modeling) and tested method of its installation for testing the functional characteristics and in particular the thermal impact were made wax model using DLP (Digital Light Processing)and then made a aluminum casting( AlSi7Mg) Tests in real conditions has shown use fullness of castings.

KEYWORDS: Rapid Prototyping, DLP, FDM, prototype of casting

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.585

STRESZCZENIE: Artykuł przedstawia metodykę odtwarzania koła zębatego wchodzącego w skład zespołu pompy zębatej. Modelem badawczym była walcowa przekładnia zębata o zazębieniu zewnętrznym wraz z połową korpusu. Proces odtwarzania geometrii przeprowadzono dla obu kół zębatych, ponieważ współpracujące koła w przekładniach wymienia się parami, w celu równomiernego zużywania się, docierania i płynnej współpracy.

SŁOWA KLUCZOWE: szybkie prototypowanie, systemy CAD

ABSTRACT: The article presents the methodology of recovering the geometry reconstruction of the damaged gear forming part of the gear of gear pump. Research model was a helical gear drive with external gear along with half of the body. The recovery process was performed for both the geometry of the gears since the cooperating gear wheels are exchanged in pairs, in order to equalize wear, lapping and seamless integration.

KEYWORDS: rapid prototyping, systems CAD

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.586

STRESZCZENIE: Materialise z siedzibą w Leuven w Belgii od 1990 r jest dostawcą zaawansowanych usług druku 3D w wielu dziedzinach. Opierają się one na rewolucyjnych technologiach takich jak: Stereolitografia, Spiekanie laserowe, FDM czy Odlewanie próżniowe. W firmie działa ponad 140 maszyn, drukujących około 500.000 części rocznie co sprawia, że jest ona jedną z największych fabryk druku 3D na świecie.

SŁOWA KLUCZOWE: drukowanie 3d, spiekanie laserowe,

ABSTRACT: Materialise, DMLS, przyrost, produkcja addytywna Materialise with HQ in Leuven in Belgium since 1990 it has been a provider of advanced 3d services in many different areas. They are based on revolutionary technologies like : Stereolitography, Laser Sintering, FDM or Vacuum Casting. In our company more than 140 machines works printing around 500.000 parts for a year, making our firm one of the biggest 3d printing factory in the world.

KEYWORDS: 3d printing, laser sintering, Materialise, DMLS, Additive

STRESZCZENIE: W pracy podano jak przy wykorzystaniu nowo powstałych technologii i strategii obróbki części w przemyśle lotniczym można obniżyć koszty wytwarzania. Podano przykłady wdrożeń w przemyśle lotniczym. Zastosowanie HSM w lotnictwie wymusiło zmianę w konstrukcji dzisiejszych samolotów. Opisano strategię obróbki cienkich ścianek i wręg struktury samolotu. Zwrócono uwagę na nowe technologie jak technologia przyrostowa i odprężanie wibracyjne.

SŁOWA KLUCZOWE: CAM, HSM, Technologia Przyrostowa, Odprężanie Wibracyjne

ABSTRACT: The paper describes how the use of modern technologies and parts machining strategies can reduce manufacturing costs in the aerospace industry. Sample implementations in the aerospace industry have been presented. The use of HSM in aviation forced a change in today's aircraft designs. Machining strategy for thin walls and aircraft structure framers have been described. Modern technologies of manufacturing like Additive Manufacturing and Vibratory Stress Relief have been presented.

KEYWORDS: CAM, HSM, Additive Manufacturing, Vibration Stress Relieving

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.588

STRESZCZENIE: Proces szlifowania stosuje się często jako obróbkę zgrubną dla materiałów trudno skrawalnych (proces CFG). Jednocześnie jego efekt jest zależny od trudnych do zmierzenia w trybie on-line parametrów. Z uwagi na znaczny koszt elementów obrabianych istotnym zagadnieniem jest problem monitorowania tego procesu. Zaprezentowane badania na mają celu określenie możliwości wykorzystania do tego celu wybranych sygnałów pomiarowych wielkości procesowych.
W przeprowadzonych badaniach wykorzystano układy pomiarowe emisji akustycznej, prądu wrzeciona ściernicy, drgań oraz składowych stycznej i normalnej siły szlifowania. Następnie zostały one ocenione pod kątem możliwości wykorzystania w układzie monitorowania procesu. Efekt końcowy procesu określano poprzez pomiary parametrów chropowatości oraz brak uszkodzeń termicznych powierzchni.

SŁOWA KLUCZOWE: szlifowanie, monitorowanie, CFG

ABSTRACT: The grinding process is often used as a roughing operation for materials difficult to machine (the process CFG). Simultaneously the end result is dependent on a large number of different, difficult to measure on-line parameters. Because of the significant cost of workpieces significant issue becomes the problem of monitoring this process. The presented research are to determine capabilities of using to that selected process variables of measuring signals. In this the acoustic emission, current of grinding spindle, vibrations and grinding force signal were used. They were then evaluated for capabilities to use in the system for monitoring the CFG process. The end results of the process were determined by measuring the roughness parameters and the lack of thermal damage on the surface.

