Zawartość miesięcznika nr 08/09/2015

STRESZCZENIE: Proces szlifowania stosuje się nie tylko w obróbce wykończeniowej ale również jako obróbkę zgrubną dla materiałów trudnoskrawalnych. Efekt końcowy szlifowania zależy od wielu różnych, trudnych do zmierzenia parametrów procesu. Jednym z nich jest stan zużycia ściernicy. Może on powodować błędy w procesie szlifowania, takie jak przypalenia szlifierskie lub powodować wystąpienie drgań typu chatter. Można temu zapobiec monitorując stan procesu. Większość istniejących obecnie systemów jest skomplikowana w zastosowaniach przemysłowych. Wymaga zwykle montażu czujnika niedaleko strefy obróbki. Celem niniejszej pracy badawczej jest opracowanie systemu diagnostycznego dla procesu szlifowania z posuwem pełzającym (creep feed grinding) z zastosowaniem łatwo mierzalnego parametru procesu. Jako sygnał diagnostyczny wykorzystano dźwięk generowany podczas procesu. W artykule przedstawiono możliwość wykorzystania sygnałów audio rejestrowanych podczas procesu do monitorowania stanu ściernicy.

SŁOWA KLUCZOWE: szlifowanie, monitorowanie, CFG

ABSTRACT: The grinding process is used not only in finishing operations but also as a roughing difficult-to-cut materials. The end grinding effects is dependent on a variety of difficult to measure process parameters. One of them is the condition of the grinding wheel wear. It can cause errors in the grinding process, such as grinding burns or cause the occurrence of chatter vibration type. This can be prevented by monitoring the state of the process. Most of the existing systems is complicated for industrial applications. It usually requires mounting the sensor near the machining area. The purpose of this research is to develop a diagnostic system for the Creep Feed Grinding process (CFG) using easily measurable parameter of the process. The sound produced during the process was used as a diagnostic signal. The article presents the possibility of using audio signals registered during the process to monitor the state of the grinding wheel.

KEYWORDS: grinding monitoring, CFG

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.330

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono technologie produkcji narzędzi diamentowych o spoiwach metalowych spiekanych. Na podstawie własnych doświadczeń oraz kontaktów z wytwórcami takich narzędzi i firmami oferującymi urządzenia do ich produkcji dokonano przeglądu stosowanych technologii wytwarzania w pod kątem możliwości ich automatyzacji.

SŁOWA KLUCZOWE: ścierne narzędzia diamentowe, kompozyty diament-metal, automatyzacja produkcji

ABSTRACT: The paper presents the technologies of manufacturing of diamond tools with sintered metal binders. Based on their own experience and contacts with the producers of such tools and machines for their manufacturing was done a review of their production processes in aspects of automation.

KEYWORDS: abrasive diamond tools, metal-diamond com-posites, automation of production

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.331

STRESZCZENIE: W artykule opisano wyniki badań eksperymentalnych oraz możliwości zastosowania jednowarstwowych dysków ściernych Trizact™ z systemem mocowania Roloc Scotch Brite, do wygładzania stali 304 (0H18N9). Do badań wykorzystano narzędzia o różnej gradacji aglomeratu ściernego tj. A6, A16, A30, A45, A65, A100 i A160. Do napędu zastosowano wysokoobrotowe wrzeciono, które posiada niezależny napęd z sieci przemysłowej sprężonym powietrzem.

SŁOWA KLUCZOWE: dyski ścierne, Trizact™, wygładzanie ścierne, stal nierdzewna

ABSTRACT: The article describes the results of experimental studies and the possibility of applying a single layer of abrasive discs Trizact™, Roloc fastening system Scotch-Brite, smoothing steel 304 (0H18N9). The study used the tools of varying gradation of abrasive agglomerate, ie. The A6, A16, A30, A45, A65, A100 and A160. It is driven by high of speed spindle, which has an independent of industrial network drive with compressed air.

KEYWORDS: abrasive discs, Trizact™, polishing, stainless steel

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.332

STRESZCZENIE: W artykule opisano zastosowania obróbek wykończeniowych w luźnych kształtkach ścierno-polerskich i strumieniowo-ściernych w produkcji wyrobów dla chirurgii. Przedstawiono wyniki badań własnych oraz zastosowań przemysłowych związanych ze szlifowaniem i polerowaniem zębów z tworzyw sztucznych, metalowych płytek kostnych i wkrętów do chirurgii, a także stentów oraz endoprotez stawów.

SŁOWA KLUCZOWE: kształtki ścierne i polerskie, obróbka wibrościerna, obróbka strumieniowo-ścierna, śruty, implanty, endoprotezy

ABSTRACT: In this paper there are described the applications of finishing treatments by grinding or polishing loose chips and shot blasting in production processes of parts for surgery. We presented effects of our studies and industrial applications for grinding and polishing plastic artificial teeth, metal bone plates and surgical screws. There are also presented the examples of stents and endoprothesis.

KEYWORDS: loose chips for grinding or polishing, vibrofinishing, shot blasting, blasting abrasives, implants, endoprothesis

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.333

STRESZCZENIE: Omówiono techniki dawkowania zawiesiny ściernej w docierarkach do płaszczyzn. Przedstawiono wyniki badań wpływu koncentracji mikroziaren ściernych w dawkowanej zawiesinie na wydajność i jakość obróbki powierzchni płaskich. Analizowano wpływ podstawowych warunków docierania materiałów ceramicznych z uwzględnieniem intensywności dawkowanego ścierniwa.

SŁOWA KLUCZOWE: docieranie, ceramika techniczna, zawiesina ścierna

ABSTRACT: In the paper techniques of abrasive suspension dosage in lapping tools for plains were discussed. Findings of the influence of the abrasive micrograins concentration suspension in administered suspension to the productivity and the quality of flat areas machining were presented. An influence of essential machining conditions of ceramic materials including abradant’s dosing intensity was being analyzed.

KEYWORDS: lapping, technical ceramics, abrasive suspension

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.334

STRESZCZENIE: Obecnie wymagania stawiane częściom maszyn są coraz większe. Jedną z najczęściej stosowanych obróbek precyzyjnych jest docieranie. Docieranie powierzchni płaskich odbywa się na docierarkach z układem pierścieniowym. Symulacje komputerowe wykazały, że zmiana kinematyki docierania ma istotny wpływ na zużycie narzędzia. Opracowano koncepcję zestawienia robota i docierarki jednotarczowej, która umożliwia wprowadzenie dodatkowego ruchu pierścienia prowadzącego. W artykule opisano generator trajektorii, który wczytuje pliki CLData oraz prognozuje zużycie docieraka.

SŁOWA KLUCZOWE: docieranie jednotarczowe, roboty przemysłowe, CLData

ABSTRACT: Nowadays the expectations from machine tools are higher and higher. One of the most commonly used precise and ultraprecise finishing technology is lapping. Lapping of flat surfaces is executed on single-sided machines, which have usually standard kinematic systems and are used in conjunction with conditioning rings. Computer simulations have shown that changing kinematic system has a crucial influence on a tool wear. The idea of robotic lapping system, which allows additional movements of conditioning ring was developed. The trajectory generator that reads CLData and predicts formations of lapping plat was described.

KEYWORDS: single-sided lapping, industrial robots, CLData

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.335

STRESZCZENIE: W artykule zaprezentowano wyniki badań dotyczące uproszczonego modelu mikrogeometrii ściernicy z CBN ze spoiwem galwanicznym. Stworzony model CAD czynnej powierzchni ściernicy był modyfikowany w celu odwzorowania różnego stopnia zanurzenia ziaren w spoiwie oraz procesu zużycia ściernicy.

SŁOWA KLUCZOWE: modelowanie topografii powierzchni, ściernice ze spoiwem galwanicznym

ABSTRACT: This paper presents the results of studies concerning the preliminary model of electroplated grinding wheel surface topography. Created model was modified to depict changes of topography due to the different thickness of bond layer and grinding wheel wear.

KEYWORDS: surface topography modeling, electroplated grinding wheel

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.336

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono wyniki badań doświadczalnych dotyczące wpływu procesu szlifowania wibracyjnego płaszczyzn na obniżenie wartości wybranych parametrów stanu powierzchni. Badania przeprowadzono dla dwóch różnych materiałów przedmiotu obrabianego oraz z zastosowaniem dwóch różnych rodzajów ściernic. Za pomocą szlifowania wibracyjnego przeprowadzonego przy wybranych parametrach wprowadzonych drgań otrzymano poprawę stanu powierzchni obrabianej w postaci zmniejszenia falistości.

SŁOWA KLUCZOWE: szlifowanie wibracyjne płaszczyzn, badania eksperymentalne, stolik wibracyjny, chropowatość i falistość powierzchni

ABSTRACT: The article presents the results of experimental studies on the impact of vibration assisted flat grinding process on the reduction of the selected parameters of state of the surface. Tests were conducted for two different workpiece materials and using two different types of grinding wheels. Vibration assisted flat grinding performed with selected vibration parameters proved to be beneficiary for obtaining better state of plane surface with lower waviness.

KEYWORDS: vibration assisted flat grinding process, experimental studies, vibratory table holder, surface roughness and waviness

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.337

STRESZCZENIE: W artykule zaprezentowano wpływ parametrów obróbki na rzeczywistą głębokość szlifowanych wgłębnie powierzchni płaskich. Badania doświadczalne przeprowadzono na szlifierce przystosowanej do szlifowania wibracyjnego prowadzonego z różnymi parametrami.

SŁOWA KLUCZOWE: szlifowanie wibracyjne płaszczyzn, badania eksperymentalne, stolik wibracyjny, rzeczywista głębokość szlifowania

ABSTRACT: The article presents the effect of processing parameters on the actual depth of the ground deep flat grinding. Experiments were carried out on a flat grinding machine adapted to vibration assisted grinding process conducted with different parameters.

KEYWORDS: vibration assisted grinding, experimental studies, vibratory table holder, effective grinding depth

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.338

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono model dwuzabiegowego sposobu quasi-przestrzennego odwzorowywania obiektów erodowanych strugą wodno-ścierną (AWJ) o trajektoriach ortogonalnych. Określa on zależności występujące pomiędzy fotometrycznymi właściwościami dyskretnych elementów powierzchni obrazu 2D, w tym zwłaszcza ich luminancji, a parametrami takiego sposobu obróbki obiektu 3D. Przeprowadzone badania wskazują na istotną rolę kształtu punktowych mini-barier powstających po wzajemnie prostopadłych przejściach strugi AWJ, dzięki czemu uzyskuje się bardzo szerokie spektrum kątowego postrzegania wyerodowanego obiektu.

SŁOWA KLUCZOWE: przestrzenne kształtowanie obiektów, model teoretyczny, właściwości fotometryczne, struga wodno-ścierna, sterowanie automatyczne

ABSTRACT: The paper presents the model of dual-procedure method of quasi-spatial objects imaging with abrasive-water jet (AWJ), characterized by orthogonal trajectories. The model describes dependencies occurring between photometric properties of discrete elements of 2D image’s surface (especially including its luminance) and parameters of such kind 3D machining method. The research point out an important role of punctual mini-barriers’ shape occurring after perpendicular AWJ cut, enabling the same way to receive a wide spectrum of angular observation of eroded object.

KEYWORDS: objects’ spatial shaping, theoretical model, photometric

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.339

STRESZCZENIE: W referacie zaprezentowano istotne aspekty badań struktury i charakterystyki przepływu płaskiej strugi wodnej i wodno-ściernej wytwarzanej w dyszy szczelinowej. Badania takie przeprowadzane w Nihon University w Japonii, metodą prześwietlania takiej strugi suspensyjnej przy użyciu techniki laserowej (PIV), pozwalają na wyodrębnienie zachowań poszczególnych jej składników w strefie erozji oraz określenie rozkładów prędkości cząstek materiału ściernego.

SŁOWA KLUCZOWE: wysokociśnieniowa struga wodna, wysokociśnieniowa struga wodno-ścierna, struktura strugi, badania PIV

ABSTRACT: The paper presents the research of the structure and characteristics of flat jet, generated in fan-jet nozzle’s type, during water-and abrasive-water jet creation. Such kind research was conducted utilizing PIV system (a YAG type laser) for isolating different structures of the jet in the erosion zone as well as for determination of their velocity fields.

KEYWORDS: high-pressure water jet, high-pressure abrasive water jet, jet structure, particle image velocimetry (PIV) examinations

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.340

STRESZCZENIE: W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu siły szlifowania podczas wykonywania rowków wiórowych długich frezów pełno-węglikowych na odkształcenia sprężyste i powstające na skutek tego błędy wymiarowe. Opisano również badania symulacyjne odkształcenia frezu w systemie NX 10.0.

SŁOWA KLUCZOWE: szlifowanie frezu, odkształcenia frezu, rowek wiórowy

ABSTRACT: This paper presents results of flute grinding of long carbide end mills. The influence of grinding force on elastic deformation is shown. The simulation of elastic deformation in NX 10.0 is presented.

KEYWORDS: end mill grinding, milling cutter, deformation, end mill flute

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.341

STRESZCZENIE: Przedstawiono wyniki porównawcze badań szlifowania współbieżnego i przeciwbieżnego rowków wiórowych frezów pełnowęglikowych, na szlifierce 5-osiowej CNC. Określono wpływ metody szlifowania współbieżnego i przeciwbieżnego na składowe siły szlifowania oraz chropowatość powierzchni rowka wiórowego freza.

SŁOWA KLUCZOWE: szlifowanie frezów, szlifowanie współbieżne, szlifowanie przeciwbieżne, rowek wiórowy

ABSTRACT: The results of up-cut and down-cut grinding flute in solid carbide in 5 – axis grinding CNC machine is presented. The influence of selecting the type of grinding on cutting forces and surface roughness of flute in end mills.

KEYWORDS: end mill grinding, up-cut grinding, down-cut grinding, end mill flute

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.342

STRESZCZENIE: Niniejsza praca przedstawia numeryczny model obróbki strumieniowo - ściernej oraz wpływ jaki wywiera ścierniwo wyrzucane przy pomocy strumienia sprężonego powietrza w kierunku oczyszczanej a zarazem modyfikowanej powierzchni. Analizę numeryczną przeprowadzono dla procesu obróbki elektrokorundem uwzględniając takie parametry jak: kąt nachylenia strumienia ścierniwa, odległość dyszy od powierzchni, granulacja ścierniwa. Przeprowadzona symulacja komputerowa pozwoliła na analizę rozkładu odkształceń, naprężeń oraz głębokość ich zasięgu w zależności od parametrów procesu obróbki strumieniowo-ściernej.

SŁOWA KLUCZOWE: obróbka strumieniowo - ścierna, elektrokorund, modelowanie numeryczne, Ansys LS-Dyna

ABSTRACT: This paper presents a method of modeling blast – abrasive treatment and the influence of the abrasive driven by a jet of compressed air on modified surface. Numerical analysis was performed for the corundum treatment process and took into account parameters such as angle of the abrasive flow, nozzle-surface distance and abrasive size. Conducted computer simulation allowed the analysis of the distribution of deformation, stress and the depth of their coverage, depending on the blast – abrasive treatment parameters.

KEYWORDS: Abrasive blasting processing, aloxite, numerical modeling, Ansys LS-Dyna

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.343

STRESZCZENIE: W artykule omówiono specyfikę przecinania tarczą diamentową z wewnętrzną krawędzią skrawającą (ID). Opisano możliwości aplikacji tej metody w odniesieniu do różnych materiałów trudnoobrabialnych niemetalowych. Przeprowadzono analizę jakości uzyskanych powierzchni w porównaniu z innymi metodami rozdzielania ściernego narzędziami diamentowymi.

SŁOWA KLUCZOWE: materiały trudnoobrabialne, cięcie tarczą diamentową

ABSTRACT: In the article a specificity of cutting width ID saw was discussed. Abilities of the application of this method with reference to the hard – machinable various non – metallic materials were described. A quality analysis of the obtained surfaces was conducted in compare with other abrasive dividing methods with diamond tools.

KEYWORDS: hard – machinable materials, cutting by diamond saw

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.344

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono wybrane materiały granitowe, krajowe jak również ze źródeł zagranicznych. Opisano specyfikację maszyn przeznaczonych do ich obróbki w zależności od oczekiwanej faktury powierzchni kamienia. Przedstawiono analizę uzyskanych efektów jakości powierzchni w zależności od typu materiału granitowego i rodzaju obróbki.

SŁOWA KLUCZOWE: materiały granitowe, obróbka powierzchniowa, faktura kamienia

ABSTRACT: The article presents selected granite materials, from national as well as foreign sources. A specification of the machines intended for their processing were described, depending on the expected texture of the stone surface. Analysis of the obtained surface quality effects was described, depending on the type of the granite material and type of the processing.

KEYWORDS: granite materials, surface machining, stone texture.

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.345

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono najnowsze osiągnięcia w dziedzinie przecinania strunowego. Opisano kierunki rozwoju w znaczących i największych ośrodkach naukowo - badawczych zajmujących się zagadnieniem cięcia strunowego. Zaprezentowano wybrane firmy światowe i spektrum możliwości rozwiązań konstrukcji przecinarek strunowych stosowanych w laboratoriach jak również przemyśle m.in. fotowoltaicznym, elektronicznym, optycznym.

SŁOWA KLUCZOWE: cięcie strunowe, przecinarki strunowe

ABSTRACT: In the article latest achievements in the field of wire cutting were described. Directions of the development in significant and the largest research centres dealing with the issues of the wire cutting were described. Chosen world companies and a spectrum of wire saws construction solutions were introduced.

KEYWORDS: wire cutting, wire saws

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.346

STRESZCZENIE: Przedstawiono możliwości strumieniowo ściernej obróbki wykończeniowej elementów wytwarzanych wycinaniem elektroerozyjnym (WEDM). Wykorzystano system pneumatyczny do formowania strumienia z mikrokulkami ceramicznymi, którego skuteczność obróbkową testowano przy usuwaniu warstwy tlenków z powierzchni po WEDM. Dokonano oceny wpływu parametrów obróbki na chropowatość i dokładność kształtową tych powierzchni.

SŁOWA KLUCZOWE: wygładzanie powierzchni, obróbka strumieniowo ścierna, WEDM

ABSTRACT: The potential of abrasive blast machining for finishing the parts after the wire electrical discharge machining (WEDM) was presented. The pneumatic system was used for forming a stream of glass micro-balls. Its effectiveness was tested when removing the oxide layer from the WEDM surface. The influence of the process parameters on surface roughness and dimensional accuracy was discussed.

KEYWORDS: layer, abrasive blast, WEDM, wire electrical discharge machining

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.347

STRESZCZENIE: W referacie przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych szlifowania jednostronnego ceramiki tlenkowej Al₂O₃ z zastosowaniem ściernic o spoiwie galwanicznym z ziarnami diamentowymi D107 i D64. Prototypowe ściernice charakteryzowały się różną wysokością warstwy spoiwa niklowego wpływającą na głębokość i trwałość utwierdzenia ziaren ściernych. Ściernice wykonano dla trzech wartości współczynnika h_s wysokości warstwy spoiwa w stosunku do wymiarów ziaren zastosowanych ścierniw supertwardych. Przedstawiono uzyskane wartości ubytku materiałowego, parametrów chropowatości i falistości oraz temperatury przedmiotów obrabianych i narzędzi.

SŁOWA KLUCZOWE: szlifowanie powierzchni płaskich, ściernice o spoiwie galwanicznym, temperatura szlifowania

ABSTRACT: The paper presents results of experiments of single side grinding of oxide ceramics Al₂O₃ using electroplated wheels with diamond grains D107 and D64. Prototype wheels were characterized by varying the height of the nickel bond layer affecting the depth and durability of the abrasive grains in the bond. Grinding was performed for three values of the coefficient h_s describing the height of the nickel bond with respect to dimensions of super-hard abrasive particles used in experiments. Values of material removal rate, surface roughness and waviness parameters as well as the temperature rise of workpieces and tools are presented in the paper.

KEYWORDS: flat grinding, electroplated tools, grinding temperature

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.348

STRESZCZENIE: W artykule opisano zagadnienie wpływu przyspieszenia kątowego na wynik badania wytrzymałości na rozerwanie żywicznych ściernic do przecinania. Zaprezentowano przegląd literatury wskazujący, że polimerowe kompozyty wzmacniane włóknami wykazują wzrost wytrzymałości przy wyższych prędkościach odkształceń. Przedstawiono sposób realizacji i wyniki badań wytrzymałości ściernic, w których uwzględniono zmianę szybkości wzrostu obciążania siłą odśrodkową. Sformułowano wnioski dotyczące wpływu przyspieszenia kątowego ściernic na ich wytrzymałość.

SŁOWA KLUCZOWE: ściernice do przecinania, prędkość odkształceń, wytrzymałość na rozerwanie

ABSTRACT: The article describes the influence of the angular acceleration on the test result of the breaking strength of the resin cut-off wheel. It presents a review of the literature indicates that fiber-reinforced polymer composites show an increase in strength with increasing strain rate. The way of conducting the study on the grinding wheel strength and its results are presented. The studies included changing the growth rate of the load by the centrifugal force. The conclusions concerning the impact of the angular acceleration on the strength of cut-off wheels are presented.

KEYWORDS: cut-off wheels, strain rate, bursting speed, strength

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.349

STRESZCZENIE: W artykule przeanalizowano możliwość wykorzystania prowadnic hydrostatycznych w szlifierkach. Zamieszczono schemat stanowiska modelowego prowadnic hydrostatycznych wraz z opisem działania. Określono nośność i sztywność prowadnic hydrostatycznych zamkniętych. Wyniki teoretyczne porównano z wynikami badań. Przeanalizowano możliwość optymalizacji układu ze względu na sztywność i jej wpływ na dokładność obróbki.

SŁOWA KLUCZOWE: szlifierki, prowadnice hydrostatyczne, nośność, optymalizacja

ABSTRACT: In article the ability of use of hydrostatic guides in grinding machines were analyzed. The diagram of a model test stand of a hydrostatic guides with working description is presented. The load capacity and stiffness of a closed hydrostatic guides were determined. Theoretical and experimental research results were compared. The ability of optimize the system due to the stiffness and its impact on the accuracy of the machining was analyzed.

KEYWORDS: grinding machines, hydrostatics guides, load capacity, optimization

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.350

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono technologię kształtowania miniaturowych części z ceramiki alundowej i hartowanej stali szybkotnącej w procesie szlifowania na profilowej szlifierce optycznej sterowanej numerycznie. Proces szlifowania miniaturowych części realizowano ściernicami supertwardymi ze ścierniwem diamentowym i regularnego azotku boru spojonych spoiwem metalowym. Zaprezentowano technologię szlifowania oraz wyniki dokładności kształtowo-wymiarowej i chropowatości powierzchni uzyskane w tych procesach.

SŁOWA KLUCZOWE: szlifowanie, miniaturowe części, szlifierka profilowa, ściernice supertwarde

ABSTRACT: In the article the technology of shaping of miniature parts made from Alund ceramics and hardened HSS steel in grinding process using CNC optical profile grinder has been presented. The grinding process of miniature parts has been carried out using diamond and CBN metal bond super hard grinding wheels. Also grinding technology and investigation results concerning shape and dimensional accuracy and surface roughness obtained after grinding have been depicted.

KEYWORDS: grinding process, miniature parts, profile grinder, superhard grinding wheels

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.351

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczące wpływu warunków szlifowania i polerowania na kształtowanie morfologii i struktury geometrycznej powierzchni stopu magnezu AZ31. Zakres prezentowanych badań obejmował próby konwencjonalnego szlifowania próbek ze stopu magnezu ściernicą supertwardą CBN oraz ich polerowania krążkami ściernymi i zawiesiną ścierną.

SŁOWA KLUCZOWE: szlifowanie konwencjonalne, stopy magnezu, morfologia powierzchni, struktura geometryczna powierzchni, histogramy pomiarowe

ABSTRACT: In the article the results concerning influence of processing conditions of grinding and polishing on shaping of AZ31 magnesium alloy surface texture have been presented. The range of presented investigation results included conventional grinding of circular samples made of AZ31 magnesium alloy and their polishing using different abrasive materials.

KEYWORDS: conventional grinding, magnesium alloys, surface morphology, surface texture, roughness histogram

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.352

STRESZCZENIE: W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczące oceny zdolności skrawnych ściernic supertwardych ze spoiwem metalowym. W procesie szlifowania stopu tytanu Ti6Al4V zastosowano ściernice z regularnego azotku boru (cBN) oraz diamentu syntetycznego (SD). Zdolności skrawne ściernic oceniano na podstawie testu szlifowania wzorca i rejestracji za pomocą urządzenia pomiarowego dwóch wskaźników: wydajności objętościowej szlifowanego wzorca - Q_w i temperatury szlifowania wzorca – Θ_w.

SŁOWA KLUCZOWE: ściernice supertwarde, zdolność skrawna, urządzenie pomiarowe, temperatura szlifowania, wydajność objętościowa szlifowania

ABSTRACT: In the paper investigation results concerning assessment of abilities of metal-bonded superhard grinding wheels have been presented. During Ti6Al4V titanium alloy grinding process the grinding wheels made of cubic boron nitride (CBN) and synthetic diamond (SD) have been used. Cutting abilities of grinding wheels has been estimated basing on during test recorded of two parameters: volumetric efficiency - Q_w and temperature of grinding pattern – Θ_w.

KEYWORDS: superhard grinding wheels, cutting ability, measuring equipment, grinding temperature

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.353

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczące oceny stanu zużycia i zdolności skrawnych ściernic supertwardych ze spoiwem metalowym na podstawie stereometrycznych parametrów czynnej powierzchni ściernicy (CPS). Zużycie ściernic określono na podstawie profilogramów poprzecznych CPS, a ocenę ich zdolności skrawnych w oparciu o stereometryczne parametry CPS, w tym: liczność ziaren ściernych, liczność ostrzy statycznych S_n, ostrzy kinematycznych H_n i niezdeformowaną grubość wiórów T_n.

SŁOWA KLUCZOWE: ściernice supertwarde, czynna powierzchnia ściernicy, zużycie ściernic, zdolność skrawna

ABSTRACT: In the paper investigation results concerning assessment of wear and cutting abilities of metal-bonded super-hard grinding wheels on the base of stereometric parameters of cutting surface of grinding wheel have been presented. Wear of grinding wheels has been estimated basing on lateral profilograms of CSGW, however their cutting ability basing on stereometric parameters of CSGW, including: amount of abrasive grains, static cutting edges S_n, kinematical edges H_n and undeformed thickness of chips T_n.

KEYWORDS: super-hard grinding wheels, cutting surface of grinding wheels (CSGW), wear of wheel, cutting ability

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.354

STRESZCZENIE: Przeanalizowano wpływ modyfikacji monokrystalicznej ściernicy korundowej na przebieg procesu szlifowania stopu tytanu Ti6Al4V. Opisano stanowisko badawcze i warunki badań doświadczalnych. Określono zależności składowych siły szlifowania od parametrów procesu dla ściernicy konwencjonalnej i modyfikowanej. Przeanalizowano kształtowanie chropowatości podczas szlifowania stopu Ti6Al4V.

SŁOWA KLUCZOWE: szlifowania płaszczyzn, stopy tytanu, siły w procesie szlifowania, chropowatość powierzchni

ABSTRACT: Effect of modification of mono-crystalline corundum grinding wheel on surface grinding process of Ti6Al4V titanium alloy was analyzed. The test stand and grinding conditions were described. The relationships between components of grinding force and grinding parameters for conventional and modified grinding wheels were determined. The formation of surface roughness during the grinding of the titanium alloy Ti6Al4V was analyzed.

KEYWORDS: surface grinding, titanium alloys, forces in grinding process, surface roughness

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.355

STRESZCZENIE: Zbadano wpływ przewodnictwa cieplnego, współczynnika rozszerzalności cieplnej i współczynnika odporności na kruche pękanie spoiw szklanokrystalicznych na przebieg zużycia ściernic z polikrystalicznego cBN w procesie szlifowania stali 100Cr6. Zastosowanie spoiwa szklanokrystalicznego o wyższym współczynniku odporności na kruche pękanie, zawierającego fazę krystaliczną o wysokim przewodnictwie cieplnym powoduje, że przebieg procesu ścierania może odbywać się przy określonych warunkach, bez zużycia adhezyjnego, a prawie wyłącznie według mechanizmu polegającego na pękaniu międzyziarnowym i mikroodpryskiwaniu spoiwa i ziarna ściernego.

SŁOWA KLUCZOWE: mikrokrystaliczny cBN, spoiwo szklano krystaliczne, zużycie

ABSTRACT: The effects of the thermal conduction, the thermal expansion coefficient and the fracture toughness coefficient of glass-crystalline binders on wear of grinding wheels made of polycrystalline cBN in the process of grinding 100Cr6 steel were tested. The application of the glass crystalline binder with a higher fracture toughness coefficient, containing the crystalline phase with high thermal conductivity causes the process of wear may take place, under certain conditions, without adhesive wear, and almost exclusively with a mechanism involving the intercrystalline cracking and micro-chipping of the binder and abrasive grains.

KEYWORDS: microcrystalline cBN, glass-crystalline binder, wear of grinding wheels

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.356

STRESZCZENIE: Przedstawiono wyniki badań szlifowania stali nierdzewnej 1H12N2MVFBA ściernicą z diamentu i CBN. Określono wpływ materiału ściernego na parametry eksploatacyjne części przy tarciu ślizgowym i procesach korozyjno-zmęczeniowych.

SŁOWA KLUCZOWE: szlifowanie, ściernica, CBN, diament, stal nierdzewna

ABSTRACT: In the paper experimental researches of grinding of stainless steel 1H12N2MVFBA CBN and diamond grinding wheel were presented. The influence of grinding parameters on the resistance of steel under sliding friction and corrosion fatigue processes is show. The development finishing treatment is given more effective in place of traditionally applied - electro-corundum grinding with next stabilizing tempering and mechanical polishing.

KEYWORDS: grinding, grinding wheel, CBN, diamond, stainless steel

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.357

STRESZCZENIE: W artykule opisano adaptację sprzętu i oprogramowania do badań błędnych ruchów wrzecion szlifierek bez użycia precyzyjnego wzorca. Elementem odniesienia dla czujników może być dowolna (niedokładna) obracająca się powierzchnia wrzeciona szlifierki. Ponieważ błędy kształtu czy chropowatość powierzchni nie są błędami ruchu, w opracowanej metodzie, dzięki specyfice pomiarów i zastosowanych algorytmów możliwe jest określenie rzeczywistej wartości błędnych ruchów wrzeciona szlifierki. Opracowana metoda została sprawdzona w praktyce.

SŁOWA KLUCZOWE: błędne ruchy wrzeciona, dokładność obrabiarki, diagnostyka obrabiarek

ABSTRACT: This article describes the adaptation of hardware and software for grinding spindle error movements’ measurement without the use of precision target. Reference for the sensor element can be any (inaccurate) rotating spindle’s surface. Because the shape or surface roughness are not error movements, thanks to the specificity of measurements and applied algorithms, in developed method it is possible to determine the actual value of the real error movements of the spindle. The developed method has been tested in practice.

KEYWORDS: spindle error motions, machine tool accuracy, metrology

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.358

STRESZCZENIE: W pracy zaprezentowano wyniki analizy wpływu cech steometrycznych ziaren na boczne przepływy materiału oraz naprężenia i odkształcenia w strefie mikroskrawania. Do analizy wykorzystano modele ziaren rzeczywistych tworzone na podstawie danych z pomiarów z wykorzystaniem triangulacyjnego skanera ATOS III SO. Ziarna zostaną poddane transformacji chmury punktów do modelu CAD. Modele te zostały zaimplementowane do systemu Ansys. Wyznaczono wpływ orientacji ziarna ściernego na intensywność niekorzystnych bocznych przepływów materiału.

SŁOWA KLUCZOWE: Ansys, mikroskrawanie, szlifowanie, modelowanie, MES

ABSTRACT: The paper presents the results of analysis of the impact geometrical features of grains on the side of the material flows and the stresses and strains in the zone microgrinding. Models used for the analysis of real grains formed based on data from measurements using triangulation scanner ATOS III SO. Grains will be the transformation of point cloud to CAD model. These models were implemented into the system Ansys. The effect of orientation of the abrasive grains to the intensity of the negative side of the material flow.

KEYWORDS: Ansys, microginding, grinding, modeling, FEM

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.359

STRESZCZENIE: W pracy autorzy przeanalizowali procesy oddzielania materiału, których złożoność wynika ze zmienności właściwości geometrycznych ostrzy ziaren ściernych. Znajomość naprężeń i odkształceń oraz sił i energii, pozwala uzyskać wiele cennych informacji dotyczących zjawisk zachodzących w procesie mikroskrawania. Analizy przeprowadzone zostały w systemie Ansys, a założenia oraz wyniki symulacji poddane zostały walidacji eksperymentalnej.

SŁOWA KLUCZOWE: Ansys, mikroskrawanie, szlifowanie, modelowanie, MES

ABSTRACT: The authors analyzed the material separation processes, whose complexity follows from the volatility the blades geometric properties of the abrasive grains. Knowledge of stress and strain and the strength and energy, allows you to get a lot of valuable information on the phenomena occurring in the process of Microcutting. Analyses were carried out in the system Ansys and assumptions and the simulation results were subjected to experimental validation.

KEYWORDS: Ansys, microcutting, grinding, modeling, FEM

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.360

STRESZCZENIE: Generowanie topografii powierzchni zgodnych ze skutkami określonego procesu obróbki może być wynikiem symulacji procesu. W przypadku obróbki ściernej, gdy powierzchnia obrabiana jest kształtowana przez wielką liczbę ziaren (nawet 10⁶-10⁹ ziaren na mm² powierzchni), to obliczenia symulacyjne są niezwykle czasochłonne i mogą wymagać nawet ponad 10¹⁸ operacji matematycznych. Oddziaływania ziaren ściernych w kolejnych przejściach, sekwencyjnie zmniejszające nierówności powierzchni poprzez usuwanie coraz mniejszych warstw materiału, mogą być opisywane, jako addytywna kumulacja składowych o coraz mniejszej wysokości nierówności i coraz wyższym wymiarze fraktalnym. W referacie przedstawiono metodykę i algorytm tworzenia modeli powierzchni po obróbce ściernej.

SŁOWA KLUCZOWE: topografia powierzchni, obróbka ścierna, wymiar fraktalny

ABSTRACT: A Generating the surface topography consistent with the effects of a particular the machining process may be the result of process simulation. If the abrasive machining when a machining surface is formed by a large number of grains (even 10⁶-10⁹ grains per mm² in area), the simulation calculations are extremely time consuming and may require even more than 10¹⁸ mathematical operations. The impact of abrasive grains in subsequent passes, sequentially reduce interest topography of the surface and removes smaller and smaller layers of material, they can be described as additive components stereometric accumulation of decreasing the amount of unevenness and increasingly higher fractal dimension.

KEYWORDS: surface topography, abrasive machining, fractal dimension

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.361

STRESZCZENIE: Szlifowanie powierzchni śrubowych ściernicami krążkowymi o stożkowej powierzchni czynnej daje w wyniku obróbki nieprostokreślne powierzchnie stożkopochodne. Zarys osiowy takich powierzchni jest wypukły i w żadnym jej przekroju nie jest prostoliniowy. Obróbka wstępna powierzchni śrubowych, na przykład poprzez toczenie tworzy powierzchnię o prostoliniowym zarysie osiowym lub prostoliniowym zarysie w przekroju normalnym do określonej linii śrubowej na walcu o ustalonej średnicy. Kształt strefy szlifowania wynika z różnych zarysów osiowych po obróbce wstępnej oraz po szlifowaniu. W referacie przedstawiono algorytmy modelowania powierzchni śrubowych ślimaków stożkowych w środowisku Matlab oraz wyznaczono zmiany grubości naddatku na szlifowanie wzdłuż wysokości zarysu powierzchni.

SŁOWA KLUCZOWE: szlifowanie powierzchni śrubowych, modelowanie, grubość naddatku

ABSTRACT: Grinding the grinding wheels roller about the active conical surface of screw, yields a result in machining of surface the conical of derivative, which is not a rectilinear. An outline of such axial surface is convex and in any section thereof not perpendicular. Pretreatment of the surface the helical, for example for turning forms a surface with a rectilinear outline axially or a rectilinear contour in cross section normal to a specific helix on the cylinder with a fixed diameter. The shape of the grinding zone due to the different axial profiles after pretreatment, and after grinding. In the paper presents algorithms for surface modeling the screw conical worms in Matlab and determination of the allowance for variations in thickness along the height contour grinding surface.

KEYWORDS: surface screw grinding, modeling, thickness of cut

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.362

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono metodykę wyodrębniania śladów skrawania, tworzonych przez poszczególne ziarna na czynnej powierzchni ściernicy ze zbiorów danych opisujących zmiany topografii obrabianej powierzchni w opracowanych procedurach symulacji procesu szlifowania. Określono relacje długości i największej głębokości śladu dla różnych stanów procesu, a także wyznaczono rozkłady grubości przekrojów warstw skrawanych poszczególnymi ostrzami. Wykazano, że występowanie drgań może być przyczyną istotnej zmiany statystyki cech geometrycznych śladów obróbki.

SŁOWA KLUCZOWE: topografia śladów skrawania, symulacja procesu szlifowania, drgania

ABSTRACT: This paper presents a methodology to extract traces of cutting, created by individual grains on the active surface of the grinding wheel from the collection of data describing the topography change machined surface in the developed of grinding process of simulation procedures. Was specified relationships the length and depth of the largest trace for the various process steps, and the distributions of thickness cross-sectional layers of the individual cut with blades. It has been shown that the presence of vibration can cause a significant change in the statistics of geometrical features traces of processing.

KEYWORDS: topography traces of cut, simulation of grinding process, vibrations

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.363

STRESZCZENIE: W publikacji opisano metody akwizycji danych informujących o stanie powierzchni czynnej ściernicy bez konieczności demontażu narzędzia z obrabiarki. Pierwszą z opisanych metod jest tworzenie replik powierzchni w systemie RepliSet, druga metoda polega na skanowaniu przestrzennym powierzchni ściernicy z wykorzystaniem skanera Atos III. Jako metodę pomiarową referencyjną przyjęto pomiary SGP narzędzia z wykorzystaniem mikroskopu konfokalnego. Wyznaczono parametry oceny SGP powierzchni uzyskanych z wykorzystaniem badanych metod oraz metody referencyjnej. Porównano wyniki badań.

SŁOWA KLUCZOWE: system skanowania przestrzennego, replika, skaner, struktura geometryczna powierzchni, ściernica

ABSTRACT: The publication describes the method of data acquisition informing about the state of the active surface of the wheel without removing the tool from the machine. The first of these methods is to create replicas area RepliSet system, the second method involves spatial scanning of the wheel using the scanner Atos III. As a reference measurement method adopted measures SGP tools using a confocal microscope. Set parameters for assessing the SGP surface obtained from the use of these methods and the reference method. We compared results.

KEYWORDS: spatial scanning system, a replica, scanner, geometric structure of the surface, the wheel

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.364

STRESZCZENIE: W publikacji opisano metodykę oraz wyniki badań dotyczących cech stereometrycznych powierzchni diamentowych folii ściernych. Narzędzia te stosowane są w różnych zabiegach precyzyjnego wygładzania powierzchni o bardzo wysokiej gładkości i dokładności. Przedstawiono wyniki analizy rozmiarów wierzchołków w płaszczyźnie równoległej do powierzchni folii oraz w kierunku do niej prostopadłym, dokonano oceny odległości pomiędzy ziarnami z wykorzystaniem dekompozycji powierzchni na komórki Voronoi. W celu określenia powierzchni folii niezbędnej do realizacji określonej operacji wygładzania opracowano wskaźnik, który zależy od sumarycznego profilu folii w postaci obwiedni sumy rzutów wierzchołków wzniesionych ponad pewien określony poziom z uwzględnieniem kształtu strefy obróbki oraz zagłębień ziaren w materiał obrabiany.

SŁOWA KLUCZOWE: folia ścierna, mikrowygładzanie, potencjał obróbkowy, diamentowe ziarna ścierne

ABSTRACT: The publication describes the methodology and results of research on the characteristics of the surface stereometric diamond abrasive film. These tools are used in various treatments precise smoothing of very high smoothness and accuracy.We present the results of the analysis of the size of vertices in a plane parallel to the film surface. The evaluation of the distance between the grains using the decomposition of the surface of the Voronoi cell. To determine the film surface is necessary to providing a predetermined finishing operation indicator has been developed. The indicator depends on the profile summary foil envelope in the form of the vertices of the sum throws elevated above a certain level. Included the shape of the tool in the treatment zone.

KEYWORDS: abrasive foil, microfinishing, the potential machining, diamond abrasive grains

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.365

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono badania mikrowiórów tworzonych w procesie mikrowygładzania foliami ściernymi. Przeanalizowano cechy geometryczne mikrowiórów i stwierdzono występowanie bardzo długich wiórów w porównaniu do ich szerokości. Zaobserwowano również, występowanie wiórów kulistych, co należy uznać za skutek występowania lokalnie bardzo wysokich temperatur w strefie obróbki. Zaobserwowano istnienie dwóch charakterystycznych struktur wiórów kulistych oraz zbadano ich skład chemiczny. Na podstawie płytkowej budowy wiórów wstęgowych wyznaczono cechy mikronieciągłości w procesie mikroskrawania.

SŁOWA KLUCZOWE: mikrowióry, produkty obróbki, folie ścierne, nieciągłość procesu

ABSTRACT: Studied micro-chips created in the process of micro-abrasive films. Analyzed geometrical characteristics of the micro-chips, are at very long chips compared to their width. It was also observed, the presence of high temperature in the treatment zone, which resulted in the formation of chip like sphere. It has been observed that there are two characteristic structures of spherical chips and examined their chemical composition. On the basis of the strip-like plate construction chip set features micro-discontinuities in the Microcutting.

KEYWORDS: chips, products after machining, abrasive films, discontinuity of the process

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.366

STRESZCZENIE: W pracy przedstawiono zastosowanie metody rozpraszania światła do oceny stanu czynnej powierzchni jednowarstwowych ściernych materiałów nasypowych z ziarnami typu Trizact™. Analizie poddano siedem dysków ściernych o ziarnistości A160, A100, A65, A45, A30, A16, A6, które oświetlano wiązką laserową o długości fali λ = 660 nm. Światło odbite i rozproszone przez elementy powierzchni tworzyło obraz optyczny widoczny w płaszczyźnie obserwacji. Do analizy zastosowano oprogramowanie Image Pro®-Plus, w którym, dla zarejestrowanych obrazów, wyznaczano wybrane parametry geo- i fotometryczne.

SŁOWA KLUCZOWE: Rozpraszanie światła, metody skaterometryczne, przetwarzanie i analiza obrazu, jednowarstwowe materiały ścierne, ziarna ścierne Trizact™

ABSTRACT: The condition of surface of the abrasive tools is an important factor, which guaranteed the proper course and results of the machining process. Detection of fracture and abrasive wear of the grains as well as localization and analysis of smears of the workpiece material can be assessed by the use of non-contact optical methods. In the work, the use of light scattering methods for assessment of condition of active surface of the monolayer abrasive grains Trizact™ was presented. Analysis were conducted on seven 7 Trizact™ abrasive discs with different gradations of agglomerate: A160, A100, A65, A45, A30, A16, A6, which were illuminated by a laser beam (wavelength λ = 660 nm). The light reflected and scattered by the surface elements has formed a characteristic pattern visible in a observation plan. For analysis of acquired images and determining selected geo- and photometric parameters was used the Image Pro® Plus software. The obtained results were compared with the analyses carried out for abrasive sheets with: Cubitron™ II grains, silicon carbide SiC grains as well as Al₂O₃ grains with sputtered layer of gold by PVD method.

KEYWORDS: Light scattering, light scattering methods, image processing and analysis, monolayer abrasive bulk materials, abrasive grains Trizact™

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.367

STRESZCZENIE: W artykule zaprezentowano wyniki badań dotyczących wyboru parametrów topografii czynnej powierzchni ściernicy z CBN ze spoiwem galwanicznym, które mogłyby być przydatne w określaniu stopnia jej zużycia pod kątem oceny jej właściwości skrawnych.

SŁOWA KLUCZOWE: topografia powierzchni, klasyfikacja parametrów, zużycie ściernic

ABSTRACT: The paper presents the results of the research focused on choosing surface topography parameters that can be useful for predicting the level of galvanic grinding wheel wear and its cutting properties.

KEYWORDS: surface topography, parameter classification, grinding wheel wear

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.368

STRESZCZENIE: W artykule zaprezentowano teoretyczną i eksperymentalną analizę modalną korpusu obrabiarki. Analiza modalna jest powszechnie wykorzystywaną w praktyce techniką badania dynamicznych właściwości obiektów. Została przeprowadzona w celu porównania wyników teoretycznych z badaniami doświadczalnymi. Wyniki otrzymane na drodze teoretycznej analizy modalnej okazały się wysoce zbieżne z badaniami eksperymentalnymi. Ta weryfikacja modelu teoretycznego z wynikami doświadczalnymi dała podstawy do przeprowadzenia badań, na podstawie których wyciągnięto wnioski na temat dynamicznego zachowania obiektu badań.

SŁOWA KLUCZOWE: analiza modalna, teoretyczna analiza modalna, eksperymentalna analiza modalna

ABSTRACT: The paper presents a theoretical and experimental modal analysis of the machine tool body. Modal analysis is a technique widely used in practice for exploring the dynamic properties of objects. The analysis was carried out in order to compare the theoretical results with experimental studies. The results obtained by a theoretical modal analysis have proven to be highly convergent with experimental studies. The verification of the theoretical model with experimental results gave reasonable grounds to conduct a study based on the revised model. On this basis conclusions about the dynamic behavior of the object of research were drawn.

KEYWORDS: modal analysis, theoretical modal analysis, experimental modal analysis

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.369

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono teoretyczną analizę modalną dwóch korpusów obrabiarki: jednego wykonanego z żeliwa szarego oraz drugiego wykonanego z hybrydowego połączenia żeliwa i odlewu mineralnego. Analiza została przeprowadzona w celu określenia właściwości dynamicznych dwóch korpusów o podobnych kształtach wykonanych w tradycyjnej oraz nowatorskiej technologii odlewniczej. Dodatkowo przeprowadzono analizę sztywności statycznej konstrukcji obu korpusów. Podczas badań symulacyjnych stwierdzono wzrost sztywności dynamicznej oraz wzrost sztywności statycznej korpusu obrabiarki wykonanego z hybrydowego połączenia żeliwa szarego i odlewu mineralnego.

SŁOWA KLUCZOWE: odlew mineralny, odlew żeliwny, korpus obrabiarki, właściwości dynamiczne

ABSTRACT: The paper presents a theoretical modal analysis of the two machine tool bodies: one made of gray cast iron and the second made of hybrid connection of cast iron and mineral cast. The analysis was conducted in order to determine the dynamic properties of two bodies of similar shapes made in the traditional and innovative casting technology. In addition, an analysis of the static stiffness of the structure of two bodies was performed. During the simulation studies it was found an increase in dynamic stiffness and increase in static rigidity of the machine tool body made of hybrid connection of cast iron and mineral cast. The results of theoretical studies have confirmed the desirability of using hybrid construction because the dynamic properties of so formed body are more favorable in comparison with the conventional body made of cast iron.

KEYWORDS: mineral cast, cast iron, machine tool body, dynamic properties

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.370

STRESZCZENIE: W artykule scharakteryzowano rolę i rodzaje płynów chłodząco-smarujących (PCS) stosowanych w procesach szlifowania. Opisano konwencjonalne metody doprowadzania PCS do strefy szlifowania, takie jak metoda zalewowa, strumieniowo-ciśnieniowe doprowadzenie PCS, dysze trzewikowe oraz sposoby odśrodkowego podawania chłodziwa. Na tle tej charakterystyki przedstawiono metody umożliwiające zminimalizowanie wydatku PCS oraz chłodzenie strefy obróbki z użyciem dysz podających schłodzone sprężone powietrze. W podsumowaniu wskazano trendy rozwojowe wynikające z przedstawionej analizy.

SŁOWA KLUCZOWE: płyn chłodząco-smarujący, chłodzenie strefy szlifowania, smarowanie strefy szlifowania

ABSTRACT: The article describes the role and types of grinding fluid (GF) used in the grinding processes. Described the conventional method of supplying GF into the grinding zone, such as flood method, pressure nozzles, shoe nozzles, and methods of centrifugal coolant provision. On the basis of these characteristics were presented methods to minimize the expenditure of GF as well as cooling the machining zone using cold air guns. In summary the trends of development arising from presented analysis were indicated.

KEYWORDS: grinding fluid, cooling of the grinding zone, lubrication of the grinding zone

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.371

STRESZCZENIE: Stan energetyczny warstwy wierzchniej materiałów konstrukcyjnych takich jak stop magnezu AZ91HP jest ważna miarą podatności danej powierzchni, a w zasadzie warstwy wierzchniej na możliwość stosowania technologii, w których adhezja odgrywa istotną rolę. W artykule zaprezentowano wyniki badań stanu energetycznego warstwy wierzchniej stopu magnezu po obróbce ściernej oraz frezowaniu. Pracę zakończono wnioskami.