KEYWORDS: grinding, monitoring, CFG

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.589

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono wykorzystanie symulacji numerycznej nieliniowych drgań samowzbudnych w dziedzinie czasu w analizie stabilności procesu obróbki. Łącząc metodykę wykrywania drgań samowzbudnych z odczytem kodów maszynowych powstało narzędzie do symulacji numerycznej i walidacji programu obróbki, które jest tematem niniejszego artykułu.

SŁOWA KLUCZOWE: symulacja, numeryczna, drgania samowzbudne,

ABSTRACT: The paper presents utilization of numerical simulation of non-linear chatter in the time domain in stability analysis of machining process. By combining all the above in one and enabling G-code reading, a tool for numerical simulation and validation of entire machining operation was created which is a subject of this paper.

KEYWORDS: numeric simulation, chatter, virtual machining

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.590

STRESZCZENIE: W artykule opisano koncepcję pomiaru oraz rozwiązania konstrukcyjne sondy narzędziowej, która oprócz standardowej funkcji określenia współrzędnych wierzchołka ostrza noża tokarskiego może również mierzyć jego zużycie metodą dotykową.
W proponowanych rozwiązaniach konstrukcyjnych, urządzenie wykorzystuje jeden lub kilka czujników przemieszczenia liniowego o małym zakresie pomiarowym. Zasada pomiaru zużycia ostrza pozwala wyeliminować błędy związane z niedokładnością pozycjonowania obrabiarki, jej niedokładnościami geometrycznymi, rozszerzalnością cieplną elementów obrabiarki itp. W opatentowanym rozwiązaniu punkty pomiarowe i bazowe usytuowane są na płytce skrawającej narzędzia.

SŁOWA KLUCZOWE: sonda narzędziowa, bezpośredni pomiar zużycia narzędzia

ABSTRACT: This paper describes a measurement concept and the design solutions and a special tool probe, which in addition to the standard function for determine the coordinates of the tool tip, can also measure its wear at the tip of the cutting edge. The modified probe is equipped with one or more precision displacement sensors, depending on the proposed construction options This method of measurement eliminates the errors associated with uncertainties of positioning the machine tool, its geometric inaccuracies, thermal distortions, etc. Both, the measure and base points are located on the same cutting insert.

KEYWORDS: tool probe, tool wear measurement

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.591

STRESZCZENIE: Pomiary ruchów błędnych wrzecion, pomimo iż znormalizowane, sporadycznie są stosowane jako jedno z dynamicznych badań określania stanu maszyny. Znacznie częściej wykonywane są badania statyczne lub przy niewielkich prędkościach nawet w przypadku wrzecion szybkoobrotowych. W Instytucie Technik Wytwarzania Politechniki Warszawskiej, opracowano autorskie oprogramowanie Analizator Błędnych Ruchów Wrzecion Szybkoobrotowych. Zastosowane algorytmy pozwalają na automatyczny dobór parametrów pomiaru. Zgodnie z normami wartości pomiaru rzutowane są na kierunek wrażliwy. Generowane z programu wykresy biegunowe są znacznie czytelniejsze niż z programu komercyjnego. Oprogramowanie dostosowano do pomiarów z zastosowaniem niedokładnego wzorca. W niniejszym artykule opisano metodykę pomiaru, przeprowadzone badania wrzecion frezarskich oraz porównanie działania oprogramowania komercyjnego z autorskim.

SŁOWA KLUCZOWE: ruchy błędne wrzecion, diagnostyka maszyn, badania wrzecion

ABSTRACT: Spindle error movement measurement, although standardized (ISO 230-7 and B89.3.4 ) are occasionally used as one of the dynamic testing for determining the state of the machine. Static or at low speeds examinations, even in the case of high-speed spindles, are much more often performed. The Institute of Manufacturing Technology of Warsaw Technical University, developed proprietary software Hi-speed Spindle Error Analyzer. Applied algorithms allow for automatic selection of measurement parameters. According to the standards, measurement values are projected on the sensitive direction. Generated from the program polar graphs are much clearer than plots from the commercial program. Software was adapted to measurements using the inaccurate target. This paper describes the methodology of spindle errors movements measurement, researches of milling spindles and comparison with commercial software.

KEYWORDS: spindle error motion, machine tools diagnosis, axis of rotation metrology

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.592

STRESZCZENIE: Warunkiem płynnej pracy obrabiarek jest zautomatyzowany nadzór stanu narzędzi skrawających. Artykuł przedstawia wynik wieloletnich prac prowadzonych w Politechnice Warszawskiej, dotyczących budowy układu ADONiS (Automatyczna Diagnostyka Ostrzy Narzędzi Skrawających). Przedstawiono ogóle zasady działania, schemat ideowy, budowę oraz skróconą instrukcję obsługi interfejsu użytkownika układu.

SŁOWA KLUCZOWE: obróbka skrawaniem, nadzór procesu skrawania, automatyczna diagnostyka stanu narzędzia

ABSTRACT: The requirement for smooth work of the machine is automatic monitoring the state of cutting tools. The article presents result of many years work carried out in Warsaw University of Technology, concerning the construction of the Adonis (Automatic Diagnosis of Cutting Tools State). There are general principles of working, schematic diagram, structure and short user manual presented.