SŁOWA KLUCZOWE: swobodna energia powierzchniowa SEP, stop magnezu, warstwa wierzchnia

ABSTRACT: Energetic properties of the surface layer of AZ91HP magnesium alloy have to be taken into consideration during preparation of elements to operations such as joint, caulking, painting and others surface engineering technologies. Many factors such as geometrical and physicochemical have influence on energetic properties. One of the most important factors is surface roughness after cutting processes, chemical and thermal treatment. Abrasive machining and face milling are one of the technologies currently used in the automotive, aerospace industry and many other branches of industry. The purpose of the article was to present results of energetic properties of the surface layer of magnesium alloy after abrasive machining and face milling. The paper ends with conclusions.

KEYWORDS: surface free energy (SFE), magnesium alloys, surface layer

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.372

STRESZCZENIE: W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań dotyczące określenia stanu naprężeń własnych powstałych w wyniku kształtowania warstwy wierzchniej materiału poprzez obróbkę nawęglania próżniowego i szlifowania. Synergiczny wpływ obróbki cieplno-chemicznej i ściernej badano na próbkach pierścieniowych wykorzystywanych do badań naprężeń własnych metodą Dawidenkowa. Próbki poddano procesowi nawęglania próżniowego i następnie szlifowano ściernicą elektrokorundową - 38A60K8V oraz ściernicą z ziarnami CBN - RNB80/63B75V. Podczas szlifowania stosowano ciecze obróbkowe: emulsja olejowa 5%, wydatek ok. 20 l/min, olej Micro5000 podawany z minimalnym wydatkiem (MQL) ok. 25 ml/h, obróbka na sucho. Na podstawie przeprowadzonych badań określono wpływ rodzaju ściernicy oraz czynnika chłodząco–smarującego na rozkład naprężeń własnych w warstwie wierzchniej. Najlepsze efekty szlifowania, w odniesieniu do rozkładu naprężeń własnych, uzyskano przy podawaniu cieczy obróbkowej (emulsji olejowej) w trybie obfitym podczas szlifowania ściernicą z ziarnami CBN.

SŁOWA KLUCZOWE: synergizm, naprężenia własne, nawęglanie próżniowe, szlifowanie

ABSTRACT: In this paper we present research concerning the determination of the stresses resulting from forming the material surface layer by vacuum carburizing and grinding. The synergistic effect of thermo-chemical and abrasive treatments was studied on ring samples used for Dawidenkow stress calculation method. The samples were subjected to vacuum carburizing and then grinded using aloxite grinding wheel -38A60K8V and CBN-RNB80/63B75V. When grinding, apart from dry machining, selected cutting fluids were used: 5% oil emulsion with quantity lubrication approx. 20 l/min, oil Micro5000 administered with a minimum quantity lubrication (MQL) approx. 25 ml/h. Based on the study, the effect of grinding-cooling lubricant type on the stresses distribution in the surface layer was defined. Optimum results with respect to the distribution of stresses were achieved for the abrasive treatment in fluid (oil emulsion) under rich lubrication regime using CBN grinding wheel.

KEYWORDS: synergy, residual stresses, vacuum carburizing, grinding

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.373

STRESZCZENIE: W referacie zaprezentowano wyniki badań wybranych cech stereometrycznych i fizycznych warstwy wierzchniej elementów po wycinaniu wysokociśnieniowym strumieniem wodnościernym i laserowo na materiałach wykonanych ze stali konstrukcyjnej. Badania prowadzono w odniesieniu do fizycznych cech warstwy wierzchniej, mikrotwardości oraz gradientu umocnienia. W przeprowadzonych badaniach cech stereometrycznych WW uzyskano dane dotyczące cech wertykalnych i horyzontalnych parametrów profilu chropowatości łącznie z krzywymi nośności powierzchni.

SŁOWA KLUCZOWE: cięcie wysokociśnieniowym strumieniem wodnościernym, warstwa wierzchnia, mikrotwardość, chropowatość

ABSTRACT: The paper presents the results of research of selected stereometrical and physical features of the surface layer elements made of steel after abrasive water jet cutting and laser cutting . The study was conducted in relation to the physical characteristics of the surface layer, microhardness and strengthening gradient. In this study stereometric features of the surface layer obtained data on the characteristics parameters of vertical and horizontal surface profile including carrying capacity curves surfaces.

KEYWORDS: abrasive water jet cutting, the surface layer, microhardness, surface roughness

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.374

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono system sterowania kompensacyjnego geometrycznego dla procesu szlifowania kłowego wałków. Celem systemu jest usunięcie początkowego błędu kształtu i uzyskanie pożądanej dokładności wymiarowo-kształtowej obrabianego przedmiotu w minimalnym czasie. Omówiono model odkształceń sprężystych i cieplnych obrabianych przedmiotów. Opisano algorytmy identyfikacji stanu procesu oraz kompensacji zakłóceń występujących w procesie szlifowania kłowego wałków. W końcowej części pracy przedstawiono wyniki obróbki przykładowych detali.

SŁOWA KLUCZOWE: sterowanie geometryczne, szlifowanie cylindryczne, monitorowanie

ABSTRACT: The article presents a geometrical compensatory control system for plunge grinding process. The purpose of the system is to remove the initial workpiece shape error and to achieve a desired geometrical workpiece accuracy in a minimum time. Thermal expansion and compliance workpiece models were described. Additionally process state identification and disturbance compensation algorithms are presented. In the end the results of exemplary parts grinding results are presented.

KEYWORDS: geometrical control, cylindrical grinding, monitoring

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.375

STRESZCZENIE: W artykule zaprezentowano badania szlifowania brązu krzemowego BK31 dla różnych warunków obróbki. Próby wykonano na szlifierce kłowej do wałków z zastosowaniem dwóch ściernic. Przeprowadzono analizę wpływu warunków obróbki na zmiany składowych sił szlifowania, temperatury szlifowania oraz emisji akustycznej. W końcowej części pracy przedstawiono wpływ warunków obróbki na chropowatość szlifowanych przedmiotów.

SŁOWA KLUCZOWE: brąz krzemowy, szlifowanie cylindryczne, monitorowanie

ABSTRACT: In the paper grinding process has been studied in the machining of silicon bronze BK31 alloy for different grinding conditions. Grinding tests has been done on cylindrical grinding machine with the use of two kinds of grinding wheels. An analysis was carried out to investigate the influence of grinding conditions on the grinding force components, grinding temperatures and acoustic emission signal. In the end, the influence of grinding conditions on workpiece surface roughness, is presented.

KEYWORDS: silicon bronze, plunge grinding, monitoring

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.376

STRESZCZENIE: Przedstawiono techniki wytwarzania i właściwości obecnie produkowanych ścierniw z czarnego i zielonego węglika krzemu oraz monowęglika krzemu i mikrowłókien (whiskerów) węglika krzemu. Wskazano i omówiono aktualne trendy rozwojowe ścierniw z węglika krzemu w postaci spiekanego węglika krzemu, mikrokrystalicznego węglika krzemu i nanokrystalicznego węglika krzemu oraz nanokrystalicznych włókien węglika krzemu.

SŁOWA KLUCZOWE: węglik krzemu, ścierniwo, wytwarzanie, trendy rozwoju

ABSTRACT: Techniques for the production and properties of currently manufactured abrasives with black and green silicon carbide, monocarbide silicon and the mikrofiber (whiskers) from silicon carbide was presented. Stated and discussed current development trends of abrasive silicon carbide in the form of a sintered microcrystalline silicon carbide, silicon carbide, nanocrystalline silicon carbide and nanocrystal fibers from silicon carbide.

KEYWORDS: Silicon carbide, abrasives, preparation, development trend

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.377

STRESZCZENIE: W artykule zaprezentowano nową konstrukcję łożyska gazostatycznego. Łożysko powstało na podstawie analizy istniejących konstrukcji, jednak ma prostszą budowę. W drugiej części artykułu zaprezentowano metodę obliczeń i wyniki analizy matematycznej łożyska.

SŁOWA KLUCZOWE: łożysko gazostatyczne, MATLAB, SIMULINK, analiza matematyczna, dynamika wału, strumień masy

ABSTRACT: The article presents a new gasostatic bearing design. Bearing was established on the basis of existing structures, but has a simpler design. In the second part of the article the calculation method and the results of mathematical analysis have been presented.

KEYWORDS: gasostatic bearing, MATLAB, SIMULINK, mathematical analysis, shaft dynamics, mass flow

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.378

STRESZCZENIE: Niniejszy artykuł jest kontynuacją publikacji dotyczącą nowoopracowanej konstrukcji łożysk gazostatycznych. Przedstawiono w nim konstrukcję zaprojektowanego stanowiska badawczego oraz przedstawione zostaną przykładowe wyniki badań i wnioski wynikające z badań i porównania ich z wynikami analizy matematycznej.

SŁOWA KLUCZOWE: stanowisko badawcze, badanie wrzeciona szlifierskiego, łożysko gazostatyczne

ABSTRACT: This article is a continuation of the publication on newly developed design of the gasostatic bearings. It presents structure designed test bench and will be presented examples of the results of research and the study's conclusions and compare them with the results of mathematical analysis.

KEYWORDS: workstation, spindle research, gasostatic bearing

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.379

STRESZCZENIE: W artykule zaprezentowano wyniki pracy modelu szlifowania wibracyjnego z wprowadzaniem oscylacji na przedmiot obrabiany. Przedstawiono wybór częstotliwości wprowadzanych do modelu poprzez wyznaczenie widmowej funkcji przejścia struktury szlifierki wykorzystując eksperymentalną analizę modalną.

SŁOWA KLUCZOWE: modelowanie, szlifowanie wibracyjne

ABSTRACT: Model results of vibratory grinding with workpiece stimulated into forced vibration were presented in the article. The selection of frequency values for forced vibration was performed by determination of the spectral transfer function FRF for the grinder using the experimental modal analysis method.

KEYWORDS: modelling, vibratory grinding

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.380

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono wyniki prób wgłębnego szlifowania żeliwa sferoidalnego ausferrytycznego z węglikami dla różnych ściernic i parametrów obróbki. Wyznaczono wpływ kinematycznych parametrów procesu na wybrane właściwości warstwy wierzchniej przedmiotu oraz siłę szlifowania i drgania.

SŁOWA KLUCZOWE: szlifowanie cylindryczne, żeliwo sferoidalne ADI

ABSTRACT: The results of investigations of plunge grinding of austempered ductile cast iron (ADI) with metal carbides content are presented in the paper. Investigations were carried out for different grinding wheels and grinding parameters. The influence of grinding process conditions on the selected surface layer properties after grinding as well as on grinding forces and vibrations was determined.

KEYWORDS: cylindrical plunge grinding, austempered ductile cast iron

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.381

STRESZCZENIE: W pracy zbadano możliwości zastosowania sieci neuronowych do przewidywania wytrzymałości połączenia metal – ceramika w zależności od zastosowanych parametrów uprzedniej obróbki strumieniowo-ściernej. Na podstawie badań doświadczalnych opracowano zestaw 180 wzorców uczących a następnie uczono grupę 150 losowo wytypowanych sieci neuronowych, w celu doboru sieci o najlepszym dopasowaniu. Zaprojektowana sztuczna sieć neuronowa symuluje prawidłowo rzeczywistą zależność występującą podczas obróbki strumieniowo-ściernej i może być stosowana do określenia wytrzymałości połączenia metalu z ceramiką.

SŁOWA KLUCZOWE: obróbka strumieniowo-ścierna, połączenie ceramika-metal, sieci neuronowe

ABSTRACT: The study investigated the possibility of using neural networks to predict the strength of the connection metal - ceramic depending upon the parameters of the prior blasting. On the basis of experiments developed a set of 180 patterns of learning and then were taught a group of 150 randomly selected neural network, for the selection of the network with the best match. Designed an artificial neural network simulates correctly the real dependence, produced during blasting and it can be used to determine the bond strength metal with ceramics.

KEYWORDS: abrasive blasting, ceramic-to-metal connection, neural network

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.382

STRESZCZENIE: Zamek łopatki sinika lotniczego obrabiany jest zazwyczaj poprzez szlifowanie głębokie z posuwem pełzającym CFG za pomocą ściernicy kształtowej. Istotną rolę w procesie szlifowania głębokiego odgrywa prawidłowe doprowadzenie chłodziwa do strefy szlifowania. Ważnym czynnikiem mającym wpływ na warunki szlifowania jest konstrukcja dysz chłodziwa. Skonstruowano kształtowe dysze do chłodzenia i czyszczenia ściernicy w procesie szlifowania zamka łopatki silnika lotniczego. Przeanalizowano i zoptymalizowano konstrukcję dysz pod kątem uzyskania odpowiednich parametrów wypływu strugi chłodziwa. Przeprowadzono obliczenia MES konstrukcji dysz.

SŁOWA KLUCZOWE: MES, szlifowanie CFG, płyn obróbkowy

ABSTRACT: The fir-tree blade root profile is usually machined by the Creep Feed Gridding (CFG) using the profile grinding wheel. An important role in CFG process act the correct coolant supply to the grinding zone. An important factor which affects the condition of grinding is the design of the coolant nozzle. Coolant and cleaning nozzles with the fir-tree profile were constructed. Design of the nozzles were analyzed and optimized taking into account achieving adequate stream flow parameters of the coolant. FEM calculations of nozzle design were carried out.

KEYWORDS: FEM, CFG, grinding fluid

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.383

STRESZCZENIE: Artykuł prezentuje metodykę przewidywania siły skrawania w procesie szlifowania obwodowego ceramiki inżynierskiej ze wspomaganiem ultradźwiękowym. Przedstawiono proces określania parametrów modelu związanych z właściwościami obrabianego materiału i mechanikę procesu oddzielania materiału w procesie szlifowania materiałów ceramicznych. Zaprezentowano również przykładowe obliczenia z wykorzystaniem opracowanego modelu dla wybranego przypadku technologicznego.

SŁOWA KLUCZOWE: modelowanie, obróbka ceramiki, szlifowanie, UAG

ABSTRACT: This paper presents a methodology to predict the cutting forces in the process of peripheral ultrasonic assisted grinding of technical ceramics. Also present is process of determining the model parameters related to the material properties of the workpiece. Describes is mechanics of the separation process of the material in the process of grinding ceramic materials. Also presented examples of model solutions for the case of technology.

KEYWORDS: modelling, ceramic machining, grinding, UAG

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.384

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono fragment badań wpływu procesu szlifowania ściernicą Quantum na wybrane właściwości WW. Eksperyment obejmował pomiary sił składowych skrawania, parametry chropowatości oraz topografię powierzchni w układzie 2D i 3D. Zastosowano płyn chłodząco-smarujący w postaci mgły olejowej podawany z minimalnym wydatkiem w strefę szlifowania (MQL). Wykorzystanie tej metody wpłynęło na spadek wartości sił składowych F_n i F_t oraz zmniejszenie wartości chropowatości warstwy wierzchniej (WW).

SŁOWA KLUCZOWE: szlifowanie, siły szlifowania, chropowatość powierzchni, materiał ścierny, stop niklu 718

ABSTRACT: The paper presents the part of the research on the influence of abrasive tool Quantum on the selected parameters of the surface layer. The experiment included the measurement of grinding forces and surface roughness parameters and surface topography in the 2D and 3D system. An application of cooling method as an oil mist (MQL) resulted in decrease the value of force components F_n and F_t and improve surface roughness parameters and in consequence improving the state of the surface layer.

KEYWORDS: grinding forces, surface roughness, abrasive tool, Inconel 718

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.385

STRESZCZENIE: Przeprowadzone prace badawcze miały na celu określenie wpływu stopnia zużycia ściernicy na chropowatość powierzchni (ChP) przedmiotu. Podczas eksperymentu dokonano pomiaru składowych F_n oraz F_t siły szlifowania, temperatury procesu oraz parametrów chropowatości Ra i Rz. Sprawdzono jak stopień zużycia czynnej powierzchni ściernicy wpływa na wartości w/w parametrów.

SŁOWA KLUCZOWE: szlifowanie, pomiar temperatury, chropowatość, stopy tytanu

ABSTRACT: The conducted research aimed to determine the effect of the grinding wheel wear on roughness of the surface layer SL of the object. During the experiment were measured F_n and F_t components of grinding force, process temperature and roughness parameters Ra and Rz. Verified how does wheel wear affect on the values of above parameters.

KEYWORDS: grinding, temperature measurement, roughness, titanium alloys

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.386

STRESZCZENIE: W pracy przedstawiono wpływ procesu obciągania ściernicy na stan warstwy wierzchniej przedmiotu. Określono również wpływ rodzaju obciągacza na zdolność skrawną ściernicy. Podczas eksperymentu analizie poddane zostały trzy obciągacze: pyłowy, 1,5-karatowy i 2-karatowy. Na podstawie przeprowadzonych badań określono wpływ rodzaju obciągacza na wybrane parametry określające zdolność skrawną CPS. Dokonano pomiaru składowych siły szlifowania, temperatury oraz parametrów chropowatości Ra i Rz.

SŁOWA KLUCZOWE: szlifowanie, regeneracja ściernicy, chropowatość, stopy tytanu

ABSTRACT: Carried research aimed to determine the effect of the regeneration process of grinding wheel on the state of the surface layer SL of the object. During the experiment, the analysis included three dressers: dust dresser, 1.5-carat and 2-carats. Based on extensive investigations, the effect of the type of dresser on selected parameters defining the cutting ability of the CPS. The grinding force components, temperatures and roughness parameters Ra and Rz. were measured.

KEYWORDS: grinding, forming grinding wheel, roughness, titanium alloys

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.387

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych wpływu procesu kondycjonowania ściernicy ceramicznej diamentową rolką formującą na wybrane parametry powierzchni szlifowanej. Przeprowadzono próby wgłębnego szlifowana materiału 41Cr4. Wyznaczono wpływ posuwu obciągania i stosunku prędkości obwodowej ściernicy do prędkości obwodowej rolki obciągacza na stan powierzchni detalu.

SŁOWA KLUCZOWE: kondycjonowanie ściernic, obciąganie, szlifowanie

ABSTRACT: The paper presents results of experimental investigations on influence of parameters of the ceramic grinding wheel conditioning process with the aid of the diamond form disc on selected parameters of the ground cylindrical surfaces. Experimental tests have been done using workpices made of the 41Cr4 steel. Influence of the dressing feed and the ratio of the grinding wheel peripheral speed to the dressing disc peripheral speed on the ground surface parameters has been found.

KEYWORDS: conditioning, grinding wheel dressing, grinding

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.388

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono badania szlifowania powierzchni cylindrycznych stopu Inconel 718 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: Inconel 718, szlifowanie cylindryczne

ABSTRACT: In the paper grinding process has been studied in the machining of Inconel 718 alloy for different grinding kinematic parameters and grinding wheels in external 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 grinding conditions on selected grinding results are presented.

KEYWORDS: Inconel 718, cylindrical grinding

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.389

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono wyniki analizy teoretycznej i badań doświadczalnych zespołu wrzecionowego szlifierki wcinającej do wałków. Analizowany układ wrzecionowy oparto o zespół łożysk hydrostatycznych: w przedniej podporze zastosowano zintegrowane łożysko poprzeczno-wzdłużne, natomiast w tylnej typowe łożysko poprzeczne. Wyznaczono promieniową sztywność statyczną układu dla różnych prędkości obrotowych i ciśnień zasilania.

SŁOWA KLUCZOWE: szlifierka, łożysko hydrostatyczne, sztywność zespołu wrzecionowego

ABSTRACT: In the paper theoretical analysis and experimental research of the spindle unit of cylindrical grinder are presented. The spindle is equipped with hydrostatic bearings. In the front support the integrated angular (radial-axial) bearing was applied and in the back support – the radial one. Static stiffness radial of the spindle unit for different speeds and supply pressure was evaluated.

KEYWORDS: grinder, hydrostatic bearings, rigidity of spindle unit

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.390

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiano wyniki badań dotyczących możliwości kształtowania dokładności geometrycznej oraz jakości powierzchni stopu aluminium EN AW-2007 wycinanych wysokociśnieniową strugą wodno-ścierną w zależności od warunków obróbki. Przeprowadzono badania wpływu prędkości posuwu, odległości końcówki dyszy mieszającej od powierzchni przecinanego materiału i wydatku dozowanego ścierniwa na błędy kształtu otworów cylindrycznych wycinanych metodą AWJ. Dokonano pomiaru i oceny odchyłki walcowości oraz prostoliniowości tworzącej wycinanych otworów. Uzyskane wyniki badań stanowią podstawę do doboru warunków procesu wycinania strugą wodno-ścierną w celu uzyskania założonej dokładności geometrycznej oraz kształtowej otworów. Badanie przeprowadzono na obrabiarce APW 2010 BB.

SŁOWA KLUCZOWE: cięcie stopu aluminium, struga wodno-ścierna, parametry przecinania, odchyłka walcowości otworów, odchyłka prostoliniowości tworzącej otworów

ABSTRACT: The article presents the results of studies on the possibilities of shaping of geometric accuracy and surface quality aluminum alloy EN AW-2007 by using a high pressure stream of abrasive water-jet (AWJ). The experiments were conducted with different water-jet traverse speeds, standoff distances and mass flow rates. The effects of these parameters on cylindricity and rectilinearity profiles cutting holes have been studied based on the experimental results. The obtained results contribute to optimization of AWJ cutting process. The study was carried out on the machine APW 2010 BB.

KEYWORDS: cutting of aluminum alloy, abrasive water-jet, cutting parameters, cylindricity deviation, rectilinearity deviation

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.391

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono wyniki badań zastosowania obróbki wibrościernej do usuwania zadziorów i wygładzania powierzchni tulei wykonanych ze stopu aluminium obrabianych skrawaniem. Badania przeprowadzono na urządzeniu firmy Rollwasch SMD-R 25 o objętości pojemnika 25 dm³. Określono wpływ częstotliwości wymuszeń pojemnika wygładzarki oraz agresywności kształtek ściernych. W badaniach użyto kształtek ściernych o spoiwie poliestrowym o różnych stopniach intensywności ściernych. W celu oceny efektów obróbki dokonano pomiarów struktury geometrycznej powierzchni. Określono wpływ czynników procesu na końcowy efekt wygładzania powierzchni tulei ze stopu EN AW-2017A (AlCuMg1, PA6).

SŁOWA KLUCZOWE: obróbka wykończeniowa, wibrościerna, wygładzanie powierzchni, usuwanie zadziorów

ABSTRACT: The article presents an analysis of the possibility of applying vibro-abrasive machining for smoothing the surface of aluminum alloy. The impact of the frequency and aggressiveness of abrasive shapes were compared. Tests were performed on a machine Rollwasch SMD-R 25 with a tumblers capacity of 25 dm³ Were used media abrasive related polyester with different intensities abrasives. For smoothed samples was performed measurements the geometrical surface structure. Defined the effect factors on the final result of the process of smoothing the surface of an aluminum alloy EN AW-2017A (AlCuMg1, PA6).

KEYWORDS: finishing process, vibro-abrasive machining, surface finishing, deburring

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.392

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono wyniki badań nad charakterystyką zjawiska dekohezji ziaren ściernych z zastosowaniem wzorców sygnału emisji akustycznej. Na podstawie zarejestrowanych impulsów sygnału emisji akustycznej wyselekcjonowano składowe harmoniczne, charakterystyczne dla danego gatunku ziarna ściernego. Metoda, przez analizę porównawczą i stopień podobieństwa do wzorca, pozwala określać typ ziarna, który uległ dekohezji. Zaproponowana technika może być wykorzystana w systemach, gdzie istotny jest proces nadzorowania pękania i wykruszania wierzchołków aktywnych ziaren ściernych.

SŁOWA KLUCZOWE: ziarna ścierne, kruche pękanie, emisja akustyczna, analiza sygnałów

ABSTRACT: The article presents the results of basic research focused on the decohesion phenomenon characteristics of selected abrasive grains using acoustic emission signal patterns. On the basis the recorded signals, and their detailed analysis in the time-frequency domain, the characteristic harmonic components were selected. The method developed for estimating the similarity of the harmonic sequences, allows to use the comparative analysis and the degree of similarity of acoustic emission signal patterns to determine the type of grain in decohesion process by the external force or stress field leads. The proposed technique of grain recognition can be used in grinding wheel wear diagnostic systems, especially in cases where it is significant to supervision and control of cracking and chipping abrasive grain vertices.

KEYWORDS: abrasive grains, brittle fracture, acoustic emission, signal analysis

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.393

STRESZCZENIE: W artykule podjęto problematykę modelowania konstrukcji ściernic ze ścierniwem diamentowym i spoiwem żywicznym, będącą kontynuacją opracowanego systemu eksperckiego projektowania i oceny technologicznej tych ściernic. Na podstawie wcześniejszych doświadczeń w modelowaniu 2D przedstawiono wersję modelowania bryłowego 3D z wykorzystaniem oprogramowania Autodesk Inventor Professional 2014/15.

SŁOWA KLUCZOWE: modelowanie, diamentowe ściernice do przecinania, spoiwo żywiczne, metoda elementów skończonych

ABSTRACT: Article discusses structural modeling diamond grinding wheels and binder resin, which is a continuation of the developed expert system design and evaluation of technology these wheels. Based on past experience in modeling 2D shows the version of 3D solid modeling using Autodesk Inventor software 2014/15.

KEYWORDS: modeling, cut-off diamond grinding wheels, resinoid bond, finite element method

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.394

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono stan wiedzy i techniki w zakresie szlifowania superstopów niklu. Główny nacisk położono na zjawisko adhezji oraz na defekty szlifierskie jakie towarzyszą obróbce tego typu materiałów. Opisano również metody przeciwdziałania tym niepożądanym zjawiskom potwierdzone własnymi badaniami.

SŁOWA KLUCZOWE: szlifowanie, adhezja, defekty szlifierskie, impregnacja, superstopy niklu

ABSTRACT: This article describes the state of the art. In grindability of the sickle-based alloys. The main objective of this article is to describe two typical phenomena like adhesion wear and grinding defects in the process of grinding. The methods to counteract of this phenomena concurred with own research were also described.

KEYWORDS: grinding, adhesion wear, grinding defects, treatment, nickel-base superalloys

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.395

STRESZCZENIE: Obiektem badań była szlifierka do płaszczyzn, jest to szlifierka firmy Jotes, model SPD 30B. Celem pomiaru było sprawdzenie niewyważenia tarcz szlifierskich zamontowanych na wrzecionie obrabiarki. Ściernice na czynnej powierzchni zostały poddane modyfikacji. Wprowadzono zmiany ciągłości tej powierzchni aby można było łatwiej wprowadzać płyny chłodząco – smarujące w postaci mgły olejowej.

SŁOWA KLUCZOWE: analiza drganiowa, niewyważenie wrzeciona, szlifierka do płaszczyzn

ABSTRACT: The object of the research was planes grinder, this is a Jotes grinder, model SPD30B. The aim of the measure was to check the unbalance of grinding wheels mounted on the machine spindle. Grinding wheels on the active surface have been subjected to modifications. Changes were made continuity of the surface make it easier to introduce cooling fluids-lubricants in the form of mist.

KEYWORDS: vibration analysis, spindle unbalance, plane grinder

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.396

STRESZCZENIE: W opracowaniu przedstawiono stanowisko badawcze zbudowane na bazie szlifierki dwutarczowej. Z uwagi na większe możliwości wprowadzania zmian w obszarze obciążenia tarcz. Jednocześnie starano się nie ingerować w obszar wrzeciennika szlifierki, ponieważ jakiekolwiek zmiany konstrukcyjne mogłyby spowodować awarię układu wrzeciona co naraża prowadzących badania na znaczne koszty naprawy. Stąd wstępne badania przeprowadzono na uproszczonym stanowisku badawczym.

SŁOWA KLUCZOWE: analiza drganiowa, niewyważenie wrzeciona

ABSTRACT: The paper describes research station built on the double disc grinding machines. Due to the increased possibility of introducing changes in the load wheels. At the same time tried not to interfere with grinding headstock area, because any design modifications that could cause failure of the spindle which exposes conducting research on significant repair costs. Therefore, a preliminary study was carried out on a simplified bench.

KEYWORDS: vibration analysis, spindle unbalance

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.397

STRESZCZENIE: W artykule zaprezentowano badania procesu szlifowania obwodowego płaszczyzn materiałów spełniające kryterium najmniejszej ścieralności które należą do grupy materiałów trudnoobrabialnych. Badano składowe siły procesu szlifowania bez udziału płynów chłodząco - smarujących, starano się zachować warunki w jakich pracują. Są to bardzo ekstremalne obszary o zmiennych właściwościach materiałów ścierających.

SŁOWA KLUCZOWE: szlifowanie, stale trudnoobrabialne, siły składowe

ABSTRACT: The article presents the research process peripheral grinding surfaces of materials that meet the criterion of the lowest attrition that belong to the group of difficult materials. Force components were tested grinding process without the participation of cooling fluids - lubricants, tried to keep the conditions in which they work. These are very extreme areas with varying properties abrasive materials.

KEYWORDS: grinding, abrasion resistant steels, components of force

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.398

STRESZCZENIE: W artykule zaprezentowano wyniki badań stereometrii warstwy wierzchniej kształtowanej podczas procesu szlifowania powierzchni płaskich, stali trudnościeralnych. Do badań wykorzystano ściernice najnowszej generacji Quantum, proces prowadzono bez udziału płynów obróbkowych starając się zachować warunki w jakich te stale pracują.

SŁOWA KLUCZOWE: stale trudnościeralne, szlifowanie, chropowatość

ABSTRACT: The paper presents the part of studies on the surface topography formation during grinding flat surface, difficult to machine steels. For the studies applied a new generation grinding wheel- Quantum, grinding process was carried out without the fluids, in order to keep the conditions in which those steels are habitually work.

KEYWORDS: difficult to machine, grinding wheel, surface roughness

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.399

STRESZCZENIE: Celem artykułu jest analiza procesu szlifowania materiałów poliuretanowych przy wykorzystaniu ściernic z elektrokorundu szlachetnego. Podstawowe informacje takie jak parametry procesu szlifowania rodzaj płynu chłodząco – smarującego wpływają na jakość warstwy wierzchniej.

SŁOWA KLUCZOWE: poliuretan, szlifowanie, warstwa wierzchnia

ABSTRACT: This article aims to provide information on the processing methods polyurethanes, using conventional grinding wheels. Basic information such as the grinding process parameters determining the state of the surface layer are expanded, a method for preparing polyurethane for grinding process and how to change the chemical composition of additives influence on the process of grinding.

KEYWORDS: polyurethane, grinding, surface layer

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.400

STRESZCZENIE: Stosowane metody polerowania elektrochemicznego srebrnych wyrobów jubilerskich nie dają zadowalających efektów, a uzyskanie wymaganej powierzchni jest kłopotliwe. Należy ściśle przestrzegać warunków procesu takich jak temperatura, charakterystyka prądowo-napięciowa oraz czas. Do elektrolitów wprowadzono dodatki środków powierzchniowo czynnych i zbadano ich wpływ na efekty polerowania. Poprawa powtarzalności wyników polerowania z jednoczesnym ułatwieniem jego przeprowadzania pozwoliłaby na szersze praktyczne zastosowanie metody elektopolerowania w produkcji.

SŁOWA KLUCZOWE: stopy srebra, elektrolity bezcyjankowe, środki powierzchniowo czynne, polerowanie elektrochemiczne

ABSTRACT: The methods used electrochemical polishing silver jewelry products do not produce satisfactory results and obtain the required surface is confusing. Adhere to the process conditions such as temperature, current-voltage characteristics and the time. The electrolyte was introduced additives surfactants, and examined their effect on the polishing effects. Improving reproducibility electropolishing would allow for wider practical application of the method in the production.

KEYWORDS: silver alloys, cyanide-free electrolytes, surfactants, electrochemical polishing

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.401

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono analizę drgań własnych ściernic o kształtach złożonych na przykładzie ściernicy garnkowej. Mierzono częstotliwość drgań własnych i na tej podstawie wyznaczany był moduł Younga dla materiału ściernicy. Badaniu poddawano zarówno całą ściernicę o kształcie złożonym, jak i ściernice o kształtach podstawowych na które podzielona została ściernica wyjściowa. Na tej podstawie podjęto próbę oceny właściwości wytrzymałościowych ściernicy o kształcie złożonym.

SŁOWA KLUCZOWE: ściernica, kształt złożony, drgania własne, właściwości wytrzymałościowe

ABSTRACT: In the paper the self-vibrations analysis for grinding wheels of complex shapes focusing on straight cup grinding wheel has been presented. The self-vibration frequency has been measured and basing on which Young's modulus for grinding wheel material has been defined. Both the whole grinding wheel of complex shape as well as grinding wheels of basic shapes on which the initial grinding wheel has been divided have undergo tests. Basing on this the attempt to evaluate strength properties for grinding wheel of complex shape has been undertaken.

KEYWORDS: grinding wheel, complex shape, self-vibrations, strength properties

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.402

STRESZCZENIE: Oczyszczanie odlewów jest rodzajem obróbki, mającej na celu usuwanie z powierzchni odlewów pozostałości przywartej masy formierskiej i rdzeniowej oraz poprawę jakości powierzchni odlewów. Najczęstszym sposobem obróbki jest oczyszczanie strumieniowo-ścierne. Dla potrzeb badań opracowano metody określania jakości czyściwa, w tym jego trwałości oraz ocenę sprawności czyszczenia. W pracy przedstawiono mechanizm oczyszczania strumieniowo-ściernego ze szczególnym zwróceniem uwagi na badania sprawności czyszczenia. Przedstawiono zakres i wyniki badań celem oceny parametrów strumienia śrutu wskaźnikami próby z użyciem płytek kontrolnych.

SŁOWA KLUCZOWE: obróbka strumieniowo-ścierna, sprawność oczyszczania, płytki kontrolne Almena

ABSTRACT: Cleaning process is a treatment aimed at removing from surface of castings a residues of sandmix and core sand to improve surface quality of the castings. The most common method of the cleaning is shot blasting process. For needs of the test it have been developed a methods for determining quality of the towels, including assessment of its durability and efficiency of the cleaning. The paper presents the mechanism of the shot blasting process with particular emphasis on evaluation of cleaning efficiency. It has been presented the scope and results of the study to assess parameters of the shot stream using indicators of the test with control plates.

KEYWORDS: shot blasting, cleaning efficiency, Almen control plates

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.403

STRESZCZENIE: Istotną rolę w procesie szlifowania CFG stopu Inconel odgrywają warunki chłodzenia (konstrukcja dyszy oraz warunki wypływu cieczy z dyszy). Ważnym czynnikiem mającym wpływ na wynik procesu szlifowania jest ciśnienie chłodziwa i kąt pod jakim struga chłodziwa dostarczana jest do strefy szlifowana. Przeprowadzono badania doświadczalne szlifowania stopu Inconel 718 różnymi parametrami wypływu chłodziwa z dyszy i kątami ustawienia. Określono wpływ warunków chłodzenia na przebieg sił szlifowania i jakość szlifowanej powierzchni.

SŁOWA KLUCZOWE: szlifowanie, stop Inconel, ciecze chłodząco-smarujące, ciśnienie chłodziwa

ABSTRACT: An important role in the CFG grinding process of Inconel alloys perform cooling conditions (nozzle design and flow conditions of the coolant from the nozzle). An important aspect which affects the result of the grinding process are coolant pressure and an angle of coolant stream at which coolant id delivered into the grinding zone. Experimental studies od grinding of Inconel 718 alloy were conducted with different parameters of outflow of coolant from the nozzle and at different angles of coolant jet. The effect of cooling conditions on grinding forces and the quality of ground surface was defined.

KEYWORDS: grinding, Inconel alloy, grinding fluids, coolant pressure.

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.404

STRESZCZENIE: Istotną rolę w procesie szlifowania CFG stopu Inconel odgrywa czyszczenie ściernicy podczas obróbki. Ważnym czynnikiem mającym wpływ na warunki czyszczenia jest konstrukcja dyszy czyszczącej, odpowiednie jej ustawienie względem ściernicy oraz dobór warunków wypływu chłodziwa z dyszy. Przeprowadzono badania doświadczalne szlifowania stopu Inconel 718 dla dwóch dysz czyszczących oraz różnego ich ustawienia względem ściernicy. Przeprowadzono próby szlifowania z różnymi parametrami wypływu chłodziwa z dyszy. Określono wpływ warunków czyszczenia ściernicy na składowe siły szlifowania oraz chropowatość szlifowanej powierzchni.

SŁOWA KLUCZOWE: szlifowanie, stop Inconel, czyszczenie ściernicy, ciśnienie chłodziwa

ABSTRACT: An important role in the CFG grinding process of Inconel alloys perform grinding wheel cleaning during grinding. An important aspect which affects the result of the grinding wheel cleaning process are cleaning nozzle construction, positioning the nozzle relative to grinding wheel and selection of coolant pressure and the coolant flow parameters. Experimental studies of grinding of Inconel 718 alloy were conducted with two different cleaning nozzles and different their positioning relative to grinding wheel. Grinding tests were realized with different parameters of outflow of coolant from the cleaning nozzle. The effect of cleaning conditions on grinding forces and the quality of ground surface was defined.

KEYWORDS: grinding, Inconel alloy, grinding wheel cleaning, coolant pressure

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.405

STRESZCZENIE: Artykuł zawiera przegląd odnalezionych w literaturze zestawień czynników mających wpływ na proces generowania struktury geometrycznej powierzchni poddanych obróbce skrawaniem. Na podstawie przeprowadzonej analizy literatury i własnych doświadczeń autorzy opracowali nowe zestawienie czynników, które oddziałują na proces kształtowania struktury geometrycznej powierzchni. Ta klasyfikacja uwzględnia 32 czynniki podzielone na pięć grup związanych z obrabiarką, narzędziem i właściwościami materiału obrabianego, ze zjawiskami obróbkowymi towarzyszącymi procesowi skrawania oraz z czynnikiem ludzkim.

SŁOWA KLUCZOWE: obróbka skrawaniem, chropowatość powierzchni, parametry procesu skrawania

ABSTRACT: The article presents an overview of comparisons of factors impacting the process of generation of the geometrical structure of machined surfaces, as found in the literature. On the basis of the conducted analysis of literature and own experiences, the authors have developed a new comparison of factors impacting the process of forming of the surface geometrical structure. This classification includes 32 factors, divided into five groups related to the machine tool, the tool and the properties of the workpiece, with the machining phenomena accompanying the cutting process, and with the human factor.

KEYWORDS: machining, surface roughness, cutting process parameters

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.406

STRESZCZENIE: Artykuł omawia zagadnienia modelowania powierzchni w mikroskali. Przeanalizowano zjawisko bocznego płynięcia materiału wynikające z zaokrąglenia krawędzi skrawającej oraz wpływ mikrotopograficznej nieregularności krawędzi skrawającej na mikronierówności powierzchni obrobionej.

SŁOWA KLUCZOWE: modelowanie powierzchni obrobionej, mikrogeometria krawędzi skrawającej

ABSTRACT: The article discusses the issues of surface modelling on a microscale. The analysis covered material side flow, resulting from the curve of the cutting edge, and the impact of microtopographic irregularities of the cutting edge on the microroughness of the machined surface.

KEYWORDS: machined surface modelling, cutting edge microgeometry

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.407

STRESZCZENIE: Ciepło generowane podczas skrawania w większości unoszone jest wraz z wiórem, a po części przepływa do ostrza skrawającego i obrabianego materiału. Jednak prawa rządzące przepływem ciepła pomiędzy wiórem, ostrzem i materiałem obrabianym nie do końca są poznane. W artykule przedstawiono metodykę wyznaczania nowego współczynnika podziału ciepła pomiędzy wiór i ostrze narzędzia. Jak się wydaje, ten współczynnik lepiej koresponduje ze współczesnymi materiałami (narzędziowymi i obrabianymi) oraz stosowanymi obecnie parametrami obróbki.

SŁOWA KLUCZOWE: strefa skrawania, rozpływ ciepła, współczynnik partycji ciepła

ABSTRACT: It is well known that the heat generating during cutting is lead out mostly with the chip, and in part flows to the cutting tool and the workpiece. However, the principles governing the heat flow between the chip, tool and workpiece material are not fully understood. This article presents a methodology for determining the new heat partition coefficient between the chip and cutting tools, which appears to correspond better with modern materials of tools and workpieces and works better with the currently used machining parameters.

KEYWORDS: cutting zone, heat distribution, heat partition coefficient

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.408

STRESZCZENIE: W pracy przedstawiono uzyskane w programie AdvantEdge wyniki badań symulacyjnych procesów frezowania stopu tytanu: punktowego frezem kulistym oraz obwodowego frezem stożkowym. Omówiono wpływ rodzaju modelu materiałowego, geometrii narzędzia i półfabrykatu oraz parametrów obróbki.

SŁOWA KLUCZOWE: metoda elementów skończonych, składowe siły skrawania, frezowanie punktowe, frezowanie obwodowe

ABSTRACT: In the article, the results of simulation studies of point milling and flank milling of titanium alloy will be presented. The impact of the material model type, tool and blank geometry, machining parameters will be described, in particular. The FEM simulation will be performed in the AdvantEdge application.

KEYWORDS: finite element method, components of the cutting forces, point milling, flank milling

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.409

STRESZCZENIE: Przedstawiono wpływ warunków toczenia wykończeniowego stopu tytanu na osnowie fazy międzymetalicznej TiAl(γ) na wartości składowych całkowitej siły skrawania. Badania prowadzono dla wkładek ostrzowych typu C wykonanych z węglika spiekanego, regularnego azotku boru oraz diamentu polikrystalicznego. Analizowano wpływ rodzaju wkładki ostrzowej oraz parametrów skrawania na wartości oraz intensywność zmian (w wyniku zużycia narzędzia) składowych siły skrawania. Badania realizowano w szerokim zakresie parametrów skrawania (prędkość skrawania vc = 30÷210 m/min, posuw f = 0,05÷0,15 mm/obr, głębokość ap = 0,15÷0,35 mm).

SŁOWA KLUCZOWE: stop TiAl(γ), składowe siły skrawania, toczenie wykończeniowe

ABSTRACT: This paper presents the influence of finish turning conditions of gamma titanium alloys TiAl(γ) on the component of cutting force. The experimental tests were carried out with use of type C cutting inserts made of cemented carbide, regular cubic boron nitride and polycrystalline diamond. Effects of cutting inserts and machining parameters on value and intensity of changes (as a result of wear) of the cutting force components were analyzed. The research was performed in a wide range of cutting parameters (cutting speed vc=30-210m/min, feed rate f=0,05-0,15mm/rev and depth of cut ap=0,15-0,35mm).

KEYWORDS: TiAl(γ) alloy, cutting force components, finish Turing

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.410

ABSTRACT: This paper propose determining the measurement uncertainty of the coefficient and the exponents of an empirical predictive power model in the metal cutting machining processes. Uncertainty of the coefficient and exponents represent model’s capability and quality for further use. For empirical model ling it is used Design of experiments (DOE) method.

KEYWORDS: empirical, physical, modelling, measurement, uncertainty, cutting force, temperature, machining, Turing

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.411

STRESZCZENIE: Półfabrykaty przedmiotów przeznaczonych do dokładnego kształtowania metodą obróbki ubytkowej częstokroć mają naprężenia wewnętrzne pozostałe po wcześniej prowadzonych zabiegach cięcia i obróbki plastycznej. Naprężenia te rezydują, w ustalonym stanie równowagi, w całej objętości materiału surówki. Usunięcie naddatku obróbkowego wiąże się ze zmianą tego stanu równowagi i odkształceniami przedmiotu, które zaburzają dokładność wymiarowo-kształtową nadaną w procesie dokładnej obróbki ubytkowej. W pracy podjęto próbę identyfikacji naprężeń wewnętrznych w półfabrykacie, polegającą na beznaprężeniowym usunięciu naddatków obróbkowych i określeniu wpływu tego zabiegu na odkształcenia powierzchni istotnych z punktu widzenia tolerancji wymiarowo-kształtowych przedmiotu.

SŁOWA KLUCZOWE: półfabrykat osiowosymetryczny, naprężenia wewnętrzne, odkształcenia

ABSTRACT: Semi-manufactured parts dedicated for precise machining often have internal stresses which have remained after previous cutting and plastic processing. These stresses reside in a fixed state of balance over the entire volume of the workpiece. Removal of the machining allowance is associated with a change in the state of balance and deformation of the workpiece, which affect its dimensional and shape accuracy. The study, involving non-stress removal of precisely defined volume of the machining allowance and determination of the impact of this treatment on the deformation of the workpiece surface is presented. It is important from the point of view of dimensional tolerance of the axially symmetrical workpiece, finally processed by turning.

KEYWORDS: semi-finished parts turning, internal stresses, deformations

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.412

STRESZCZENIE: Pomiar temperatury w procesach skrawania ma istotne znaczenie ze względu na możliwość wykorzystania tych informacji do analiz i symulacji. Przedstawiono potencjalne zastosowania metody termoelementu naturalnego w pomiarach temperatury skrawania podczas toczenia ostrzami węglikowymi. Opisano przykładowe stanowisko do wzorcowania termopary naturalnej. Omówiono możliwości zastosowania kamery termowizyjnej do pomiaru temperatury skrawania podczas frezowania walcowo-czołowego. Przedstawiono wyniki badań dotyczące analizowanych metod pomiaru temperatury.

SŁOWA KLUCZOWE: temperatura w procesie skrawania, metoda termoelementu naturalnego, kamera termowizyjna

ABSTRACT: The temperature measurement in machining processes is an important problem due to the using this information for analysis and simulation. The possibilities of application of the natural thermocouple method for temperature measurement during turning with use of carbide insert were described. The exemplary system for calibrate a natural thermocouple was presented. The possibility of using the thermographic camera to measure the cutting temperature during end-milling was presented. The results of research in the field of analyzed methods of temperature measurement were showed.

KEYWORDS: temperature in cutting zone, natural thermocouple method, thermographic camera

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.413

STRESZCZENIE: Praca zawiera zestawienie modeli wykorzystywanych do prognozowania parametru chropowatości Ra powierzchni frezowanych czołowo oraz walcowo. Jej celem jest przybliżenie metod prognozowania chropowatości technologom oraz inżynierom projektującym procesy frezowania z uwzględnieniem pożądanej chropowatości powierzchni. Przeprowadzona analiza i opis modeli ułatwią przybliżony dobór takich wartości parametrów skrawania, które pozwolą na osiągnięcie wymaganej chropowatości powierzchni.

SŁOWA KLUCZOWE: chropowatość powierzchni, modele prognozowania chropowatości powierzchni, frezowanie czołowe i walcowe

ABSTRACT: The study comprises a comparison of models used to predict the Ra roughness parameter of face and cylindrical milled surfaces. The goal of the study is to provide an insight into roughness prediction methods to technologists and engineers designing milling processes with consideration to the desired surface roughness. The conducted analysis and description of models will facilitate the approximate selection of such machining parameter values that will allow achievement of the required surface roughness.

KEYWORDS: surface roughness, surface roughness prediction models, face and cylindrical milling

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.414

STRESZCZENIE: Przedstawiono wyniki badań tribologicznych zrealizowanych dla pary: stop niklu Inconel 718 – węglik spiekany z powłoką PVD-TiAlN. Stanowiskowe badania tribologiczne prowadzono w warunkach tarcia suchego na tribometrze pin-on-disc. Badania warunków tribologicznych podczas toczenia stopu Inconel 718 płytką z węglika spiekanego wykonano na podstawie oceny współczynnika tarcia μγn na styku wiór – ostrze (powierzchnia natarcia).

SŁOWA KLUCZOWE: tarcie, współczynnik tarcia, Inconel 718, skrawanie nieortogonalne

ABSTRACT: The paper shows the results of tribological tests carried out for the pair: Inconel 718 nickel alloy – carbide with a PVD-TiAlN coating. Tribological bench tests were conducted under conditions of dry friction using a pin-on-disc tribometer. The tests of tribological requirements during the turning of the Inconel 718 alloy with a carbide insert have been conducted on the basis of assessment of the μγn friction coefficient at the contact of chip and edge (leading surface).

KEYWORDS: friction, friction coefficient, Inconel 718, non-orthogonal machining

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.415

STRESZCZENIE: Podczas doboru warunków skrawania dla danego procesu należy wziąć pod uwagę przeciwdziałanie drganiom samowzbudnym. Powszechnie przyjętą metodą unikania drgań samowzbudnych podczas skrawania jest uwzględnienie granicy stabilności wyznaczonej dla wybranego narzędzia oraz rodzaju materiału obrabianego. Niestety, ta granica przesuwa się wraz z degradacją krawędzi ostrza skrawającego. W artykule przedstawiono wpływ zużycia ostrza na wyniki pomiaru dynamicznych współczynników sił skrawania.

SŁOWA KLUCZOWE: drgania samowzbudne, siły skrawania

ABSTRACT: Preventing the occurrence of self-excited vibration is very important in selection of cutting conditions. Commonly accepted method of avoiding self-excited vibrations during cutting is the determination of the stability limit for selected tool and workpiece material. Unfortunately, this limit changes with the degradation of the cutting edge. This paper presents the influence of the tool wear on the measurement results of dynamic coefficients of cutting forces.