KEYWORDS: cutting, cutting process monitoring, tool state monitoring, tool failure

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.593

STRESZCZENIE: W niniejszym artykule przedstawiono cykl badań w zakresie opracowania technologii obróbki ubytkowej materiałów trudnoobrabialnych. Przedstawiono wyniki prac w zakresie optymalizacji toczenia zgrubnego Inconelu 625 oraz zastosowania narzędzi z płytkami obrotowymi do obróbki materiałów trudnoobrabialnych, takich jak stale stopowe, stop tytanu oraz Inconel 625.

SŁOWA KLUCZOWE: materiały trudnoobrabialne, skrawalność, narzędzia typu SPRT, Inconel 625, stopy tytanu

ABSTRACT: This article presents a series of studies on the development of technology of machining of difficult to cut materials. The paper presents results for the optimization of rough turning Inconel 625 and for the application of the tools with rotating inserts for machining alloyed steels, titanium alloy and Inconel 625.

KEYWORDS: difficult to machining materials, machinability, SPRT tools, Inconel 625, titanium alloys

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.594

STRESZCZENIE: W artykule zaprezentowano badania szlifowania stopów tytanu dla różnych warunków obróbki. Próby wykonano na szlifierce kłowej do wałków z zastosowaniem różnych ściernic. Przeprowadzono analizę wpływu warunków obróbki na zmiany składowych siły szlifowania, drgania oraz emisję akustyczną. W końcowej części pracy przedstawiono wpływ warunków obróbki na chropowatość szlifowanych przedmiotów.

SŁOWA KLUCZOWE: stop tytan Gr 5, szlifowanie cylindryczne, monitorowanie

ABSTRACT: In the article research on titanium alloys grinding for different grinding conditions are presented. Grinding test were carried out on cylindrical grinding machine with the use of different grinding wheels. An analysis of influence of grinding conditions on changes of grinding force components, vibrations and acoustic emission signal is presented. In the end of the paper the influence of grinding conditions on part surface roughness is presented.

KEYWORDS: titanium alloy Gr 5, cylindrical grinding, monitoring

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.595

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono badania szlifowania zewnętrznych powierzchni cylindrycznych stopu Nickel 201 dla różnych parametrów kinematycznych szlifowania i różnych ściernic. Przeprowadzono analizę wpływu warunków obróbki na zmiany składowych siły szlifowania oraz emisji akustycznej. W końcowej części pracy przedstawiono wpływ zastosowanych ściernic i warunków obróbki na wybrane parametry wynikowe szlifowanych przedmiotów.

SŁOWA KLUCZOWE: Nickel 201, szlifowanie cylindryczne

ABSTRACT: In the paper grinding process has been studied in the machining of Nickel 201 alloy for different grinding kinematic parameters and grinding wheels in OD cylindrical grinding. An analysis was carried out to investigate the influence of grinding conditions on the course of grinding force components and acoustic emission signal. In the end the influence of grinding wheels and conditions on selected grinding results are presented.

KEYWORDS: Nickel 201, cylindrical grinding

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.596

STRESZCZENIE: W pracy przedstawiono wyniki zastosowania technologii kształtowania narzędzi z materiałów super twardych w tym PKD. Zaprezentowano wyniki badań wpływu kąta kształtowania wkładek, parametrów technologicznych obróbki elektroerozyjnej WEDM oraz rodzaju kompozytu na efekt obróbki oceniany na podstawie pomiarów chropowatości powierzchni po obróbce oraz analizy okoliczności występowania zjawisk negatywnych podczas ich kształtowania. Wykazano celowość wykorzystania technologii WEDM w wytwarzaniu narzędzi z PKD.

SŁOWA KLUCZOWE: PKD, WEDM, Elektroerozja, materiały supertwarde

ABSTRACT: In this work, the results of technology used to shape ultrahard tool materials was shown. The test results of impact of the angle, technological parameters in WEDM shaping process and PCD grade on a machining effect was presented based on the surface roughness measurement and analysis of circumstances of the occurrence of negative phenomena during the forming process. WEDM technology desirability in the production of PCD tools was proved.

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.597

STRESZCZENIE: W pracy przedstawiono ideę stosowania płytek skrawających o geometrii Wiper w narzędziach z ostrzami wykonanymi z diamentu polikrystalicznego do procesów wysokowydajnego frezowania czołowego. Zaprezentowano wyniki badań wpływu geometrycznych cech i mechanicznych i strukturalnych właściwości płytki Wiper na efekt frezowania wyrobu ze stopu aluminium 7075 o określonych właściwościach oceniany na podstawie pomiarów chropowatości powierzchni frezowanych próbek w zależności od szybkości posuwu narzędzia. Wykazano celowość doboru cech narzędzia skrawającego do określonych cech mechanicznych i struktury obrabianego elementu.