KEYWORDS: self-excited vibration, cutting force coefficients, turning

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.416

STRESZCZENIE: W artykule zaprezentowano badania dotyczące wyznaczania temperatury skrawania z wykorzystaniem pomiarów termowizyjnych. Tak określona temperatura skrawania posłużyła do doboru optymalnych warunków obróbki podczas toczenia stali stopowej 42CrMo4. Jako kryterium optymalizacyjne przyjęto jakość warstwy wierzchniej (twardość, chropowatość) oraz dokładność wymiarowo-kształtową wytwarzanego elementu. Przytoczono zalecenia dotyczące obróbki, których przestrzeganie zapewni spełnienie wymagań stawianych przez konstruktora.

SŁOWA KLUCZOWE: toczenie, pomiary termowizyjne, temperatura skrawania

ABSTRACT: In the paper results of IR measurement of cutting temperature generated during turning process is presented. On the base of infrared sequences acquired during cutting tests the optimal cutting parameters have been established for 42CrMo4 alloy steel. As an optimalization criteria the quality of outer surface of the workpiece have been established. Hardness, surface roughness parameters and dimensional accuracy were measured to evaluate quality of outer surface of the machined parts. In order to meet constructional requirements for machined parts the recommendations and guides to properly conduct machining processes have been presented in the article.

KEYWORDS: turning, IR measurements, cutting temperature

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.417

STRESZCZENIE: Przedstawiono wyniki badań właściwości technologicznych płytek skrawających z węglików spiekanych typu WC-6% wag. Co. Proszki były spiekane metodą spark plasma sintering, za pomocą urządzenia SPS HP D 25, które znajduje się Instytucie Obróbki Plastycznej w Poznaniu. Do wytwarzania płytek skrawających z węglików spiekanych zastosowano mieszaninę proszków z węglika wolframu i kobaltu typu WC- 6% wag. Co. Próbki wytwarzano w tej samej temperaturze, lecz w różnym czasie spiekania i z różną prędkością nagrzewania, w próżni 5·10⁻² Pa, pod ciśnieniem 60 MPa.

SŁOWA KLUCZOWE: węgliki spiekane, płytki skrawające, metoda impulsowo-plazmowa

ABSTRACT: The paper present the investigation of technological cutting edges with cemented carbides type WC-6%Co-wt. Powder was sintering by Spark Plasma Sintering method and device SPS HP D 25. This device is in Metal Forming Institute in Poznan. In researches used powders with microscopic tungsten carbide size 30-50 μm and cobalt size 4-10 μm. Samples sintering at different time and temperatures in vacuum 5·10^-2 Pa and pressure 50 MPa.

KEYWORDS: carbides, insert , spark plasma sintering method

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.418

STRESZCZENIE: Metoda minimalnego smarowania zyskuje w obróbce skrawaniem coraz większe uznanie, chociażby z powodu rosnącej świadomości ekologicznej, lecz także z uwagi na wysokie koszty zakupu i utylizacji cieczy obróbkowych. W artykule opisano podstawowe założenia dotyczące stosowania MQL, jak również zalety i wady tej metody. Przedstawiono wyniki przeprowadzonych badań wpływu sposobu chłodzenia i smarowania strefy skrawania na wartości wskaźników zużycia ostrza skrawającego płytek węglikowych z powłoką przeciwzużyciową. Wyniki te porównano z analogicznymi badaniami przeprowadzonymi na sucho dla założonego zakresu parametrów skrawania.

SŁOWA KLUCZOWE: zużycie, chropowatość powierzchni, smarowanie strefy skrawania

ABSTRACT: Minimum lubrication method is gaining more and more recognition in the machining least because of a growing environmental consciousness, as well the cost of purchase and disposal of cutting fluids. The article described basic principles of use the minimum lubrication, ways, advantages but also disadvantages of this metod. The paper presents results of influence research of a metod of cooling and lubricating the cutting zone on wear indicators of carbide inserts antiwear coated. These results were compared with similar studies conducted under conditions of dry machining for the assumed range of cutting parameters.

KEYWORDS: wear, surface roughness, lubrication cutting zone

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.419

STRESZCZENIE: Przemysł związany z obróbką skrawaniem w coraz większym stopniu podlega automatyzacji. Elementem wpływającym na jakość i wydajność produkcji jest stan krawędzi skrawającej. Dlatego trwają prace nad budową systemów diagnostyki stanu ostrza. Koszt budowy takiego systemu to również koszt zastosowanych czujników. W artykule przedstawiono wykorzystanie tanich mikrofonów do budowy toru pomiarowego systemu diagnostycznego.

SŁOWA KLUCZOWE: stan ostrza skrawającego, toczenie

ABSTRACT: The machining industry is more and more automated. The element affecting the quality and productivity is the condition of the cutting edge. Therefore, the continuous quest for reliable tool condition monitoring system can be observed in many laboratories. The cost of such a system is highly dependent on cost of sensors used. The article presents the use of cheap microphones to create a measuring chain of the diagnostic system.

KEYWORDS: tool wear monitoring, monitoring of CNC machines, data acquisition

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.420

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono wyniki pomiarów składowych sił skrawania i odpowiadających im wartości energii właściwej podczas toczenia stali 16MnCrS5 utwardzonej do 850 HV0,05 z użyciem ostrza z CBN. Przeanalizowano zmiany energii właściwej skrawania oraz energii „pasożytniczej” w funkcji posuwu, głębokości skrawania i promienia zaokrąglenia naroża, a także zmiany objętościowe wydajności skrawania Qv.

SŁOWA KLUCZOWE: stal utwardzona, energia skrawania, wydajność Skrawania

ABSTRACT: The article presents the results of measurements of cutting force components and their correspondent specific energy values during turning of 16MnCrS5 steel hardened to 850 HV0,05 using a CBN insert. The changes of specific cutting energy and “parasitic” energy as a function of feed, cutting depth and corner curve radius, as well as volume changes in cutting efficiency Qv, have been analyzed.

KEYWORDS: hardened steel, cutting energy, cutting efficiency

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.421

STRESZCZENIE: Przedstawiono wpływ biodegradowalnej cieczy chłodząco-smarującej na zużywanie się powłok diamentopodobnych typu a-C:H. Wykonano badania tribologiczne oraz pomiary kąta zwilżania cieczy obróbkowej na tarczy niepowlekanej i z powłoką DLC. Przeprowadzono obserwacje struktury, a także analizę EDS powłoki DLC na skaningowym mikroskopie elektronowym, a strukturę geometryczną powierzchni przed testami oraz po testach tribologicznych zbadano za pomocą profilometru optycznego. Badania wykazały, że użyta do badań ciecz chłodząco-smarująca doskonale spełnia swoje funkcje.

SŁOWA KLUCZOWE: biodegradowalne ciecze chłodząco-smarujące, powłoki DLC, tarcie, zużycie

ABSTRACT: The paper presents the impact of a biodegradable cutting fluid on the wear of diamond-like coatings of the a-C:H type. Tribological tests as well as wetting angle measurements of the cutting fluid on a both uncoated and DLC-coated disc were performed. Structure observations, as well as an EDS analysis of the DLC coating using a scanning electron microscope, were carried out, and the surface geometrical structure before and after the tribological tests was measured with an optical profilometer. The tests have shown that the cutting fluid used for the tests performs its functions excellently.

KEYWORDS: biodegradable cutting fluids, DLC coatings, friction, wear

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.422

STRESZCZENIE: Omówiono efekty wiercenia otworów przelotowych w blachach z siluminu AC-AlSi9Cu3(Fe) oraz mosiądzu CuZn39Pb3. Zastosowano wiertła NWKa o średnicy ⌀6 mm ze stali szybkotnącej i powlekane nanowarstwową powłoką PVD składającą się z 40 kolejno ułożonych bloków zawierających po cztery warstwy nanometryczne. Testy wykonano na 5-osiowym centrum frezarskim DMU 70 przy prędkości skrawania ok. 75 m/min i posuwie 0,06 mm/obr (warunki chłodzenia strefy obróbki: sprężone powietrze). Przeprowadzono ocenę zadziorów na wyjściu wierteł z otworów, obliczono wskaźniki strefy tworzenia wióra, określono postać i intensywność zużycia ostrzy oraz parametry chropowatości powierzchni. Wiertła powlekane wykazały zdecydowaną przewagę nad wiertłami bez powłok. Ich zastosowanie ograniczyło powstawanie zadziorów, które miały znacznie mniejsze wymiary i bardziej korzystną postać. Na podstawie obliczeń zarejestrowano wzrost kąta ścinania oraz zmniejszenie współczynników zgrubienia wióra i tarcia. Intensywność zużycia wierteł z powłokami zwiększyła się (w porównaniu z wiertłami niepowlekanymi) ok. 2,5-krotnie w przypadku obróbki siluminu AC-AlSi9Cu3(Fe) i 1,8-krotnie w przypadku obróbki mosiądzu CuZn39Pb3.

SŁOWA KLUCZOWE: powłoki nanowarstwowe, wiercenie, stopy nieżelazne

ABSTRACT: The paper presents the results of drilling of holes in plates of AC-AlSi9Cu3 (Fe) silumin and CuZn39Pb3 brass. NWKa drills of high speed steel of 6 mm diameter were used as well as coated with the nanolayer coating PVD. The total PVD coating consists of 40 sequentially stacked blocks, each of which has four nanolayers. Tests were realized using 5-axis machining center DMU 70 with cutting speed of ~75 m/min and feed rate of 0.06 mm/rev. The pressured air was used for cooling. Some drilling process factors were investigated, such as burrs, parameters of cutting zone, shape and wear rate od drilla and surface roughness. Coated drills showed the clear advantage compared with uncoated drills. There are no burrs when using coated drills, or burrs have much smaller dimensions and a more useful shape. On the basis of calculations the increase the shear angle and a decrease in the chip compression ratio and the coefficient of friction were registered. The wear rate of the coated drills for AC-AlSi9Cu3 (Fe) silumin increased approximately 2.5 times and for CuZn39Pb3 brass - 1.8 times in comparison with uncoated drills.

KEYWORDS: nanolayer coatings, drilling, non-ferrous alloys

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.423

STRESZCZENIE: Określono efektywność cieczy smarująco-chłodzącej (CSCH) w procesie obróbki ze względu na stan struktury geometrycznej obrobionej powierzchni (SGP). Skrawano wybrane gatunki stali wysokostopowej i żaroodpornej z użyciem CSCH zawierających w swoim składzie oleje roślinne (słonecznikowe i rzepakowe). Opracowano zalecenia doboru parametrów i warunków obróbki tych stali. Wykazano potrzebę stosowania niższych prędkości skrawania w przypadku zwiększonych głębokości skrawania. Dla poprawnego i lepszego odprowadzenia ciepła ze strefy skrawania oraz zwiększenia stabilności procesu wykazano potrzebę stosowania narzędzi o ostrzach o większej masie (przejmowanie ciepła ze strefy skrawania). Zaproponowane CSCH na bazie naturalnych olejów roślinnych w procesach skrawania pozwolą zmniejszyć zużycie chłodziw z produktów ropopochodnych i jednocześnie zagospodarować niewykorzystywane dotychczas oleje roślinne, które często są produktem odpadowym w innych działach gospodarki.

SŁOWA KLUCZOWE: ciecze smarująco-chłodzące, toczenie, ciepło, SGP

ABSTRACT: The efficiency of cutting fluid (CF) in the machining process depending on the condition of the machined surface geometrical structure (SGS) was determined. Assorted grades of high-alloy and heat-resisting steel were machined using CFs containing vegetable oils (sunflower and rapeseed). Recommendations for selection of machining parameters and conditions for these steels were developed. A need to use lower cutting speeds in case of increased cutting depths was demonstrated. For correct and improved heat dissipation from the cutting zone and the improvement of process stability, a need to use tools with blades of a higher mass was demonstrated (heat transfer from the cutting zone). The use of proposed CFs based on natural vegetable oils in cutting processes will allow reduction of use of petroleum-derived coolants and simultaneously, the development of hitherto unused vegetable oils which are often waste products in other industries.

KEYWORDS: cutting fluids, turning, heat, SGS

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.424

STRESZCZENIE: Zaprezentowano wyniki badań zużycia i trwałości narzędzia typu SPRT (self-propelled rotary tools) zastosowanego do obróbki ulepszonej cieplnie stali X20Cr13 o twardości 40÷42 HRC i stali 100 Cr6 (d. ŁH15) o twardości 50÷52 HRC. Na podstawie badań zużycia ostrzy płytek skrawających obrotowych wykonanych według planu quasi D-optymalnego opracowano zależności regresyjne opisujące zużycie płytek w funkcji czasu skrawania. Do opisu zależności zużycia ostrzy na powierzchni przyłożenia w funkcji czasu przyjęto model matematyczny wykładniczy, którego współczynniki wyznaczono doświadczalnie bądź metodami regresji nieliniowej – z wykorzystaniem oprogramowania STATISTICA. Na podstawie analizy wyznaczonych pojedynczych modeli zużycia, które dobrze odzwierciedlały przebiegi zużycia, przyjęto ogólną postać modelu. Jest on zgodny z danymi doświadczalnymi w takim stopniu, że można go wykorzystać do prognozowania wartości zużycia ostrzy płytek obrotowych w funkcji czasu. Model nadaje się do obliczania trwałości ostrzy płytek obrotowych dla różnych wartości kryteriów stępienia. Wyniki badań mogą być ważnym źródłem informacji dla technologów zainteresowanych niekonwencjonalnymi narzędziami RT (rotary tools).

SŁOWA KLUCZOWE: narzędzia SPRT, trwałość, zużycie, model

ABSTRACT: The study presents the results of wear and endurance tests of a SPRT (self-propelled rotary tool) used for machining of thermally improved X20Cr13 steel with a hardness of 40÷42 HRC and 100 Cr6 (formerly ŁH15) steel with a hardness of 50÷52 HRC. On the basis of wear tests of rotary cutting insert blades, made according to the quasi D-optimal design, regression correlations describing the wear of inserts as a function of cutting time were developed. To describe the correlation of blade wear on the contact surface as a function of time, a mathematical exponential model was assumed; the coefficients thereof were determined experimentally or through non-linear regression methods – using the STATISTICA software. On the basis of analysis of the determined individual wear models, which had reflected well the courses of wear, a general form of the model was assumed. It conforms with the experimental data to an extent that it can be used to predict wear values of rotary insert blades as a function of time. The model is suitable for calculations of endurance of rotary insert blades for various dulling criteria values. The test results may be an important source of information for technologists interested in unconventional RT (rotary tools).

KEYWORDS: self-propelled rotary tools, endurance, wear, model

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.425

STRESZCZENIE: Artykuł przybliża zagadnienia związane z zastosowaniem minimalnego smarowania w obróbce skrawaniem materiałów nieżelaznych. Zaprezentowano wyniki badań pokazujące wpływ zastosowania MQL na chropowatość powierzchni w obróbce wybranego stopu miedzi – zarówno narzędziami powlekanymi, jak i niepowlekanymi. Określono efektywne zakresy stosowania minimalnego smarowania w obróbce stopów miedzi ze względu na otrzymywaną chropowatość powierzchni.

SŁOWA KLUCZOWE: chropowatość powierzchni, smarowanie strefy skrawania, narzędzia powlekane i niepowlekane

ABSTRACT: The main aim of the article is to present issue the related adhibition Minimum Quantity Lubrication in machining non-ferrous materials. In this work the influence Minimum Quantity Lubrication like MQL on the surface roughness in turning copper of alloy with using coated and uncoated tools has been presented. Shown effective machining properties of the aplication of minimum quantity lubrication on the surface roughness.

KEYWORDS: surface roughness, machining area of pressure lubrication, coated and uncoated tools

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.426

STRESZCZENIE: Omówiono jedną z możliwości wzmocnienia ceramiki białej przez zastosowanie bardzo wytrzymałych włókien z węglika krzemu. Wiskersy SiC wbudowane w ceramikę Al₂O₃ istotnie zwiększają wytrzymałość na zginanie płytek skrawających wykonanych z tego materiału kompozytowego, a także ich twardość i odporność na pękanie. W artykule schematycznie pokazano mechanizmy wzmacniania ceramiki przez dodatek wiskersów powodujących zmianę kierunku propagacji pęknięcia, mostkowanie szczeliny i przenoszenie obciążeń przez włókna oraz mostkowanie przez monokrystaliczne płatki o podwyższonej wytrzymałości. Ponadto przedstawiono metodę wytwarzania ceramiki tlenkowej wzmocnionej wiskersami opartą na zmodyfikowanej technologii metalurgii proszków. W opisie mechanizmów wzmacniania ceramiki narzędziowej posłużono się m.in. mikroskopią skaningową – obrazami elektronów wtórnych i odbitych oraz przeprowadzono analizy teoretyczne.

SŁOWA KLUCZOWE: ceramika narzędziowa, mechanizm wzmacniania ceramiki, wytwarzanie

ABSTRACT: In the article is presented one of possibilities of strengthener of white ceramics among other things by application of very tough fibres made of silicon carbide. Very tough SiC whiskers built in Al₂O₃ ceramics essentially increase of bending strength of cutting inserts made of this composite material and also its hardness and crack resistance, particularly with ZrO₂ addition. In the article are schematic presented mechanism of strengthener of white ceramics by addition of filiform or flake whiskers. In the article the method of manufacturing of white ceramics with whiskers using modified technology of powder metallurgy are also presented. For elaboration of mechanism of strengthener of white ceramics by filiform or flake whiskers were used among other things images obtained by using scanning electron microscope (secondary electron images and backscattered electron images) and theoretical analysis.

KEYWORDS: tool ceramics, mechanism of ceramics strengthener, manufacturing

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.427

STRESZCZENIE: Zaprezentowano budowę i zasadę działania dwóch urządzeń wykorzystywanych podczas obróbki z minimalnym chłodzeniem i smarowaniem. Podano wartości wejściowych parametrów tworzenia mgły emulsyjnej dla urządzenia GAV 1500 i Micronizer Lenox (przepływ objętościowy powietrza i przepływ masowy emulsji). Wybrane parametry chropowatości uzyskane dla powierzchni obrobionej metodą MQCL poddano analizie regresyjnej i porównano z wynikami obróbki na sucho.

SŁOWA KLUCZOWE: urządzenie do tworzenia mgły emulsyjnej, metoda MQCL, obróbka na sucho, chropowatość powierzchni obrobionej

ABSTRACT: The paper presents the design and principle of operation of two devices used during machining with minimum cooling and lubrication. The input parameter values for emulsion mist generation for the GAV 1500 and Micronizer Lenox device (air volume flow and emulsion mass flow) were given. The assorted roughness parameters obtained for a surface machined with the MQCL method were subject to regression analysis and compared with results of dry machining.

KEYWORDS: emulsion mist generation device, MQCL methods, dry machining, machined surface roughness

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.428

STRESZCZENIE: Zastosowanie minimalnego smarowania w obróbce skrawaniem przynosi wiele korzyści. W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych dotyczące momentu skrawania, siły posuwowej oraz chropowatości powierzchni podczas wiercenia otworów w stopie aluminium EN AW 7075. Proces wiercenia przeprowadzono z zastosowaniem minimalnego smarowania i emulsji olejowej oraz na sucho. Testowano różne strategie wiercenia otworów.

SŁOWA KLUCZOWE: chropowatość powierzchni, wiercenie, minimalne smarowanie

ABSTRACT: Application of minimum quantity lubrication in machining has many advantages. This paper presents the results of an experimental study undertaken to investigate the cutting torque, feed force and surface roughness during hole drilling in the EN AW 7075 aluminum alloy. The drilling process was conducted using minimum quantity lubrication, oil emulsion and dry machining. Various strategies of hole drilling were tested.

KEYWORDS: surface roughness, drilling, Minimum Quantity Lubrication

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.429

STRESZCZENIE: Do diagnozowania wierteł w procesie skrawania konieczne jest zidentyfikowanie takich parametrów, które reagują na zmiany wartości zużycia zarówno głównej powierzchni przyłożenia, jak i łysinek. Pomimo ogólnej tendencji do wzrostu siły osiowej i momentu skrawania wraz z upływem czasu pracy wiertła, żaden z tych parametrów nie może być wykorzystany do diagnozowania stanu narzędzia. W przypadku katastrofalnego zużycia wiertła obserwuje się intensywny wzrost momentu skrawania i znaczne (3÷5-krotne) zwiększenie amplitudy sygnału akustycznego, objawiające się tzw. skrzypieniem. W pracy wykazano, że jeżeli proces skrawania zostanie zatrzymany w momencie pojawienia się skrzypienia, wtedy katastrofalne zużycie wiertła nie następuje. Wraz ze wzrostem zużycia wiertła amplituda sygnału akustycznego wzrasta tym wcześniej, im większe jest zużycie wiertła. Potwierdzono też, że im większe zużycie wiertła, tym na mniejszej głębokości wiercenia rozpoczyna się wzrost amplitudy sygnału akustycznego.

SŁOWA KLUCZOWE: diagnostyka, zużycie, trwałość narzędzi

ABSTRACT: For the diagnosis of drills in the cutting process it is necessary to detect parameters which are react to changes in the wearing of both the primary tool flank and drill margins.Despite a general trend of increase in axial force Ff and the cutting torque Mc over the drill worktime none of these parameters can be used to diagnose the state of drill wear. With a catastrophic wear of the drill the rapid increase in cutting torque and significant increase (3-5 fold) in the amplitude of the acoustic signal manifested by the creaking are observed. It is showed that if the cutting process will be stopped at the moment of creaking the catastrophic wear of drill does not occur. With increasing wear of the drill the acoustic signal amplitude increases the earlier, the higher the drill wear. It has also shown that the greater the drill wear the increasing of amplitude begins on a smaller drilling depth.

KEYWORDS: diagnostics, wear, tool life

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.430

STRESZCZENIE: Zaprezentowano wybrane badania właściwości technologicznych i eksploatacyjnych ostrzy skrawających ze stali konwencjonalnej i spiekanej stali szybkotnącej o podobnym składzie chemicznym. Badania właściwości technologicznych i eksploatacyjnych mają charakter porównawczy i dotyczą m.in. oceny składu chemicznego, twardości i struktury oraz trwałości w procesie skrawania stali do ulepszania cieplnego. Do porównawczej oceny właściwości technologicznych ostrzy skrawających ze stali konwencjonalnej i spiekanej stali szybkotnącej zastosowano m.in. spektrometr fluorescencji rentgenowskiej i mikroskop skaningowy. Właściwości technologiczne ostrzy skrawających zweryfikowano w badaniach ich właściwości eksploatacyjnych. Oprócz wniosków z dokonanych obserwacji i analiz zamieszczono wytyczne do dalszych badań.

SŁOWA KLUCZOWE: konwencjonalne i spiekane stale szybkotnące, właściwości

ABSTRACT: In the article selected fragments of investigations of technological properties of cutting edges made of conventional and sintered high speed steel with similar chemical composition are presented. Investigations of technological properties have comparative character and concern among other things estimation of chemical composition, hardness, structure and durability during toughening steel machining. To comparative estimation of technological properties of edges made of conventional and sintered high-speed steels using among other things X-Ray Fluorescence Spectrometer and Scanning Electron Microscopy. Technological properties were verified in study of functional properties. At the end of article are presented conclusions result from observations and analysis and directions of farther study.

KEYWORDS: conventional and sintered high speed steel, properties

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.431

STRESZCZENIE: Omówiono opracowaną i zweryfikowaną metodologię projektowania narzędzia specjalnego do obróbki przedmiotów podatnych. Przedstawiono narzędzie do obróbki kół pojazdów szynowych z wkładkami elastycznymi. Takie koła wykazują znaczną podatność w kierunku równoległym do osi zestawu kołowego, co uwzględniono przy ustalaniu wymagań dotyczących układu sił. Silnie niesymetryczny kształt obrabianego profilu nie pozwala na zastosowanie układu ostrzy równoważących siłę skrawania, dlatego zachodzi potrzeba dokładniejszej analizy obciążenia przedmiotu obrabianego siłami skrawania. Do tego celu wykorzystano model MES obrabianego koła.

SŁOWA KLUCZOWE: siły skrawania, metoda elementów skończonych, narzędzia specjalne

ABSTRACT: Presenting developed and verified method of projecting special cutting tool for machining of flexible objects. Pesented tool was made for machining resilient wheels of railway vehicles. Such wheels show large flexibility in direction paralel to axis of a wheelset, what was taken into account during establishing requirements for cuting forces system. Strongli asymetric shape of machined profile doesn’t allow to use symmetrical cutting edges set that balances generated cutting forces so there is a need of more precise analysis of loads on machined wheel. For this purpose a FEM model was used.