SŁOWA KLUCZOWE: HSM, HSC, płytka Wiper, chropowatość powierzchni, aluminium 7075, PKD

ABSTRACT: In the article the idea of using PCD Wiper insert geometry in high speed milling of 7075 aerospace aluminum alloy was presented. The results of research on the influence of geometric characteristics, mechanical and structural properties of Wiper inserts for milling effect a part made of aluminum alloy 7075 with specific properties evaluated based on measurements of surface roughness of milled samples depending on the tool feed speed. It has been shown the advisability of selecting features of a cutting tool to specific mechanical characteristics and structure of the workpiece.

KEYWORDS: HSM, Wiper insert, surface roughness, aluminum 7075, PCD

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.598

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono proces projektowania wysokociśnieniowych dysz chłodziwa. Wyszczególniono poszczególne etapy, które należy rozważyć podczas projektowania. Przedstawiono wybrane wyniki symulacji MES przepływu chłodziwa oraz sformułowano na bazie wyników wytyczne pomocne podczas konstrukcji dyszy.

SŁOWA KLUCZOWE: MES, szlifowanie CFG, chłodziwo

ABSTRACT: The article presents the design process of high-pressure coolant nozzles. Specified steps that should be considered when designing. Selected results FEM simulation of coolant flow and formulated based on the results helpful guidelines for nozzle design.

KEYWORDS: FEM, CFG, coolant

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.599

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono rozważania na temat metod przywracania właściwości skrawnych czynnej powierzchni ściernej ściernic ceramicznych jak i nadawania im wymaganego zarysu. W końcowej części pracy przedstawiono specjalny autorski przyrząd umożliwiający wykonanie wstępnego kształtowego profilu ceramicznego narzędzia ściernego na dowolnej szlifierce.

SŁOWA KLUCZOWE: obciąganie ściernic, kondycjonowanie profilowe ściernicy

ABSTRACT: The paper considers methods for reconditioning cutting ability of the ceramic grinding wheels as well as giving them the required profile. In the final part of the study a special original device enabling pre-shaping of a ceramic grinding tool on any grinding machine.

KEYWORDS: dressing of grinding wheels, profile conditioning grinding wheels

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.600

STRESZCZENIE: Jedną z metod unikania drgań samowzbudnych podczas skrawania polega na wyznaczeniu i uwzględnieniu granicy stabilności. W pracy przedstawiono wstępną weryfikację zaproponowanego modelu dynamicznej charakterystyki procesu skrawania poprzez porównanie granicy stabilności wyznaczonej teoretycznie z uzyskaną doświadczalnie.

SŁOWA KLUCZOWE: drgania samowzbudne, granica stabilności

ABSTRACT: Avoiding of self-excited vibrations during cutting involves the determination of the stability limit. The paper presents preliminary verification of the proposed model of the dynamic characteristics of the machining process by comparing the stability limit theoretically determined and experimentally obtained.

KEYWORDS: self-excited vibrations, chatter, stability limit

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.601

STRESZCZENIE: W trakcie obróbki skrawaniem mogą występować drgania samowzbudne, które mają negatywny wpływ na jej wydajność i trwałość narzędzi. Z tego względu przeprowadzono badania doświadczalne frezowania stopu Inconel X750 celem badania stabilności procesu skrawania. Wykorzystując oprogramowanie CutPro wykonano analizę modalną i wykreślono krzywe stabilności. Następnie dokonano doświadczalnej weryfikacji obszarów stabilności dla wybranych parametrów obróbki.

SŁOWA KLUCZOWE: frezowanie, drgania samowzbudne, stabilność procesu skrawania, analiza modalna, CutPro

ABSTRACT: During the machining there may be self-excited vibrations, which have a negative impact on productivity and tool life. Therefore, the experimental studies of Inconel X750 milling process were carried out. Using the CutPro software modal analysis is performed and plotted stability lobes diagram. Next, a verification of stability areas for selected machining parameters is conducted.

KEYWORDS: milling, self-excited vibration, stability of cutting, modal analysis, CutPro

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.602

STRESZCZENIE: Procesem często stosowanym w wytwarzaniu części lotniczych jest szlifowanie CFG. W pracy przedstawiono sposoby poprawy wydajności szlifowania stopów Inconel. Przebadano proces obciągania ściernicy, różne materiały ścierne, strategie szlifowania oraz sposób doprowadzenia chłodziwa i określono warunki obróbki zapewniające poprawę wydajności.

SŁOWA KLUCZOWE: szlifowanie, CFG, wydajność szlifowania, stop Inconel

ABSTRACT: CFG is a process which if often used in the manufacture of aircraft parts. The paper presents ways to improve efficiency of grinding Inconel alloys. There were tested grinding wheel dressing, different abrasives, grinding strategies and the methods of delivering coolant and determined machining conditions which ensuring efficiency improvement.

KEYWORDS: grinding, CFG, grinding efficiency, Inconel alloy

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.603

STRESZCZENIE: Zamki łopatek silników lotniczych obrabiane są w większości przypadków poprzez szlifowanie głębokie z posuwem pełzającym CFG. Podczas jego wytwarzania kluczowym jest zachowanie dokładności obróbki, jak również jakości powierzchni szlifowanej. W tym celu stosuje się kształtowe dysze chłodziwa, które zapewniają optymalne warunki chłodzenia na całej długości profilu zamka. Przeanalizowano i zoptymalizowano konstrukcję dysz kształtowych oraz przeprowadzono obliczenia MES.

SŁOWA KLUCZOWE: MES, szlifowanie CFG, zamek łopatki,

ABSTRACT: Aircraft blade dovetails are, in most cases, machined by Creep Feed Grinding (CFG). During its production, it is essential to cover machining precision and also quality of the grinding surface. For this purpose, profile coolant nozzles are used, to provide optimum conditions of cooling over the entire length of fir-tree profile. The analysis, optimization of design and FEM calculations were made.

KEYWORDS: FEM, CFG grinding, blade

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.604

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono wybrane zagadnienia z badań nad zastosowaniem włókien węglowych jako elektrod narzędziowych w mikroobróbce elektroerozyjnej. Jest to materiał dotychczas nie używany na elektrody w tym zastosowaniu. W artykule opisano specjalne stanowiska, zaprojektowane do przeprowadzenia eksperymentów oraz metodykę prowadzenia badań. Zaprezentowano również rezultaty drążenia mikrootworów oraz scharakteryzowano geometrię tak otrzymanych wgłębień.

SŁOWA KLUCZOWE: włókna węglowe, mikroobróbka elektroerozyjna, mikrootwory, nowe elektrody narzędziowe.

ABSTRACT: In this article selected issues describing an utilisation of carbon fibres as tool electrodes in micro-electrical discharge machining were presented. Carbon fibres have not been previously used in such application. The paper presents an experimental setup designed to perform the experiments and the methodology of the tests. Then microholes obtained in this process were presented and their geometry was characterised.

KEYWORDS: carbon fibres, micro-electrical discharge ma-chining, microholes, new tool electrodes

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.527

STRESZCZENIE: Artykuł prezentuje badania nad wybranymi właściwościami eksploatacyjnymi elementu po obróbce jego powierzchni łącznymi obróbkami: stopowaniem elektroiskrowym EDA oraz obróbką powierzchniową zgniotem typu roto peen. Badaniu zostały poddane: wytrzymałość zmęczeniowa, trwałość, a także odporność na zużycie ścierne, które zależą od stanu warstwy wierzchniej.

SŁOWA KLUCZOWE: stopowanie elektroiskrowe, obróbka elektroerozyjna, obróbka powierzchniowa zgniotem, roto peen, warstwa wierzchnia.

ABSTRACT: The paper presents research over selected operating properties of the element after combined treatment of its surface by electro discharge alloying EDA and surface cold work treatment such as roto peen. The research have been: fatigue strength, durability, and wear resistance, which depends on the state of the surface layer

KEYWORDS: electro-discharge alloying, electro-discharge machining, cold work surface treatment, roto peen, surface layer.

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.528

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu czasu impulsu t_on, czasu przerwy t_p oraz zmiany ciśnienia dielektryka p, przy ustalonych pozostałych parametrach obróbki EDM, na wybrane parametry struktury geometrycznej obrabianej powierzchni, zużycie elektrody roboczej Z_e oraz czasu drążenia t_d.

SŁOWA KLUCZOWE: drążenie elektroerozyjne, przewodność cieplna, struktura geometryczna powierzchni, szczelina międzyelektrodowa, współczynnik wypełnienia impulsu.

ABSTRACT: The paper presents the results of the influence of the pulse time t_on, the interval time t_p and pressure change of the dielectric p, at the fixed others parameters of Electrical Discharge Machining on selected parameters of the geometric structure of the treated surface, electrode wear Z_e and drilling time t_d.

KEYWORDS: Electrical Discharge Machining, thermal conductivity, geometric structure of surface, the interelectrode gap, duty cycle.

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.529

STRESZCZENIE: Elektrolityczne utlenianie plazmowe (POE) zastosowano do biomateriałów metalowych, takich jak niob i stop Ti-Nb-Zr (TNZ). Obróbkę prowadzono w elektrolicie kwasu H₃PO₄ z dodatkiem azotanu miedzi. Otrzymane porowate powłoki badano z użyciem SEM/EDX. Badania uzyskanych powłok wykazały, że są one wzbogacone w jony miedzi (ponad 3,5 %mas.), podczas gdy Cu/P oraz Cu/(P+osnowa) wynosiły odpowiednio 0,2 i 0,07. Taka charakterystyka sprzyja poprawie biokompatybilności badanego biomateriału.

SŁOWA KLUCZOWE: niob, stop Ti-Nb-Zr (TNZ), elektrolityczne utlenianie plazmowe (PEO), SEM/EDX, powłoka porowata

ABSTRACT: The Niobium and Titanium-Niobium-Zirconium (TNZ) alloy biomaterials were treated by Plasma Electrolytic Oxidation (PEO) in view of getting porous surface layers. For the PEO process, a special set up was built to perform the experiments in the electrolyte composed of concentrated H₃PO₄, with an addition of copper II nitrate. The surface layers were studied by means of SEM and EDS methods to reveal the effects of porosity and compositions. It was found one may create porous coatings on niobium and on TNZ alloy, enriched with copper ions. Over 3.5 wt% content of copper, with Cu/P and Cu/(P+Matrix) ratios equaling to 0.2 and 0.07, respectively, may assure a better biocompatibility of the biomaterials.