KEYWORDS: Cuting forces, finite element method, special cuting tools

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.432

STRESZCZENIE: Przedstawiono rezultaty badań nad toczeniem stopu tytanu Ti6Al4V narzędziami z węglików spiekanych. Dla przyjętych wartości parametrów skrawania porównano dwa sposoby podawania cieczy obróbkowej. Konwencjonalny sposób wykorzystujący ciśnienie 7 bar porównano z systemem HPC (high pressure coolant) umożliwiającym podawanie cieczy pod ciśnieniem 70 bar. Badania wykazały użyteczność systemu HPC dla małych wartości posuwów, ponieważ wspomaga proces łamania wiórów. Zaprezentowano fotografie wiórów i analizę ich formy. Zastosowano metodę Taguchiego do wyboru optymalnego zestawu parametrów skrawania ze względu na postać wiórów.

SŁOWA KLUCZOWE: toczenie, HPC, Taguchi, postać wiórów

ABSTRACT: The paper presents the results of turning tests of Ti6Al4V alloy with sintered carbide tools. For selected sets of cutting data, two kinds of coolant supply were compared. Conventional coolant supply with the pressure of 7 bar was compared with HPC (High Pressure Coolant) system working with the pressure of 70 bar. The tests revealed the fact that HPC system is useful for small values of feed taking into account chip form. Photographs of chips and their form analysis are presented. Taguchi method was used to select optimal set of cutting data considering chip form.

KEYWORDS: turning, HPC, Taguchi, chip form

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.433

STRESZCZENIE: W artykule dokonano analizy właściwości dynamicznych trzech różnych oprawek do narzędzi trzpieniowych z chwytami walcowymi. Wykonano test impulsowy w celu wyznaczenia współczynników sztywności i tłumienia badanych oprawek. Na podstawie przeprowadzonych badań otrzymano wartości parametrów modalnych. Wielkości te posłużyły do opracowania modelu ugięcia i oszacowania przemieszczeń frezu mocowanego w oprawkach. Badania wykazały, że konstrukcja oprawki wywiera znaczący wpływ na właściwości dynamiczne układu oprawka – narzędzie oraz przemieszczenia promieniowe narzędzia podczas skrawania.

SŁOWA KLUCZOWE: uchwyty narzędziowe, sztywność dynamiczna, tłumienie drgań, przemieszczenia narzędzia

ABSTRACT: In the paper, the analysis of dynamical properties of three various toolholders with cylindrical shank was carried out. The impulse test was conducted in order to determine the stiffness and damping coefficients. On the basis of the research, the modal parameters’ values were received. These quantities were applied to the development of end mill’s deflection model. The research revealed that construction of toolholder has significant influence on the toolholder-tool system’s dynamical properties and tool’s radial deflections during machining.

KEYWORDS: toolholder, dynamic stiffness, damping vibrations, tool displacement

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.434

STRESZCZENIE: Przedstawiono porównanie klasycznego złącza o zbieżności 7:24, stosowanego we wrzecionach obrabiarek, z jego modyfikacją, pozwalającą na uzyskanie dodatkowej powierzchni kontaktu. Dla dwóch przypadków – oprawki z narzędziem trzpieniowym oraz trzpienia z narzędziem nasadzanym – przeprowadzono analizę statyczną ugięcia oraz sztywności w kierunku promieniowym. Wykonano również próby frezowania obwodowego i czołowego. Obrobione powierzchnie posłużyły do oceny parametrów chropowatości uzyskanych w różnych warunkach połączenia narzędzia z obrabiarką.

SŁOWA KLUCZOWE: skrawanie, złącza obrabiarkowe, sztywność statyczna, chropowatość powierzchni

ABSTRACT: The paper presents the comparison of typical 7:24 interface with its modification, which allows to the obtainment of the additional contact surface. For the two cases: toolholder with the slot tool and pivot with cutter, the analysis of static deflection and stiffness in radial direction was carried out. The cylindrical and face milling tests were also conducted. The machined surfaces were valuated in the aspect of surface roughness parameters obtained in different interface conditions.

KEYWORDS: machining, machines interfaces, statics stiffness, surface roughness

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.435

STRESZCZENIE: Zaprezentowano wyniki badań wpływu zmiany zarysu linii ostrza frezu palcowego na przebieg składowych sił skrawania podczas wysokowydajnego frezowania stopu aluminium AlZn5.5MgCu. Badano następujące zarysy linii ostrza: sinusoidalny ciągły, przerywany o zarysie trapezowym, prostokątnym, okrągłym i trójkątnym.

SŁOWA KLUCZOWE: wysokowydajna obróbka, stopy aluminium, siły skrawania, zarys linii ostrza

ABSTRACT: In the paper there will be presented research results of the influence of cutter edge contour line on the values of cutting force components in the high-performance cutting AlZn5.5MgCu alloy. There were used the following cutting edge contour lines: sinusoidal continuous and interrupted: trapezoidal, rectangular, circular and triangular.

KEYWORDS: high performance cutting, aluminum alloys, cutting forces, cutter edge line

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.436

STRESZCZENIE: Przedstawiono ocenę możliwości zastosowania ceramicznych szczotek do obróbki skrawaniem odlewniczych stopów magnezu. Badaniom poddano stop magnezu AM 60 (EN- -McMgAl6Mn). Przed szczotkowaniem powierzchnie frezowano z zastosowaniem płytek bez powłok i powlekanych. Zmierzono i poddano ocenie wpływ szczotkowania na zmiany chropowatości powierzchni. Na podstawie wyników badań określono stopień skuteczności działania szczotek ceramicznych w obróbce próbek ze stopów magnezu oraz wyznaczono zakresy parametrów obróbki, w której szczotkowanie po frezowaniu wydaje się uzasadnione.

SŁOWA KLUCZOWE: szczotkowanie, frezowanie, chropowatość, powierzchnia

ABSTRACT: The study presents an assessment of possibilities of use of ceramic brushes for machining of magnesium casting alloys. The AM 60 (EN- -McMgAl6Mn) magnesium alloy was subject to tests. Before the brushing, the surfaces were milled with both uncoated and coated inserts. The impact of brushing on the changes in surface roughness was measured and assessed. On the basis of test results, the degree of efficiency of operation of ceramic brushes in machining of magnesium alloy samples was determined and the machining parameter ranges in which brushing after milling appears to be substantiated were determined.

KEYWORDS: brushing, milling, roughness, surface

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.437

STRESZCZENIE: Stopy niklu są cennym materiałem konstrukcyjnym, stosowanym w przemyśle lotniczym, energetycznym i chemicznym. Wytwarzanie elementów z tych stopów wiąże się z dużymi problemami ze względu na ich trudnoobrabialność. W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych składowych siły skrawania oraz chropowatości powierzchni w procesie frezowania czołowego trudnoobrabialnych stopów niklu INCONEL 625 i INCONEL 718. Badania prowadzono przy zmiennych parametrach technologicznych.

SŁOWA KLUCZOWE: stopy niklu, wskaźniki skrawalności, frezowanie czołowe

ABSTRACT: Nickel alloys are valuable constructional materials, used in aircraft, power and chemical industry. These alloys are hard to machine, so production of nickel alloy parts causes some difficulties. This paper presents experimental research results of cutting force, and the surface roughness in face milling of INCONEL 625 and INCONEL 718 nickel alloys, which are difficult to machine. Research was conducted with variable technological parameters.

KEYWORDS: nickel alloys, machinability indicators, face milling

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.438

STRESZCZENIE: Przedstawiono zagadnienia związane z zastosowaniem, właściwościami i skrawalnością materiałów kompozytowych na bazie stopów aluminium. Zaprezentowano wyniki badań pokazujące wpływ zastosowania minimalnego smarowania MQL na siły skrawania i postać wióra w obróbce kompozytów aluminiowych ostrzami powlekanymi warstwą diamentu. Wyniki te porównano z analogicznymi badaniami wykonanymi ostrzami bez powłoki. Określono efektywne zakresy stosowalności minimalnego smarowania MQL w obróbce aluminiowych materiałów kompozytowych.

SŁOWA KLUCZOWE: materiały kompozytowe, smarowanie strefy skrawania, siły skrawania, wióry

ABSTRACT: The article presents the issues related to the application, properties and machinability of aluminum matrix composites. The results of studies showing the influence of the application of the minimum lubrication MQL on cutting forces and chip form in machining of aluminum matrix composites coated with diamond coated inserts are presented. These results were compared with tests carried out blades without coating. Scope of the effective applicability of minimum quantity lubrication MQL in aluminum matrix composites machining are defined.

KEYWORDS: composite materials, cutting zone lubrication, cutting forcers, chips

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.439

STRESZCZENIE: Przedstawiono wyniki badań frezowania czołowego – narzędziami o ostrzach z regularnego azotku boru – warstw charakteryzujących się prążkowaną strukturą, powstałych w procesie cięcia wiązką lasera. Poddano analizie składowe siły skrawania występujące podczas frezowania czołowego oraz chropowatość obrobionej powierzchni. W badaniach wykorzystano próbki ze stali C45. Głębokość skrawania była dobierana w takim zakresie, aby usunąć tylko cześć warstwy utwardzonej, która powstała w procesie cięcia wiązką laserową.

SŁOWA KLUCZOWE: frezowanie czołowe, cięcie laserem

ABSTRACT: The article presents the results of milling layers, characterized with a “stria” structure, formed during laser cutting. The process was conducted with blades made of cubic boron nitride. Surface roughness and components of the cutting force, occurring during face milling were analyzed. The C45 steel samples were used in the study. The depth of cut was selected in such a way as to remove only a part of the layer formed by cutting with a laser beam.

KEYWORDS: face milling, laser cutting

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.440

STRESZCZENIE: Praca przedstawia wyniki badań eksperymentalnych frezowania powierzchni napawanych laserowo. Jej celem było przeprowadzenie procesu regeneracji płaskiej powierzchni blachy wykonanej ze stali C45 poprzez napawanie laserowe oraz frezowanie czołowe. Ocenę rezultatów procesu regeneracji przeprowadzono na podstawie pomiarów wybranych parametrów struktury geometrycznej powierzchni zregenerowanej.

SŁOWA KLUCZOWE: regeneracja powierzchni, napawanie laserowe, frezowanie czołowe

ABSTRACT: The study shows the results of experimental tests of milling of laser-hardfaced surfaces. The goal was to carry out a process of regeneration of a flat surface of a C45 steel sheet through laser hardfacing and face milling. The results of the regeneration process were assessed on the basis of measurements of assorted geometrical structure parameters of the regenerated surface.

KEYWORDS: surface regeneration, laser hardfacing, face milling

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.441

STRESZCZENIE: W pracy pokazano obecne trendy dotyczące zwiększania produktywności w obróbce skrawaniem. Na przykładzie technologii imachining udowodniono przydatność takich działań. Zbadano uzyskane parametry chropowatości powierzchni po obróbce. Porównano czasy obróbki za pomocą metody standardowej i analizowanej technologii imachining.

SŁOWA KLUCZOWE: obróbka skrawaniem, technologie wysokowydajne, imachining

ABSTRACT: The work shows the current trends of increasing productivity in machining. For example on imachining technology, the usefulness of such activities is proven. Surface roughness parameters obtained were examined after treatment. Processing times were compared using standard methods and analysed imachining provides technology.

KEYWORDS: machining, high performance technologies, imachining

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.442

STRESZCZENIE: Zaprezentowano metodykę poprawy dokładności frezowania profili krzywoliniowych polegającą na korekcji błędów obróbki. Korekcja jest przeprowadzana off-line przez wprowadzenie do nominalnego modelu CAD (i w konsekwencji do programu obróbkowego) poprawek kompensujących wpływy obróbki. Podstawą do przeprowadzenia korekcji są odchyłki powierzchni wyznaczone w pomiarach współrzędnościowych. Wartości odchyłek profilu po korekcji zawierały się w granicach od −0,0124 do +0,0144 mm.

SŁOWA KLUCZOWE: profil krzywoliniowy, model CAD, frezowanie, odchyłka, korekcja programu obróbkowego

ABSTRACT: The paper presents a methodology of improving accuracy of curvilinear profiles obtained in the milling processes. The methodology consists in correction of machining errors. Such correction is performed off-line by introducing to nominal CAD model alterations compensating these influences. The basis for performing the correction are surface deviations determined during coordinate measurements. The values of deviations observed on the profile machined after the correction according to the methodology had been introduced, were within the range of (-0.0144 ÷ +0.0124) mm.

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.443

STRESZCZENIE: Przedstawiono analizę numeryczną 3D procesu toczenia części klasy wałek z wykorzystaniem oprogramowania inżynierskiego MSC.Marc oraz z uwzględnieniem sprzężenia między polami odkształcenia i temperatury. W modelu zastosowano zaktualizowane sformułowanie Lagrange’a wraz ze strategią globalnego remeshingu w celu zapobiegnięcia zniekształceniom elementów. Zestawienie uzyskanych wyników analiz numerycznych i wstępnych badań eksperymentalnych z użyciem kamery termowizyjnej potwierdziła przyjęte założenia i opracowany model numeryczny.

SŁOWA KLUCZOWE: sprzężenie termomechaniczne, toczenie, remeshing

ABSTRACT: The paper presents a 3D numerical analysis of the turning process with the use of MSC.Marc engineering software. The coupling between deformation and temperature fields was considered and the updated Lagrange formulation was used in the analysis. In order to prevent element distortion, the strategy of global remeshing was used. The results comparison of the numerical analysis and the preliminary experimental studies with the use of a thermal imaging camera confirmed the adopted assumption and the developed numerical model.

KEYWORDS: thermo-mechanical coupling, turning, remeshing

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.444

STRESZCZENIE: Większość krawędzi przedmiotów po obróbce frezowaniem wymaga dalszych operacji polegających na zmianie ich stanu. Na niepożądany stan składają się krawędzie: ostre, posiadające zadziory lub niespełniające stawianych wymagań. W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu parametrów obróbki szczotkowaniem na kształtowanie krawędzi przedmiotów wykonanych ze stopu aluminium 7075. Do badań wykorzystano trzy typy szczotek różniące się właściwościami.

SŁOWA KLUCZOWE: szczotkowanie, kształtowanie przedmiotów

ABSTRACT: After milling operations most object edges require further operations in order to change their states. Undesirable states include the following cases: sharp edges, edges with burrs and those which do not satisfy the required conditions. This article presents the effects of brushing parameters on edge states of 7075 aluminum alloy objects. Three types of brushes with different properties were applied.

KEYWORDS: brushing, shaping objects

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.445

STRESZCZENIE: W artykule zaprezentowano badania dotyczące toczenia stopu tytanu GRADE 23, powszechnie wykorzystywanego m.in. w przemyśle lotniczym. Celem badań było określenie wpływu zmian poszczególnych parametrów skrawania na składowe siły skrawania oraz chropowatość powierzchni obrobionej. Badania przeprowadzono na tokarce numerycznej z wykorzystaniem trzyskładowego siłomierza piezoelektrycznego. Pomiary chropowatości wykonywano za pomocą profilometru stacjonarnego metodą stykową. Na podstawie analizy wyników opisano wpływ zastosowanych parametrów skrawania na parametry mierzone.

SŁOWA KLUCZOWE: toczenie, stopy tytanu, siły skrawania, chropowatość

ABSTRACT: In the paper investigation concerning turning of titanium alloy GRADE 23 is presented. This type of alloy is commonly used in aviation industry. The main aim of investigation was to determine influence of cutting parameters on component cutting forces and surface roughness of machined surface of the workpiece. Experimental tests have been conducted on CNC lathe with utilization of three component piezoelectric dynamometer. Measurements of surface roughness parameters have been done on stationary profilometer with utilization of contact method. On the base of experimental data analysis the influence of cutting parameters on measured parameters has been described.

KEYWORDS: turning, titanium alloys, cutting forces, surface roughness

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.446

STRESZCZENIE: Stała i silna konkurencja na rynku wytwórców części maszyn wymusza ciągły postęp i doskonalenie zarówno narzędzi skrawających, jak i procesów wytwarzania. W artykule pokazano – na przykładzie wiercenia otworów przelotowych – wybrane sposoby usuwania lub minimalizowania wypływki. Autorzy opierali się na wieloletnim doświadczeniu i praktycznych rozwiązaniach wdrażanych w przemyśle przez firmę KOMET-URPOL.

SŁOWA KLUCZOWE: wiercenie, wypływka, geometria wiertła

ABSTRACT: Constant and strong competition in the market forces manufacturers of machine parts for continuous progress and improvement both cutting tools and manufacturing processes. In this article, the example of through-holes are shown as an examples of ways to remove or minimize burrs. This article based on years of experience and practical solutions for years implemented in the industry by KOMET - URPOL company.

KEYWORDS: drilling, burrs, the geometry of the drill

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.447

STRESZCZENIE: Temat artykułu obejmuje analizę składowych siły skrawania podczas toczenia stali hartowanej w warunkach obróbki wykończeniowej. Przeprowadzone badania dotyczyły analizy składowych siły skrawania i chropowatości powierzchni obrobionej w przypadku, gdy warstwa skrawana miała wartość mniejszą niż promień zaokrąglenia krawędzi skrawającej (mikroskrawanie, skrawanie cienkich warstw). Analiza rozkładu sił w narożu ostrza skrawającego pozwoliła na wyznaczenie minimalnej grubości warstwy skrawanej oraz ewaluację zjawiska bocznego płynięcia materiału.

SŁOWA KLUCZOWE: mikroskrawanie, minimalna grubość warstwy skrawanej

ABSTRACT: The subject of the study is an analysis of components of the cutting force during turning of hardened steel under conditions of finishing treatment. The conducted research was concerned with analysis of components of the cutting force and the machined surface roughness in case when the machined layer had a lower value than the curve radius of the cutting edge (microcutting, thin layer cutting). The analysis of distribution of forces in the corner of the cutting blade allowed to determine a minimum thickness of the machined layer and to evaluate the phenomenon of material side flow.

KEYWORDS: microcutting, machined layer minimum thickness

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.448

STRESZCZENIE: Przedmiotem artykułu jest analiza zmian poziomu ciśnienia akustycznego w strefie prac operatora, które jest emitowane przez wrzeciono obrabiarki CNC pracujące bez obciążenia z różnymi prędkościami obrotowymi oraz podczas skrawania z prędkością 10 000 obr/min. Istotą przeprowadzonych badań było sprawdzenie, czy poziom hałasu emitowanego przez obrabiarkę CNC nie przekracza wartości dopuszczalnej. Wykonano je zgodnie z zapisem badania hałasu podanym w normie ISO 230-5 oraz z wykorzystaniem norm ISO 3744 i ISO 11203. Badania pokazały, że podczas głębszej obróbki materiału pojawiają się dźwięki o charakterze impulsowych. Poziom dźwięku wzrasta wówczas do wartości 92,2 dB, a więc na stanowisku pracy następuje przekroczenie dopuszczalnego poziomu dźwięku. Dla różnych prędkości obrabiarki poziom dźwięku A utrzymuje się na stałym poziomie: 71÷72 dB(A) – dla prędkości do 5000 obr/min, 80 dB(A) – dla wyższych prędkości.

SŁOWA KLUCZOWE: ciśnienie akustyczne, hałas, obrabiarki CNC

ABSTRACT: The subject of the study was to analyze sound pressure levels at the operator work area, emitted by a CNC machine tool working in different speeds of spindle and during process of cutting with a speed of 10,000 rev / min. The essence of the study was to find out if the noise level emitted by the CNC machine tool exceeds the acceptable sound level. The study was carried out according to the specified standards in documents ISO 230-5, ISO 3744 and ISO 11203 [set of standards]. Obtained results indicate the appearance of an impulse sound at a deeper treatment of the material- deeper cutting causes the appearance of impulse noise. Under such conditions, the sound level rises to the value of 92.2 dB, which indicates a sound level that exceeds the acceptable sound measure levels. A sound level for different speeds of the machine is maintained at a constant level row 71/72 dB(A) up to 5000 rev / min, and increases for higher speeds of the machine tool to the value of 80 dB(A).

KEYWORDS: sound pressure level, noise, CNC machine tool

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.449

STRESZCZENIE: Obecnie jednym z kierunków, w jakim rozwija się technika kształtowania materiałów metodami ubytkowymi, jest obróbka na twardo (HM). Metoda ta w połączeniu z frezowaniem trochoidalnym może wyeliminować proces szlifowania, zapewniając wysoką dokładność kształtu i małą chropowatość obrabianej powierzchni. W artykule przytoczono wyniki badań sił skrawania w procesie frezowania trochoidalnego stali 42CrMo4 na twardo i porównano je z wynikami otrzymanymi dla frezowania metodą konwencjonalną. Do celów badawczych została wygenerowana ścieżka toru narzędzia z wykorzystaniem programu Edgecam, który ma wbudowany moduł do tworzenia obróbki trochoidalnej. Czynnikami zmiennymi w badaniach były skok trochoidy oraz prędkość posuwu.

SŁOWA KLUCZOWE: frezowanie, siły skrawania, skok trochoidy

ABSTRACT: Currently, one of the development directions of the technology of material forming with removal methods is hard machining (HM). This method, combined with trochoidal milling, may eliminate the grinding process, ensuring high shape accuracy and small machined surface roughness. The article presents the results of tests of cutting forces in the process of hard trochoidal milling of 42CrMo4 steel and compares them with results obtained for conventional milling. For the purposes of the study, a tool channel path was generated using the Edgecam program with an embedded module for creation of trochoidal machining. The variables in the tests were trochoid change and feed velocity.

KEYWORDS: milling, cutting forces, trochoid change

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.450

STRESZCZENIE: Opisano nowe stanowisko badawcze do pomiaru mocy na wielozadaniowej tokarce CNC, oparte na torach pomiarowych utworzonych dla poszczególnych osi w środowisku LabVIEW. Przedstawiono rozkład zużycia mocy w procesie technologicznym obejmującym dokładne toczenie oraz nagniatanie stali utwardzonej. Dokonano oceny efektywności energetycznej z uwzględnieniem wymaganej chropowatości powierzchni po dokładnym toczeniu i nagniataniu.

SŁOWA KLUCZOWE: toczenie, nagniatanie, energochłonność

ABSTRACT: The study describes a new test rig for power measurement on a multi-purpose CNC lathe, based on measurement channels created for individual axes in the LabVIEW environment. The distribution of power consumption in the technological process comprising precise turning and burnishing of hardened steel was presented. Energy efficiency with consideration to the required surface roughness after precise turning and burnishing was assessed.

KEYWORDS: turning, burnishing, energy intensity

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.451

STRESZCZENIE: Siły reakcji wynikające z kontaktu narzędzia z przedmiotem obrabianym zależą od wielu czynników, m.in. od parametrów obróbki oraz własności materiału i narzędzia. W przypadku obróbki skrawaniem na ostrzu narzędzia w układzie kartezjańskim definiuje się trzy składowe sił wzajemnie prostopadłych. Podobnie jest w przypadku cięcia wysokociśnieniową strugą wodną, dla której w analogicznym układzie określa się dwie siły składowe na jej czole (jest to siła posuwowa i siła wgłębiania) oraz siłę prostopadłą do poprzednich, zwaną boczną. Czoło strugi tnącej definiowane jest jako punkt jej styku z przedmiotem w strefie usuwania materiału. Rozkład sił definiowany jest w punkcie leżącym na stycznej do czoła strugi tnącej. Styczna czoła strugi zmienia kąt pochylenia w zależności od punktu odchylenia strugi, co istotnie wpływa na wzrost siły posuwowej kosztem siły wgłębiania. Zwiększanie grubości przedmiotu bez zmiany parametrów cięcia wpływa negatywnie na zmniejszenie zdolności erozyjnej wzdłuż kierunku siły wgłębiania i na wzrost odchylenia strugi tnącej będącej konsekwencją wzrostu siły posuwowej. Zmiana prędkości cięcia wpływa wprost proporcjonalnie na zmianę siły posuwowej. Zmiana wymienionych parametrów wpływa też na zmianę wartości siły bocznej. Z punktu widzenia topografii powierzchni przeciętej jej jakość spada wskutek wzrostu siły posuwowej, natomiast wzrost siły wgłębiania – decydującej o efektywności cięcia – wpływa na polepszenie jakości powierzchni. Artykuł przedstawia metodę wyznaczania sił podczas cięcia wysokociśnieniową strugą wodno-ścierną w kierunkach zdefiniowanego układu ortogonalnego. Do pomiaru sił wykorzystano tor pomiarowy z czteroukładowym piezoelektrycznym czujnikiem siły. Dla zdefiniowanych parametrów procesu wyznaczono siły w trzech kierunkach, tj. siły: posuwową, wgłębiania i boczną. W ramach badań sporządzono wykresy zmian wartości sił w zależności od prędkości posuwowej głowicy tnącej dla wybranych materiałów przedmiotu ciętego.