KEYWORDS: Niobium, Titanium-Niobium-Zirconium (TNZ) Alloy, Plasma Electrolytic Oxidation (PEO), SEM/EDX, Porous coatings

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.530

STRESZCZENIE: W pracy omówiono technologię formowania stopów metali z zakresu stało-ciekłego. Przedstawiono kryteria termofizyczne jakimi powinien charakteryzować się stop przeznaczony do procesu oraz metody przygotowywania struktury globularnej w fazie ciekłej oraz stałej. Na przykładzie stopu aluminium z serii Al7075 oraz wysokowęglowej stali martenzytycznej określono wpływ zastosowania modyfikatorów na właściwości mechaniczne, mikrostrukturę oraz zakres temperatur pomiędzy solidusem a likwidusem.

SŁOWA KLUCZOWE: odlewanie tikstropowe, stal, modyfikacja, bor

ABSTRACT: The paper describes Semi-Solid Metal Processing (SSM) of aluminum alloy and steel. The thermo-physical properties of alloys at semi-solid temperature range and methods globular microstructure preparation were discussed. Influence of modifier on mechanical properties, microstructure and solidus-liquidus range in Al7075 aluminum alloy and H18 martensitic steel was studied.

KEYWORDS: thixoforming, steel, modification, boron

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.531

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczących dokładności geometrycznej otworów wykonywanych metodą drążenia trepanacyjnego w elementach wykonanych ze stali 145Cr6. Przeprowadzono badania dotyczące wpływu natężenia prądu, czasu impulsu, czasu przerwy oraz kierunku podawania cieczy roboczej na błędy kształtu otworów cylindrycznych wykonywanych na obrabiarce (drążarce elektroerozyjnej) BP-93L. Uzyskane wyniki badań stanowią podstawę do doboru warunków procesu drążenia otworów cylindrycznych w zależności od zakładanej dokładności gotowego wyrobu.

SŁOWA KLUCZOWE: obróbka elektroerozyjna, drążenie trepanacyjne, dokładność geometryczna, struktura geometryczna powierzchni.

ABSTRACT: The article presents the results of studies on the possibilities of shaping of geometric accuracy and surface quality parts made of steel 145Cr6 by using Electrical Discharge Machining. The experiments were conducted with different impact of current, pulse duration, pulse interval and changing feed direction of dielectric on the shape of the cylindrical holes deviation made on the EDM machine BP-93L. The obtained results contribute to the optimize the EDM process.

KEYWORDS: Electrical Discharge Machining, hole drilling, shape accuracy, geometric structure of the surface.

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.532

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono wyniki badań właściwości systemu powłokowego antygraffiti dla taboru kolejowego. Ocenę właściwości przeprowadzono na podstawie pomiarów twardości, przyczepności, struktury geometrycznej powierzchni oraz badań odporności na korozję i wilgoć. Badania przeprowadzono na systemie powłokowym antygraffiti, który składał się z następujących warstw: antykorozyjnego podkładu epoksydowego, szpachli, podkładu wypełniającego, lakieru bazowego oraz bezbarwnego lakieru antygaffiti BO100-AGR. Powłoki zostały naniesione na próbki ze stali S355 za pomocą pistoletów firmy SATA. Ze względu na swoje właściwości system powłokowy antygraffiti może być z powodzeniem stosowany na pojazdach szynowych.

SŁOWA KLUCZOWE: antygraffiti, system powłokowy, właściwości, tabor kolejowy

ABSTRACT: The paper presents the results of the properties of anti-graffiti coating system for rolling stock. The determination was based on measurements of hardness, adhesion, surface geometric structure and study the corrosion resistance and moisture. The study was conducted on anti-graffiti coating system, which consisted of the following layers: corrosion epoxy primer, putty, primer filler, basecoat and clearcoat anti-graffiti BO100-AGR. The coatings were applied to the sample with S355 steel using guns SATA. Because of its properties, anti-graffiti coating system can be successfully used on trains.

KEYWORDS: anti-graffiti, coating system, properties, rolling stock

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.533

STRESZCZENIE: W połowie 2015 roku miała premierę nowa aplikacji BP-CAM do sterowania elektrodrążarkami drutowymi produkcji ZAP-BP. Aplikacja została wzbogacona o moduł do tworzenia programów NC dla wiertarek elektroerozyjnych. Zastosowanie MegaCADa 3D w cięciu kątowym. Wersja trójwymiarowa MegaCADa pozwala na częściowe rozwiązanie problemu z dokładnością przy cięciu pod płynnie zmiennym katem nachylenia.