SŁOWA KLUCZOWE: struga wodno-ścierna, oddziaływanie siłowe

ABSTRACT: The reaction forces due to contact of the tool with the workpiece, depends on many factors, which include processing parameters, material properties and tools.
    In the case of machining with the cutting edge defines three component of forces mutually perpendicular in the Cartesian system. The same is the case of high-pressure abrasive waterjet cutting, in which the analogical system defines two component forces on forehead of waterjet (i.e. feed force and drill force), and a force component perpendicular to those forces, which called the lateral force. The front face of the cutting waterjet is defined as a point of its contact with the workpiece in the zone of material removal. The distribution of forces is defined at a point on the tangent to the face of waterjet.
    Tangent face of waterjet changes an angle of the jet depending on localization of point, where the jet is deflected from the her axis, which significantly affects the growth of feed force at the expense of drill force.
    Without changing the cutting parameters, the increasing the thickness of the workpiece has a negative impact on capacity reduction erosion along the direction of the drill force and the deflection of cutting jet increasing as a consequence of increase in feed force. The change the cutting speed affects directly proportional to the change of feed force. Changing these parameters also affects the change in value of the lateral force.
    From the point of view of the machined surface topography increase feed force affects the deterioration of the surface, while the drill force is the force which determines the cutting efficiency influences the improvement of the quality of the cut surface.
    This article presents a method for determining the cutting forces during the high pressure abrasive waterjet cutting in the direction defined by an orthogonal system. For measuring the forces were used the piezoelectric 4-axis force sensor with the defined measuring track. For a defined conditions of process were obtained forces in three directions, i.e. the feed force, drill force and lateral force. The study show the relations of changes the forces value, depending on the speed of the cutting head cutter for the selected materials of workpiece.

KEYWORDS: abrasive waterjet, forces interactions

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.452

STRESZCZENIE: Stosowanie w przemyśle lotniczym materiałów trudnoobrabialnych, takich jak stale nierdzewne czy Inconel, wiąże się z koniecznością opracowania wydajnych metod ich obróbki oraz doboru odpowiednich parametrów procesu. W artykule opisano badania, których celem było wyznaczenie sił występujących podczas frezowania trudnoobrabialnego stopu lotniczego oraz analiza ich zmian pod wpływem zużycia narzędzia. Otrzymane wyniki pozwoliły również na ocenę zmienności składowych sił skrawania oraz ich wartości przypadających na poszczególne krawędzie fazownika. Ponadto przedstawiono metodykę pomiarów oraz sposób przetwarzania danych pomiarowych. W tym celu wykorzystano środowisko LabVIEW, w którym przygotowane autorskie oprogramowanie pozwala na obliczanie cech rejestrowanych sygnałów pomiarowych również w czasie rzeczywistym. Możliwa jest więc identyfikacja obciążeń podczas frezowania na podstawie zarejestrowanych sygnałów sił i momentu obrotowego podczas badań z wykorzystaniem czteroskładowego siłomierza.

SŁOWA KLUCZOWE: fazowanie, obciążenie narzędzia

ABSTRACT: Hard alloys application such as Stainless steel and Inconel in aircraft industry make us to develop a new more productive cutting method and to selection of adequate cutting parameters.
The article describes research aimed at determination of the forces generated during hard machining alloy milling and analysis of the tool wear for the forces variation .
The test results also allowed for the evaluation of the variability of individual components of the cutting forces and their values in respective edges cutting tool. The article presents the methodology of measurement and data processing method of measurement. To accomplish used Labview environment in which prepared proprietary software allows you to calculate the characteristics of the recorded measurement signals in real time. It is thus possible to identify strain during milling on the basis of the registered signals of torque and forces using a four component dynamometer.

KEYWORDS: chamfering, tool loads

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.453

STRESZCZENIE: Artykuł przedstawia możliwości kształtowania jakości powierzchni stali hardox 400 wysokociśnieniową strugą wodno-ścierną. Zobrazowano tutaj wpływ prędkości posuwu na jakość powierzchni przecinanych. Badania obejmowały ocenę struktury powierzchni za pomocą wskaźników klas jakości oraz pomiary parametrów struktury geometrycznej powierzchni.

SŁOWA KLUCZOWE: struga wodno-ścierna, cięcie metali, struktura geometryczna powierzchni

ABSTRACT: This article presents the description of forming abrasive water-jet. It was discussed variables process, which affecting to the quality of the cut surface and it was defined the advantages of high-pressure abrasive water jet cutting materials. In this study, the effect of different traverse speed of abrasive water jet (AWJ) on hardox 400 steel was experimentally investigated. The experimental study was focused on measurements of surface topography and surface geometrical structure roughness for different sections of the machined surface. It was specified a smoother and rougher edge quality zone.

KEYWORDS: abrasive water-jet, metal cutting, surface geometrical structure.

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.454

STRESZCZENIE: Przeanalizowano wpływ wyboru stopnia powiększenia obiektywu telecentrycznego multisensorowej maszyny współrzędnościowej na dokładność wyznaczania średnicy otworów. Do badań użyto specjalnie wykonanej próbki z otworami o różnych średnicach. Wyniki badań wykazały, że stopień powiększenia układu optycznego wpływa na dokładność wyznaczeniaśrednicy otworów.

SŁOWA KLUCZOWE: systemy wizyjne, multisensorowa maszyna współrzędnościowa, dokładność pomiaru

ABSTRACT: The paper presents an impact analysis of selection magnification level of telocentric lens used in multisensor measuring machine at the accuracy of determining holes diameter. A specially designed and manufactured specimen with different holes was used to research. Research results indicate that magnification level of lens impact at accuracy of hole diameters measurement.

KEYWORDS: vision systems, multisensor measuring machine, measurement accuracy

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.455

STRESZCZENIE: Tematem artykułu jest określanie dokładności pozycjonowania obrabiarki DMG DMU 50. Badania przeprowadzono za pomocą interferometru laserowego XL-80 firmy Renishaw dla przemieszczeń liniowych trzech osi maszyny. Uzyskane wyniki przeanalizowano i porównano z obowiązującymi normami. Ostatecznie stwierdzono zgodność z wartościami normowymi. Podano występujące rodzaje błędów i zaproponowano sposób poprawy dokładności maszyny.

SŁOWA KLUCZOWE: badanie dokładności pozycjonowania, diagnostyka obrabiarek, centrum frezarskie, interferometr laserowy, kompensacja błędów

ABSTRACT: The performed project relates to the positioning machine tool DMG DMU50. The research were made for the three linear exes, which were tested by means of laser interferometer XL-80 Renishaw. The obtained results were analyzed and compared with the current norms. Finally, compatibility of particular machine axis with normalized values was specified. The types of errors causes were shown. A method for improving accuracy was proposed.

KEYWORDS: research of positioning accuracy, diagnostics of machine, milling center, laser interferometer, errors compensation

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.456

STRESZCZENIE: Przedstawiono zagadnienie badań tokarek, a zwłaszcza badań dokładności pracą, które omówiono na wstępie. Kolejno zaprezentowano konstrukcję przedmiotu próbnego opracowaną w programie SolidWorks, a następnie pomierzone cechy tego przedmiotu oraz ich analizę. Mierzono m.in.: średnice, odchyłki kształtu oraz chropowatość i falistość powierzchni. Stanowiły one podstawę do całkowitej oceny badanej obrabiarki przedstawionej w podsumowaniu.

SŁOWA KLUCZOWE: badania pracą, diagnostyka obrabiarek, centrum tokarskie, pomiary, przedmiot próbny

ABSTRACT: The performed project relates to the subject about lathe research, in particular research work precision. Research work precision was shown at the beginning. Next, in SolidWorks program was elaborated construction of experimental object. Measurements of experimental object and their analysis were shown next. Deviation of shape, diameters, roughness, waviness were measured. They were base to total opinion about tested lathe and they were present in summation.

KEYWORDS: work research, diagnostics of machine tools, turning center, measurement, experimental object

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.457

STRESZCZENIE: Wskaźniki techniczno-ekonomiczne są kluczowymi elementami opisującymi prowadzoną działalność produkcyjną. Ich podstawowym zastosowaniem jest wspomaganie procesu planowania oraz ocena wyników produkcji. Artykuł przedstawia wpływ modyfikacji zawartych w normatywach parametrów obróbki skrawaniem na wzrost efektywności balansowania linii produkcyjnej. Modyfikacja parametrów zalecanych w normatywach pociąga za sobą zmianę okresu trwałości ostrza i tym samym bilansu ekonomicznego zlecenia produkcyjnego. W pracy zaproponowano wykorzystanie wskaźników techniczno-ekonomicznych do oceny granicy opłacalności tych modyfikacji.

SŁOWA KLUCZOWE: obróbka skrawaniem, wskaźniki ekonomiczno-techniczne, balansowanie linii produkcyjnej, normatywy parametrów obróbki skrawaniem

ABSTRACT: Technical-economic indicators are the key elements that describe carried out a productive activity. Their main use is to support the process of planning and evaluation of the production results. The article presents the effect of the modifications contained in the standards of machining parameters to increase efficiency of the production line balancing. Modification of the parameters recommended in standards entails changing the shelf edge, and thus the economic balance of the production order. The paper proposes use of technical-economic indicators in order to evaluate the cost-effectiveness of these modifications.

KEYWORDS: machining, economic and technical indicators, balancing the production line, standards of machining parameters.

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.458

STRESZCZENIE: Celem badań jest przeprowadzenie regeneracji formy wtryskowej na obrabiarce CNC w procesie obróbki spełniającej określone wymagania dotyczące błędów kształtu i położenia. W publikacji przedstawiono wyniki badań diagnostycznych pionowego centrum frezarskiego CNC. Zidentyfikowano istotne błędy wpływające na dokładność wymiarowo-kształtową z użyciem kinematycznego pręta teleskopowo-kulkowego typu ballbar. Omówiono przyczyny powstawania błędów i dokonano ich korekcji poprzez dokładne poziomowanie obrabiarki.

SŁOWA KLUCZOWE: obrabiarka CNC, dokładność geometryczna obrabiarki, diagnostyka obrabiarek, odchyłka, błąd okrągłości, odchyłka prostopadłości osi, ballbar, kompensacja błędów, regeneracja

ABSTRACT: The purpose of the research is to regenerate injection mold on the CNC machine, ensuring that machining meets certain requirements concerning the shape and position errors . This publication presents the results of diagnostic tests CNC vertical milling center . Significant shape and dimensional accuracy error have been identified by the telescoping Ballbar systems. The sources of errors have been discussed, and correction has been made through accurate leveling of the machine.

KEYWORDS: CNC machine, geometrical accuracy of the machine, machine diagnostic, error, roundness error, squareness error, ballbar, error compensation, regeneration

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.459

STRESZCZENIE: Integracja przepływu informacji w systemie produkcyjnym staje się coraz bardziej istotna. Jedną z podstawowych trudności jest skuteczna implementacja systemów bieżącego monitorowania procesu wytwarzania. Kluczowe znaczenie w przypadku zaawansowanej obróbki ma również integracja operatorów z systemami obiegu informacji w przedsiębiorstwie. W artykule przedstawiono koncepcję realizacji i wdrożenie w warunkach przemysłowych systemu zawansowanego monitorowania obejmującego integrację operatorów obrabiarek.

SŁOWA KLUCZOWE: nadzór i monitorowanie procesów obróbki skrawaniem i obrabiarek, integracja operatorów obrabiarek, systemy informatyczne w wytwarzaniu

ABSTRACT: Integration of information flow in production systems became more and more important. One of the main problems is effective implementation of machining process. Increasing requirements on machining processes effectiveness makes necessary integration of machine tool operators witch company IT systems, as well. In the article the conception of the integrated monitoring systems of the machining processes is presented and discussed. It is focused on implementation in production environment.

KEYWORDS: integration of monitoring and supervision process, integration of machine operator, information systems in the manufacturing

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.460

STRESZCZENIE: Przedstawiono zasady działania aplikacji TDM współpracującej za pośrednictwem interfejsu z przyrządem pomiarowym Venturion 600 firmy Zoller. Aplikacja TDM jest programem o charakterze modułowym umożliwiającym dynamiczne tworzenie narzędzi skrawających oraz zarządzanie nimi, a także przyrządami pomiarowymi i mocującymi. W pracy omówiono kolejność działań, jakie są podejmowane – od wprowadzenia informacji wejściowej (komponentu) do uzyskania informacji wyjściowej (kompletnej listy narzędziowej) w systemie TDM i wykorzystania tych informacji przez przyrząd Venturion 600.

SŁOWA KLUCZOWE: TDM, Zoller, narzędzia skrawające

ABSTRACT: The paper presents the principles of co-operating TDM application via an interface with a measuring instrument Venturion 600 of Zoller company.TDM is the application of a modular program which allows dynamic creation and management of cutting tools, measuring instruments and clamping devices. The paper presents the sequence of actions that are taken from input information (introduction of component) to output information (complete tool list) in TDM system and using this information on the Venturion 600 device.

KEYWORDS: TDM, Zoller, cutting tools

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.461

STRESZCZENIE: Zaprezentowano metodykę realizacji procesu inżynierii odwrotnej obiektów przestrzennych, która obejmuje następujące etapy: digitalizację obiektu przestrzennego na współrzędnościowej maszynie pomiarowej, budowę modelu geometrycznego obiektu na podstawie przetworzonych wyników pomiarów współrzędnościowych, ocenę dokładności uzyskanego modelu geometrycznego rekonstruowanego obiektu, wytworzenie kopii obiektu z wykorzystaniem frezarki CNC. Proponowana metodyka została zweryfikowana na przykładzie odtwarzania geometrii dolnej części obudowy pilota TV.

SŁOWA KLUCZOWE: digitalizacja, modelowanie geometryczne, system CAD/CAM, frezarka CNC

ABSTRACT: The paper presents the methodology of the reverse engineering of the spatial objects. The adopted methodology consists of the following stages: digitalization of a spatial object on CMM, construction of a geometric model of the object based on results of the coordinate measurements, accuracy assessment of the resulting geometric model of the reconstructed object, manufacture of a copy of the object on CNC milling machine. The proposed methodology was verified on example of the reconstruction of the lower cover TV remote control.

KEYWORDS: digitalization, geometric modeling, CAD/CAM system, CNC milling machine

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.462

STRESZCZENIE: Przedstawiono metodę zapewnienia jakości technologicznej wyrobu na przykładzie wykonywania gwintu. Kolejno omówiono ograniczenia w procesie pomiarowym gwintu oraz możliwości zapewnienia jakości w procesie przygotowania produkcji oraz procesie wytwarzania.

SŁOWA KLUCZOWE: dokładność wymiarowo-kształtowa, zdolność systemu pomiarowego, analiza MSA

ABSTRACT: A product technological quality assurance method has been presented on the example of thread cutting. Subsequently, the limitations of the thread measurement process and the possibilities of quality assurance in the production preparation process and the manufacturing process were discussed.

KEYWORDS: dimensional and form accuracy, measurement system capability, MSA analysis

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.463

STRESZCZENIE: Przedstawiono koncepcję pracy badawczej mającej na celu zweryfikowanie możliwości wykorzystania krótkodystansowej transmisji bezprzewodowej w otoczeniu obrabiarki. Taka transmisja może posłużyć do tworzenia autonomicznych systemów pomiarowych monitorujących trudnodostępne miejsca/zespoły w obrabiarkach lub skomplikowane procesy technologiczne – tam, gdzie nie jest możliwe zastosowanie tradycyjnych systemów akwizycji. Rozpoznano teoretyczną naturę zjawiska i określono główne zagadnienia z tym związane. Zaproponowano plan badań i kryteria oceny oraz opisano przygotowane zestawy sprzętowe i oprogramowanie. Wynikiem przeprowadzonych badań będzie sformułowanie zaleceń dotyczących konstrukcji tego typu urządzeń.

SŁOWA KLUCZOWE: systemy pomiarowe, transmisja bezprzewodowa, monitorowanie maszyn, akwizycja danych

ABSTRACT: This paper presents conception of the research for verification of short distance wireless data transmission close to the machine tools environment. This kind of communication seems to be an adequate solution for autonomous data acquisition modules used to monitor the difficult access places in technological components or processes - wherever standard method of acquisition is not effective or impossible to use. The theoretical knowledge is initially recognized and the main issues were specified. The research plan is proposed, also the assessment criteria are set. The unique, dedicated laboratory stands and software are briefly described. The basic recommendations for future design and utilization will be formulated as research result.

KEYWORDS: measuring systems, wireless transmission, machine monitoring, data acquisition

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.464

STRESZCZENIE: Współczesne procesy obróbki skrawaniem, jako najbardziej rozpowszechnione w technologii maszyn, muszą podlegać ciągłemu nadzorowaniu. W tym celu stosuje się narzędzia metrologii technicznej do pozyskiwania i archiwizowania wyników pomiarów oraz metody analizy stabilności i zdolności procesów (SPC), jak również metodę analizy przydatności systemów pomiarowych (MSA). W artykule przedstawiono procedurę postępowania w trakcie nadzorowania procesów obróbki skrawaniem z wykorzystaniem wymienionych metod, ze szczególnym uwzględnieniem adaptacyjnych kart kontrolnych.

SŁOWA KLUCZOWE: metrologia, SPC, MSA, karty kontrolne

ABSTRACT: Contemporary metal cutting processes – as the most common in machine building industry – must be the subject of continuous supervision. Tools of technical metrology are used for this purpose to collect and file measurement results as well as stability analysis methods and process capability methods (SPC) together with methods of analysis of suitability of measurement systems (MSA). This paper presents procedure of metal cutting technology process supervision using methods mentioned above with special enhance on adaptative control charts.

KEYWORDS: metrology, SPC, MSA, control charts

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.465

STRESZCZENIE: W procesie skrawania duży wpływ na trwałość narzędzi oraz dokładność obróbki ma temperatura. Wysoka temperature w strefie skrawania sprzyja utracie zdolności skrawnych narzędzia oraz jest przyczyną błędów obróbki wynikających z przyrostu wymiarów liniowych przedmiotów obrabianych.
Wymiary przedmiotu rozgrzewanego ciepłem skrawania są większe i zmniejszają się w miarę stygnięcia. Prowadzi to do błędów pomiaru, a w przypadku przedmiotów o małej masie i większych wymiarach liniowych (cienkościennych tulei, prętów), rozgrzewających się do kilkuset stopni, również do poważnych błędów wykonania. W pracy przeprowadzono badania, polegające na określeniu rozkładu temperatury w strefie skrawania w zależności od przyjętych parametrów obróbki. Dodatkowo, stosując kamerę szybkoklatkową, podjęto próbę oceny wpływu parametrów obróbki na pracę narzędzia skrawającego.

SŁOWA KLUCZOWE: obróbka, temperatura, strefa skrawania

ABSTRACT: High temperature occurring during the cutting process exerts a considerable influence on the tool life and machining accuracy. High temperature in the cutting zone causes the tool’s loss of cutting ability and machining errors resulting from the increase in linear dimensions of machined objects. The dimensions of the object heated with the cutting heat are bigger and they decrease upon cooling. The above mentioned, leads to errors in measurements, and in case of objects of low mass and bigger linear dimensions (thin-wall tubes, rods), which get heated up to several hundred degrees, serious errors occur. The thesis presents results of tests aimed to determine the temperature distribution in the cutting zone depending on adopted machining parameters. Additionally, the thesis undertakes the attempt to assess, with the application of the fast capture camera, the influence of machining parameters on the operation of the cutting tool.

KEYWORDS: machining, temperature, cutting zone

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.466

STRESZCZENIE: Przedstawiono układ sterowania adaptacyjnego i wyniki badań procesu wysokowydajnego frezowania stopu aluminium AlZn5.5MgCu na 5-osiowej frezarce HSC 55 Linear, z wykorzystaniem sygnału prądu silnika napędowego wrzeciona. Omówiono efekty ekonomiczne zastosowania tego sterowania w optymalizacji procesu frezowania wysokowydajnego części złożonych.

SŁOWA KLUCZOWE: frezowanie, nadzorowanie, sterowanie adaptacyjne

ABSTRACT: This paper will present using an adaptive control system during the high-performance milling of aluminum alloy AlZn5.5MgCu. The diagnostics of the machining process based on the spindle current signal will be performed in the 5-axis milling center HSC 55 Linear. The economical advantages of implementing adaptive control system for optimizing high-performance milling of complex parts will be presented.

KEYWORDS: milling, monitoring, adaptive control

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.467

STRESZCZENIE: Do analizy porównawczej warstwy wierzchniej części maszyn z powodzeniem można stosować testy statystyczne. W artykule zaprezentowano metodę wykorzystującą test T2 Hotellinga do porównywania zarysów stereometrii powierzchni otrzymanych w trakcie procesu dekompozycji i aproksymacji falkowej. Przedstawione wyniki badań i obliczeń dotyczą przykładowych powierzchni uzyskanych po frezowaniu czołowym czterech różnych rodzajów materiałów.

SŁOWA KLUCZOWE: chropowatość powierzchni, test T2 Hotellinga, analiza falkowa

ABSTRACT: Comparative analysis of the surface layer of machine parts can be successfully carried out using statistical tests. The paper presents a method of comparing the surface stereometry created during wavelet decomposition and approximation using Hotelling's T2 test. The research results and calculations are presented in the examples for four types face milled materials.

KEYWORDS: surface roughness, Hotelling T2 test, wavelet analysis

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.468

STRESZCZENIE: Przedstawiono zagadnienia zapewnienia jakości w procesie wytwarzania gwintu, przy czym skoncentrowano się na etapie projektowania tolerancji. Kolejno omówiono główne czynniki zakłócające i sterowalne w procesie wytwarzania oraz kwestię sprawdzania dokładności wykonania gwintu w trakcie obróbki.

SŁOWA KLUCZOWE: dokładność wymiarowo-kształtowa, zużycie ostrza, analiza MSA

ABSTRACT: The issues of quality assurance in the process of thread cutting have been presented, with focus on the stage of tolerance design. Subsequently, the main disturbance and control factors in the manufacturing process and the issue of examination of thread cutting accuracy during the machining were discussed.

KEYWORDS: dimensional and form accuracy, blade wear, MSA analysis

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.469

STRESZCZENIE: Przedstawiono dotychczasowe stanowiska badawcze służące do pomiaru przemieszczeń narzędzia i przedmiotu obrabianego w trakcie procesu toczenia. Omówiono główne wady tych stanowisk i zaprezentowano autorskie stanowisko do pomiarów przemieszczeń względnych w układzie „narzędzie – przedmiot obrabiany” podczas toczenia.

SŁOWA KLUCZOWE: toczenie, przemieszczenia względne

ABSTRACT: The hitherto existing test rigs for measurement of displacements of the tool and the workpiece in the process of turning have been presented. The main disadvantages of these rigs were discussed and an original test rig for measurement of relative displacements in the “tool – workpiece” system during turning was presented.

KEYWORDS: turning, relative displacements

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.470

STRESZCZENIE: Celem artykułu jest przedstawienie metody pomiarów przemieszczeń kątowych stołu obrabiarki sterowanej numerycznie AVIA VMC 800. Stół obrabiarki został tak zaprogramowany, aby realizował przemieszczenia liniowe wzdłuż osi X i Y. Do pomiarów odchyleń kątowych przemieszczeń stołu posłużył interferometr laserowy XL80 firmy Renishaw.

SŁOWA KLUCZOWE: diagnostyka, CNC, przemieszczenia kątowe, frezarka, błędy

ABSTRACT: The goal of the article is to present the measurement method of angular displacements of the table of the AVIA VMC 800 numerical control machine tool. The machine table was programmed for implementing linear displacements along the X and Y axis. For measurements of angular deflections of the table displacements, a Renishaw XL80 laser interferometer was used.

KEYWORDS: diagnostics, CNC, angular displacements, milling machine, errors

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.471

STRESZCZENIE: Nadzorowanie procesów pomiarowych z użyciem programów do wspomagania obliczeń statystycznych wymaga stworzenia bazy danych zawierającej wartości docelowe obróbki (wymiary liniowe i kątowe, tolerancje). W artykule omówiono procesowe podejście do budowy modelu danych przechowującego dwa rodzaje informacji: parametry obróbki skrawaniem (dane wejściowe) i wyników pomiarów parametrów docelowych uzyskiwanych w czasie obróbki. Powiązanie danych wejściowych i wyjściowych pozwala na wykorzystanie technik SPC do nadzorowania procesu.

SŁOWA KLUCZOWE: procesy skrawania, metrologia, SPC

ABSTRACT: Supervision of measurement processes using computer programs to support statistical calculations required to build a database of the treatment target values (length dimensions, angular dimensions, tolerances). The article discusses the process approach to build a database that stores two types of information: machining parameters (input) and the results of measurements of the target generated during processing (data processing). Linking the input and output data allows the use of SPC techniques.