SŁOWA KLUCZOWE: MegaCAD, modelowanie 3D, parametryzacja, sterowanie EDM, wiercenie EDM

ABSTRACT: In mid-2015 years was the premiere of a new BP-CAM application to EDM control produced by ZAP-BP. The application has been updated with a module for creating NC programs for drilling electroeroding. The use of MegaCAD 3D in cutting angle. MegaCAD three-dimensional version allows for a partial solution to the problem of accuracy when cutting the smoothly variable angle of inclination.

KEYWORDS: MegaCAD, designing 3D, parameterization, EDM control, EDM drilling

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.534

STRESZCZENIE: Historia powstania i rozwoju firmy ZAP Braci Poterałów produkującej obrabiarki elektroerozyjne.

SŁOWA KLUCZOWE: Obrabiarki elektroerozyjne, EDM, ZAP BP, Poterała

ABSTRACT: The history of the emergence and development of the company ZAP Brothers Poterała producing EDM machines.

KEYWORDS: EDM machines, EDM, ZAP BP, Poterała

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.535

STRESZCZENIE: W artykule scharakteryzowano procesy obróbki EDM z użyciem proszków w dielektryku. Wykonano badania z proszkami metali; Sn, Fe, Cu i opracowano modele matematyczne tych procesów. Dokonano polioptymalizacji badanych procesów z uwagi na wydajność obróbki, czas obróbki i parametr chropowatości Ra, Przedstawiono wyniki obliczeń oraz wnioski.

SŁOWA KLUCZOWE: Proces EDM-Powder, polioptymalizacja

ABSTRACT: The EDM process described in this paper has been carried out with the electrical conductive powder in dielectric. The powders of Sb, Fe and Cu were used. The mathematical model of this process wear has been developed. The polyoptimization method has been used in view of productivity, time of machining and parameter of surface roughness Ra.

KEYWORDS: powder-backed EDM process, poly-optimization

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.536

STRESZCZENIE: W artykule scharakteryzowano budowę modelu matematycznego procesu kulowania żelaza armco oraz optymalne nadawanie własności warstwie wierzchniej poprzez zastosowanie optymalizacji wielokryterialnej, jako podejścia modelowego. Przedstawiono model matematyczny procesu kulowania próbek z żelaza armco i podano przykłady optymalizacji.

SŁOWA KLUCZOWE: żelazo armko, optymalizacja wielokryterialna, warstwa wierzchnia

ABSTRACT: The mathematical development of a model describing processes of the Armco pure iron has been discussed in this paper. It was aimed at optimizing condition of the obtained of surface layer using multi criterion optimization. The influence of machining parameters selection on surface condition and typical results of optimization have been presented.

KEYWORDS: armco, multi criterion optimization, superficial layer

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.537

STRESZCZENIE: Adaptacja obróbki wycinania elektroerozyjnego w kształtowaniu części maszyn i urządzeń wiąże się nieodzownie z zarówno uzyskiwanymi cechami geometrycznymi przedmiotów po obróbce, jak również z racjonalnymi kosztami ich wykonania. Celem przeprowadzonych badań doświadczalnych była analiza fizyki procesu usuwania materiału i wpływu podstawowych zmiennych definiujących proces obróbki na dokładność geometryczną wycinanych części.

SŁOWA KLUCZOWE: WEDM, dokładność wycinania,

ABSTRACT: Adaptation of wire electrical discharge machining in the manufacturing parts is connected with the geometric characteristics of the parts and rational costs of their implementation. The aim of this study was to analyze the material removal process and the impact on the basic variables of WEDM on the geometrical accuracy of cut parts.

KEYWORDS: precision manufacturing, shape deviations

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.538

STRESZCZENIE: Przemysłowe zastosowanie wycinania elektroerozyjnego w kształtowaniu elementów części maszyn wymaga uzyskania zakładanych dokładności wymiarowo kształtowych i chropowatości powierzchni. Systemy sterowania adaptacyjnego nowoczesnych wycinarek elektroerozyjnych umożliwiają zmianę strategii obróbkowych w celu zapewniania pożądanych efektów obróbki. W artykule przedstawiono analizę wpływu wybranych strategii obróbkowych, na jakość wytwarzanych elementów.

SŁOWA KLUCZOWE: WEDM, systemy sterowania, dokładność wycinania

ABSTRACT: Using wire electrical discharge machining in the development of machine components requires the achievement of the precision dimensional shapes and surface roughness. Adaptive control systems of modern wire EDM machines allows to change machining strategies in order to provide the desired effects processing. The article presents an analysis of the impact of selected machining strategies on the quality of manufactured parts.

KEYWORDS: WEDM, precision manufacturing, adaptive control, shape deviations

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.539

STRESZCZENIE: Artykuł prezentuje badania nad składem chemicznym warstwy wierzchniej po obróbce stopowaniem elektroiskrowym EDA. Celem badań była ocena skuteczności EDA w zakresie transportu masy z anody na katodę w specyficznych warunkach stopowania tj. z zastosowaniem elektrod monolitycznych, w ośrodkach ciekłych, przy zastosowaniu generatorów tranzystorowych oraz analiza porównawcza skuteczności tego typu stopowania.

SŁOWA KLUCZOWE: stopowanie elektroiskrowe, warstwa wierzchnia, skład chemiczny, transport masy

ABSTRACT: The paper presents research over chemical composition of a surface layer after electrodischarge alloying (EDA). The aim of the study was to evaluate the effectiveness of the EDA in the range of mass transport from anode to the cathode in the specific conditions of alloying i.e. use of monolith electrodes, liquid media, use of transistor generators as well as comparative analysis of the effectiveness of this type of alloying.

KEYWORDS: electrodischarge alloying, surface layer, chemical composition, mass transport

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.540

STRESZCZENIE: Rozwój technologii związany jest z wytwarzaniem nowych materiałów o unikalnych właściwościach. Jednym z najbardziej znanych nowych materiałów, nad którego rozwojem i implementacją pracują ośrodki naukowe i koncerny przemysłowe na całym świecie jest grafen. W artykule przedstawiono kierunki rozwoju w wytwarzaniu grafenu i jego potencjalne zastosowanie.

SŁOWA KLUCZOWE: grafen, technologia wytwarzania, zastosowanie

ABSTRACT: The development of technologies is related with the preparation of new materials with unique properties. One of the most prominent new materials is graphene. This article shows the trends in the production of graphene and its potential application in industry.

KEYWORDS: graphene, production technology, application

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.541

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono jedną z metod regeneracji kontaktów elektrycznych wykorzystywanych w obrabiarkach elektroerozyjnych. Wykorzystując technikę obróbki magnetyczno-ściernej regeneracji poddane zostały powierzchnie współpracujące ślizgowo z elektrodą drutową, celem przywrócenie istotnych parametrów struktury geometrycznej powierzchni.

SŁOWA KLUCZOWE: obróbka magnetyczno-ścierna, kontakty elektryczne WEDM, regeneracja powierzchni.

ABSTRACT: The article presents one of methods to regeneration electrical contacts used in EDM. Using the technique of magneto-abrasive machining to regeneration have been subjected to slide surfaces the electrode wire. The aim of this treatment is to restore the important parameters of geometric structure-tricity surfaces to provide better contact elements, extend the life of electrical components and reduce operating costs of machines.

KEYWORDS: magnetic abrasive machining, electrical contact WEDM, Surface regeneration

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.542

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu przewodności cieplnej obrabianego materiału na wysokowydajną obróbkę elektroerozyjną. W badaniach uwzględniono trzy czynniki wejściowe: czas impulsu t_on, czas przerwy t_p oraz zmianę ciśnienia dielektryka p, przy ustalonych pozostałych parametrach obróbki EDM. Materiały o wysokiej i niskiej przewodności cieplnej obrabiano elektrodami rurkowymi jednokanałowymi wykonanymi z mosiądzu (Cu - Zn). Uzyskano wyniki liczbowe szeregu parametrów, charakteryzujących powierzchnię obrobioną, które pozwoliły na sformułowanie wniosków dotyczących obróbki tych materiałów.

SŁOWA KLUCZOWE: drążenie elektroerozyjne, przewodność cieplna, prędkość drążenia, elektrody rurkowe jednokanałowe

ABSTRACT: The influence of thermal conductivity of machined material on high performance Electrical Discharge Machining was investigated in this paper. Three input factors, pulse time t_on, the interval time t_p and varying pressure of the dielectric p were considered, at the fixed values of others parameters of the Electrical Discharge Machining. Materials of high and low thermal conductivity were machined by single-channel tubular electrodes made of brass (Cu – Zn alloy). The numerical values of output parameters featuring the machined surface were obtained, which made it possible to formulate the guidelines for machining of these materials.

KEYWORDS: Electrical Discharge Machining, thermal conductivity, drilling speed, single-channel tubular electrodes

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.543

STRESZCZENIE: Żadna maszyna czy proces zaprojektowane przez inżynierów nie dorównuje doskonałości organizmów żywych, które stworzyła Natura w procesie ewolucji. Bardzo prężny rozwój technologii wymusza poszukiwanie nowych racjonalnych rozwiązań. Dlatego inżynierowie coraz częściej szukają inspiracji do rozwiązywania problemów technicznych w otaczającym nas środowisku naturalnym. Pomost pomiędzy rozwiązaniami spotykanymi w przyrodzie a techniką tworzy dziedzina wiedzy nazywana „bioniką”. W artykule przedstawiono wybrane zastosowania osiągnięć „bioniki” w technice i określono ogólne kierunki dalszych prac w tym zakresie.

SŁOWA KLUCZOWE: bioinspiracja, sztywność, struktura powierzchni, wytrzymałość zmęczeniowa

ABSTRACT: Any machine-tool or process designer by engineers is not as excellent as alive organisms, which manufactured the Nature in evolution process. Very intensive technology development encourages engineers for looking for new original solutions. Because of this fact engineers very often are looking for inspiration in natural surroundings. The bridge between solutions occurring in natural surroundings and technique create the area of knowledge named the “bionic”. In the paper the chosen applications of bionic achievements in technical area are presented. The general directions of further works in this area are also presented.

KEYWORDS: bioinspiration, stiffness, surface structure, fatigue strenght, wear resistance

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.544