KEYWORDS: cutting processes, metrology, SPC

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.472

STRESZCZENIE: Panuje powszechnie przekonanie, że nowoczesne systemy diagnostyki stanu ostrza powinny być oparte na sygnałach z kilku czujników, takich jak czujniki: sił skrawania, emisji akustycznej czy drgań. Niektóre laboratoria podjęły jednak próby stworzenia systemu diagnostyki opartego na systemie wizyjnym. Takie systemy osiągają dość wysoką skuteczność, gdy pracują samodzielnie, jednak mogą również wspierać rozwiązania wieloczujnikowe. Zastosowanie układu wizyjnego w warunkach przemysłowych wymaga zbudowania systemu akwizycji obrazu zapewniającego wykonanie zdjęć ostrzy o różnej geometrii i odpornego na warunki panujące w strefie skrawania. W artykule przedstawiono prototyp takiego system akwizycji.

SŁOWA KLUCZOWE: akwizycja obrazu, diagnostyka stanu ostrza

ABSTRACT: It is universally believed that modern blade condition diagnostic systems should be based on signals from several sensors, including sensors of cutting forces, acoustic emissions, or oscillation. However, some laboratories made attempts to create a diagnostic system based on a visual system. Such systems achieve relatively high efficiency when working individually, however, they can also support multi-sensor solutions. The use of a visual system in industrial conditions requires construction of an image acquisition system which would ensure making of photographs of blades with various geometry and be resistant to the conditions in the cutting zone. The article presents a prototype of such an acquisition system.

KEYWORDS: image acquisition, blade condition diagnostics

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.473

STRESZCZENIE: Szczegółowe monitorowanie realizowanego procesu technologicznego i stanu obrabiarki jest w dzisiejszych czasach bezwzględnym wymogiem gwarantującym uzyskanie produktu o odpowiedniej jakości. Powszechna w przemyśle tendencja związana z wykorzystywaniem w obszarze automatyki przemysłowej (do sterowania i nadzoru) systemów rozproszonych wymusza konstruowanie rozwiązań autonomicznych i charakteryzujących się rozbudowanymi możliwościami komunikacyjnymi. Należy się więc zgodzić z twierdzeniem, że obecnie komunikacja stanowi podstawę współczesnego wytwarzania. Coraz bardziej zaawansowane czujniki wykorzystywane do monitorowania maszyny i procesu pozwalają na bardzo precyzyjne opisywanie zachodzących zjawisk. Surowe dane oraz wyniki analiz powinny być dostępne także dla systemów nadzorczych i zarządzających produkcją. Korzystne jest zastosowanie jednorodnego środowiska ułatwiającego wymianę informacji, a także standaryzującego sam proces komunikowania się różnorakich urządzeń (kart, sterowników, PLC, CNC). Artykuł omawia koncepcję zastosowania otwartego standardu OPC (OLE for process control) do udostępniania danych pomiarowych z procesu i obrabiarki. Prezentuje wykonaną instalację, przeprowadzone badania i uzyskane rezultaty. Przewidywana implementacja tego rozwiązania w warunkach rzeczywistych jest interesującą propozycją dla przemysłu.

SŁOWA KLUCZOWE: przesyłanie danych, monitorowanie i nadzór obrabiarki, akwizycja danych, OPC

ABSTRACT: The continuous monitoring of process and machine tools is, in fact, the important measure to achieve really good products and reduce the possibility of difficulty in modern production. Referring to the very popular idea of distributed control systems the effective communication between different nodes should be established. All generated data and computation results should be shared to the supervision of shop floor control system and company MRP. It is beneficial to use homogeneous, effective communication environment which could facilitate the data interchange process and standardize it for different nodes (μP, PLC, CNC). This paper presents conception of the open standard OPC applying for data presentation coming from sensors and machine tools. It briefly illuminates the working installation, research work and results. The predicted implementation will be useful and interested for industry.

KEYWORDS: data transfer, machine tool monitoring and supervision, data acquisition, OPC

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.474

STRESZCZENIE: Omówiono funkcje i miejsce podsystemu projektowania operacji kontrolnych w komputerowym systemie wspomagającym projektowanie zautomatyzowanych systemów obróbkowych (ZSO). Przedstawiono zarys struktury ekspertowego system projektowania ZSO ze wskazaniem miejsca podsystemu projektowania operacji pomiaru i kontroli, a także funkcje realizowane przez podsystem odnoszące się do wymagań stawianych urządzeniom kontrolno-pomiarowym stosowanym w ZSO oraz w lokalizacji w ZSO operacji kontroli i pomiaru.

SŁOWA KLUCZOWE: zautomatyzowany system produkcyjny, komputerowe wspomaganie projektowania, operacje kontroli i pomiaru, podsystem, projektowanie operacji kontroli i pomiaru

ABSTRACT: Article describes the functions and place the subsystem design control operations in a computer system supporting the development of automated machining. It presents: an overview of the structure of the system design expert showing the location subsystem design measuring and control operations, functions performed by the subsystem relating to the requirements for used measuring and control devices and location of the inspection and measurement operations in automated machining systems.

KEYWORDS: automated manufacturing system, computer aided design, operations control and measurement subsystem, design control operations and measurement.

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.475

STRESZCZENIE: Przedstawiono zagadnienia dotyczące obróbki ubytkowej stopów magnezu. Badaniom poddano odlewniczy stop magnezu AM 60. Zaprezentowano wpływ parametrów skrawania oraz rodzaju płytki skrawającej na chropowatość powierzchni i odmianę wióra powstającego po toczeniu wzdłużnym stopu AM 60. Opisano wpływ warunków obróbki na jego skrawalność.

SŁOWA KLUCZOWE: warstwa wierzchnia, chropowatość, wiór, PKD, węglik spiekany

ABSTRACT: The article presents issues concerning magnesium alloys machining .Magnesium alloy AM 60 was studied. This article presents the influence of cutting parameters and the type of cutting insert on surface roughness and chip variation resulting after casting magnesium alloy AM 60 longitudinal turning. The influence of processing conditions on the machinability of the alloy AM 60 is described.

KEYWORDS: surface layer, roughness, chip, PCD, carbide

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.476

STRESZCZENIE: Nagniatanie staje się coraz popularniejszą obróbką wykończeniową powierzchni przedmiotów o złożonym przestrzennie kształcie. Coraz częściej jest stosowana w produkcji form wtryskowych, matryc i tłoczników, a więc w przypadkach, gdy oprócz wymaganej dokładności geometrycznej duży nacisk kładzie się na stan warstwy wierzchniej. Integrowanie nagniatania z obróbką frezowaniem pozwala na uzyskanie powierzchni, których struktura geometryczna zależy od parametrów technologicznych obu zabiegów. Obecnie trudnością, na którą napotyka technolog, jest określenie takiego stanu powierzchni frezowanej, dla którego uzyska się zadowalające efekty wykończeniowego nagniatania. W artykule przedstawiono wyniki badań, w których do określenia efektywności parametrów technologicznych stosowanych w obu rodzajach obróbki użyto – oprócz parametrów struktury geometrycznej – parametrów izotropii powierzchni.

SŁOWA KLUCZOWE: izotropia powierzchni, frezowanie, nagniatanie

ABSTRACT: Burnishing becomes an increasingly popular surface finishing treatment method of objects with a spatially complex shape. It is used increasingly more often in production of injection moulds, matrixes and dies, i.e. in cases when, apart from the required geometrical accuracy, much emphasis is placed on the condition of the outer layer. Integration of burnishing with milling allows obtaining of surfaces with a geometrical structure depending on the technological parameters of both techniques. Currently, a difficulty encountered by technologists is determination of such a milled surface condition for which satisfactory effects of finishing burnishing will be obtained. The article presents the results of tests in which, apart from the geometrical structure parameters, the surface isotropy parameters were used to determine the efficiency of the technological parameters used in both machining types.

KEYWORDS: surface isotropy, milling, burnishing

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.477

STRESZCZENIE: W pracy porównano wartości swobodnej energii powierzchniowej (SEP) stopów aluminium po obróbce konwencjonalnej, w której przyjęto prędkość skrawania na poziomie 200 m/min, oraz po obróbce HSC, dla której przyjęto wartość prędkości skrawania na poziomie 1200 m/min. Na stan energetyczny wpływa wiele czynników – zarówno geometrycznych, jak i fizykochemicznych. Jednym z ważniejszych jest topografia powierzchni, konstytuowana w operacjach obróbki mechanicznej. Pracę zakończono wnioskami.

SŁOWA KLUCZOWE: frezowanie, swobodna energia powierzchniowa SEP, stopy aluminium, warstwa wierzchnia

ABSTRACT: The study compares the values of surface free energy (SFE) of aluminium alloys after conventional treatment in which cutting speed was assumed at the level of 200 m/min, and after HSC machining for which the cutting speed value was assumed at the level of 1200 m/min. The energy state is impacted by many factors – both geometrical and physico-chemical. The major ones include surface topography, constituted in the machining operations. The study has been completed with conclusions.

KEYWORDS: milling, surface free energy SFE, aluminium alloys, surface layer

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.478

STRESZCZENIE: Praca przedstawia wyniki badań symulacyjnych wpływu wybranych czynników na proces generowania chropowatości powierzchni frezowanych czołowo. Badania symulacyjne przeprowadzono w oparciu o modele matematyczne wykorzystywane do prognozowania chropowatości powierzchni frezowanych czołowo. Analizowano wpływ następujących czynników na wartość parametru Ra chropowatości powierzchni:posuwu na ostrze, promienia naroża, przemieszczeń w układzie „obrabiarka – narzędzie – przedmiot obrabiany”, resztkowej części naddatku obróbkowego, bicia ostrzy frezu, liczby ostrzy skrawających.

SŁOWA KLUCZOWE: badania symulacyjne, modele prognozowania chropowatości powierzchni, frezowanie

ABSTRACT: The study presents the results of simulation studies of the impact of assorted factors on the process of generation of roughness of face-milled surfaces. The simulation studies were conducted on the basis of mathematic models used for predicting roughness of face-milled surfaces. The impact of the following factors on the value of the Ra surface roughness parameter was analyzed: feed to the blade, corner radius, displacements in the „machine tool – tool – workpiece” system, residual part of the machining allowance, run-out of the milling cutter blade, number of cutting blades.

KEYWORDS: simulation studies, surface roughness prediction models, milling

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.479

STRESZCZENIE: Stosowanie narzędzi z elementami tłumiącymi drgania w wytaczaniu pozwala na: wykorzystanie w pełnym zakresie parametrów obrabiarki, zwiększenie parametrów skrawania, uzyskanie lepszej jakości powierzchni oraz zwiększenie wydajności obróbki. W artykule przedstawiono możliwości zastosowania narzędzi z wbudowanym tłumikiem drgań w połączeniu z metodą minimalnego smarowania – MQL. Na podstawie otrzymanych wyników określono wpływ zastosowania minimalnego smarowania na parametry chropowatości obrobionej powierzchni. Wyniki te porównano z rezultatami analogicznych badań dotyczących obróbki na sucho dla założonego zakresu parametrów skrawania.

SŁOWA KLUCZOWE: chropowatość powierzchni, smarowanie strefy skrawania, wytaczanie

ABSTRACT: The use of tools with vibration damping elements in boring allows the use the full range of machine parameters, increasing the cutting parameters to achieve a better surface quality and increase machining efficiency. The paper presents the possibility of using tools with integrated damper in combination with the method of the minimum lubricating MQL. Based on these results defined the effect of the application of the minimum lubrication on the treated surface roughness parameters. These results were compared with similar surveys conducted dry for the assumed range of cutting parameters.

KEYWORDS: surface roughness, lubrication the cutting zone, boring

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.480

STRESZCZENIE: Przedstawiono wyniki badań dokładności wymiarowo-kształtowej powierzchni złożonych obrabianych punktowo frezem kulistym i obwodowo frezem stożkowym na 5-osiowym centrum obróbkowym DMG HSC 55 Linear. Pomiary dokładności wymiarowo-kształtowej poszczególnych elementów testowych wykonano na współrzędnościowej maszynie pomiarowej ZEISS Accura II.

SŁOWA KLUCZOWE: frezowanie pięcioosiowe, frezowanie punktowe, frezowanie obwodowe

ABSTRACT: In the article, the results of studies of dimensional and form accuracy of sculptured surfaces will be presented. Test elements will be machined by point and flank milling on the five axis machining center - DMG HSC 55 Linear. Moreover, the measurements of dimensional and form accuracy of each of the test elements will be made by ZEISS Accura II coordinate measuring machine.

KEYWORDS: five axis milling, point milling, flank milling

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.481

STRESZCZENIE: Przedstawiono wyniki badań dokładności zarysu i linii zęba kół stożkowych o zębach łukowych wykonywanych według specjalnego oprogramowania przeznaczonego do obróbki tego rodzaju kół na 5-osiowej frezarce DMG 100. Omówiono: sposób obróbki, dobór narzędzi i parametrów obróbki oraz ocenę dokładności wykonanego koła na podstawie porównania z modelem teoretycznym.

SŁOWA KLUCZOWE: koła zębate stożkowe o zębach łukowych, gearMILL, dokładność zarysu zęba, dokładność linii zęba

ABSTRACT: In the paper were presented the research of the accuracy of tooth profile and pitch line of the spiral bevel gear performed by dedicated software for manufacturing this type of gears on 5- axis milling machine DMG 100. Will be presented: method of manufacturing, selection of machining parameters and tools, furthermore comparison of the accuracy of the manufactured gear with the theoretical model.

KEYWORDS: spiral bevel gears, gearMILL, tooth profile accuracy, accuracy of tooth pitch line

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.482

STRESZCZENIE: Artykuł prezentuje przebieg i wyniki badań nad określeniem zależności pomiędzy parametrami procesu selektywnego stapiania laserowego SLM (selective laser melting) stopu CoCr a wybranymi parametrami topografii powierzchni po frezowaniu. Stop CoCr jest materiałem szeroko wykorzystywanym w medycynie, a zwłaszcza w dentystyce i protetyce. Jest powszechnie stosowany w technologiach przyrostowych, takich jak selektywne stapianie laserowe, i pozwala na wytwarzanie elementów o niemal dowolnie złożonej geometrii. Powstałe w ten sposób np. implanty można w bardzo wysokim stopniu spersonalizować. Ważnym aspektem jes również brak konieczności stosowania dodatkowego oprzyrządowania technologicznego, które znacznie podwyższa koszt produkcji jednostkowej, jaką jest wytwarzanie spersonalizowanych implantów medycznych. Jedną z największych wad technologii SLM jest wysoka chropowatość surowej powierzchni oraz niedostateczna dokładność wymiarowo-kształtowa. Pomimo że nad poprawą tych parametrów prowadzone są obecnie intensywne badania, a ich efekty są coraz lepsze, to zazwyczaj w celu uzyskania w pełni funkcjonalnych implantów zachodzi konieczność wykorzystania obróbki skrawaniem. Wcześniejsze badania pokazały, że w zależności od parametrów procesu SLM przedmioty wytworzone ze stopu CoCr mogą mieć zróżnicowane właściwości mechaniczne. Różnice te są widoczne zwłaszcza podczas obróbki skrawaniem. Prezentowane w artykule wyniki badań mają dać odpowiedź na pytanie, w jaki sposób dobór parametrów procesu SLM może wpływać na topografię powierzchni otrzymaną po procesie frezowania.

SŁOWA KLUCZOWE: selektywne spiekanie laserowe, frezowanie

ABSTRACT: The article presents the course and results of a study intended to determine the correlation between the parameters of the process of selective laser melting (SLM) of the CoCr alloy and assorted parameters of topography of a surface after milling. The CoCr alloy is a material widely used in medicine, particularly in dentistry and prosthetics. It is universally used in incremental technologies, such as selective laser melting, and allows manufacturing of elements with almost any complex geometries. Products made in such a manner, e.g. implants, enable a very large degree of customization. Another important aspect is the lack of necessity to use additional technological accessories significantly increasing the cost of unit production which is manufacturing of customized medical implants. One of the greatest disadvantages of the SLM technology is high roughness of the raw surface and insufficient dimensional and form accuracy. Although intense research is currently conducted in order to improve these parameters, and the effects thereof are increasingly better, there is usually a necessity to apply machining in order to obtain fully functional implants. The previous research has demonstrated that depending on the parameters of the SLM process, objects made of the CoCr alloy may have diverse mechanical properties. These differences are particularly visible during machining. The research results, as presented in the article, are to answer the question how the selection of parameters of the SLM process may impact the surface topography obtained after the process of milling.

KEYWORDS: selective laser melting, milling

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.483

STRESZCZENIE: Przedstawiono ocenę możliwości zastosowania ostrzy typu wiper do obróbki skrawaniem martenzytycznej stali chromowej. Badaniom poddano stal X17CrNi16-2. Obrobiono ją ostrzami o geometrii tradycyjnej oraz wygładzającej. Na podstawie wyników badań określono stopień skuteczności działania ostrzy wiper w toczeniu wzdłużnym badanej stali, a także wyznaczono zakresy parametrów skrawania, w których zastosowanie ostrzy wygładzających może być uzasadnione.

SŁOWA KLUCZOWE: chropowatość powierzchni, geometria ostrza, stal nierdzewna

ABSTRACT: The paper presents the applicability evaluation Wiper blades for machining martensitic chrome steel. X17CrNi16-2 steel were tested. These steel was machinek with traditonal and Wiper inserts. Based on results the degree of effectiveness of the Wiper blades in longitudinal turning of investigated steel was defined. Moreover the ranges of cutting parameters where the application of smoothing blades can be justified were determined

KEYWORDS: surface roughness, geometry of tool, stainless steel

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.484

STRESZCZENIE: Przedstawiono wpływ poszczególnych warunków obróbki na chropowatość i falistość żeliw sferoidalnych (EN-GJS-400, EN-GJS-500, EN-GJS-600), żeliwa chromowo-molibdenowego (SIMO 5.1) oraz żeliwa szarego (EN GJL-250) po obróbce tokarskiej.

SŁOWA KLUCZOWE: chropowatość powierzchni, falistość powierzchni, żeliwa

ABSTRACT: The study presents the impact of individual treatment conditions on the roughness and waviness of ductile cast irons (EN-GJS-400, EN-GJS-500, EN-GJS-600), chromium-molybdenum cast iron (SIMO 5.1), and grey cast iron (EN GJL-250) after turning.

KEYWORDS: surface roughness, surface waviness, cast iron

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.485

STRESZCZENIE: Omówiono sposób przygotowania próbki do pomiarów minimalnej grubości warstwy skrawanej, polegający na eliminacji bicia podczas toczenia i frezowania. Ponadto zaprezentowano praktyczny sposób pomiaru minimalnej grubości warstwy skrawanej za pomocą profilometru stykowego i urządzeń optycznych.

SŁOWA KLUCZOWE: minimalna grubość warstwy skrawanej, toczenie, frezowanie

ABSTRACT: The article discusses the mode of preparation of a sample for measurements of a minimum thickness of the machined layer, consisting in elimination of run-out during turning and milling. Moreover, a practical method of measurement of a minimum thickness of the machined layer using a contact profilometer and optical devices was presented.

KEYWORDS: minimum thickness of the machined layer, turning, milling

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.486

STRESZCZENIE: Wśród materiałów stosowanych w przemyśle oprócz stopów tytanu i niklu, uznawanych za trudnoskrawalne, istnieje grupa materiałów, które również sprawiają duże problemy podczas obróbki – należą do niej poliuretany. Artykuł poświęcono obróbce poliuretanu, który znajduje zastosowanie w różnych układach tribologicznych. Przedstawiono wybrane procesy obróbki skrawaniem, w tym omówiono siły składowe skrawania oraz parametry chropowatości. Pokazano kształty wiórów powstających podczas obróbki.

SŁOWA KLUCZOWE: poliuretan, procesy obróbki skrawaniem

ABSTRACT: Among the materials used in the industry, apart from titanium and nickel alloys, considered to be difficult to machine, there is a group of materials which cause much problems in machining as well – it includes polyurethanes. The article covers the machining of polyurethane used in various tribological systems. Assorted machining processes were presented, including discussion of components of the cutting force and roughness parameters. The shapes of chips generated during the machining were shown.

KEYWORDS: polyurethane, machining processes

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.487

STRESZCZENIE: Zamieszczono wyniki badań dotyczące nagniatania tocznego stopu aluminium EN AW-AlCu4MgSi(A). Analizie poddano znormalizowane parametry wysokościowe, amplitudowe oraz odległościowe chropowatości powierzchni w zależności od stanu powierzchni po obróbce frezowaniem, poprzedzającej nagniatanie. Oceniano stan powierzchni nagniatanejbadanego stopu aluminium po frezowaniu frezem ze stali szybkotnącej HSS-E i węglika spiekanego VHM.Wyniki badań wskazują na możliwość uzyskania – po sekwencyjnej obróbce stopu aluminium obejmującej kształtujące frezowanie i wykończeniowe nagniatanie – powierzchni o bardzo małej chropowatości, a ponadto, że końcowy efekt zależy od sposobu przygotowania powierzchni pod nagniatanie.

SŁOWA KLUCZOWE: frezowanie, nagniatanie toczne, aluminium, topografia powierzchni

ABSTRACT: The results of roller burnishing of the aluminium alloy EN AW-AlCu4MgSi(A) are presented. Analyses are for normalized parameters of height, amplitude and distance of surface roughness, dependent on the milled surface state prior to burnishing. The analyses relate to the burnished milled alloy surface after milling by high-speed steel HSS-E and cemented carbide VHM cutters, respectively. The results indicate the possibility, after sequential initial milling and final burnishing, of obtaining a surface of very low roughness in this alloy. The end result depends on the method of surface preparation for burnishing.

KEYWORDS: milling, ball burnishing, aluminium, surface topography

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.488

STRESZCZENIE: Przedstawiono wyniki badań składowych sił skrawania podczas procesu symultanicznego 5-osiowego frezowania powierzchni złożonych frezem toroidalnym. Przedmiotem badań była wklęsła oraz wypukła powierzchnia łopatki turbiny ze stopu INCONEL 718. Orientacja osi narzędzia określana jest względem wektora normalnego powierzchni poprzez programowanie kątów wyprzedzenia lub/i pochylenia. Określono wpływ 5-osiowych parametrów orientacji osi narzędzia oraz zmiennego promienia krzywizny na siły skrawania.

SŁOWA KLUCZOWE: symultaniczne 5-osiowe frezowanie, siły skrawania, powierzchnie złożone

ABSTRACT: Conducted measurement cutting force components during simultaneous five-axis milling of sculptured surfaces using toroidal cutter. Subject of research was concave and convex surface of the turbine blade of INCONEL 718. The tool axis orientation was determined relative to the surface normal vector by programming lead and / or tilt angle. Based on the obtained the results of research defined the effect of five-axis parameters toroidal cutter orientation and a variable radius of curvature on the cutting forces.

KEYWORDS: simultaneous five-axis milling, cutting forces, sculptured surface

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.489

STRESZCZENIE: Przedstawiono obecne możliwości oceny i prognozowania właściwości funkcjonalnych powierzchni wytwarzanych w różnych procesach obróbki ubytkowej na podstawie parametrów chropowatości powierzchni 2D i 3D. Zamieszczono przykłady topografii powierzchni o różnych właściwościach funkcjonalnych, m.in.: wytrzymałości zmęczeniowej, właściwościach tribologicznych (związanych z tarciem ślizgowym i zużyciem ściernym) czy przyczepności adhezyjnej. Dla każdego z przykładów podano zbiory istotnych parametrów chropowatości powierzchni oraz warunki ubytkowego kształtowania powierzchni.

SŁOWA KLUCZOWE: topografia powierzchni, właściwości eksploatacyjne, właściwości tribologiczne, przyczepność adhezyjna

ABSTRACT: The article presents the current possibilities of assessment and prediction of functional properties of surfaces manufactured in various removal machining processes on the basis of roughness parameters of 2D and 3D surfaces. It contains examples of topography of surfaces with different functional properties, including: fatigue strength, tribological properties (connected with sliding friction and abrasive wear) or adhesion. For each example, sets of relevant surface roughness parameters and conditions of removal surface forming have been given.

KEYWORDS: surface topography, performance properties, tribological properties, adhesion

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.490

STRESZCZENIE: Powłoki galwaniczne od lat znajdują zastosowanie w wielu obszarach przemysłu i nauki. Ze względu na umacnianie matryc tych powłok cząstkami twardej fazy znacząco podnosi się ich właściwości eksploatacyjne. Bardzo ważną rolę odgrywają pojawiające się w powłokach naprężenia, zarówno w procesie elektrolizy, jak i później – w czasie eksploatacji w różnych węzłach tarcia. Właśnie temu zagadnieniu został poświęcony niniejszy artykuł.

SŁOWA KLUCZOWE: powłoki galwaniczne, cząstki SiC, naprężenie, odkształcenie

ABSTRACT: For many years, galvanized coatings have been used in many areas of science and industry. Due to reinforcement of matrices of these coatings with hard phase particles, their performance properties are being significantly improved. A crucial role is played by stresses occurring in the coatings, both in the process of electrolysis and later – in use, in various friction nodes. This is the issue examined in the present study.

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.491

STRESZCZENIE: W przemyśle lotniczym często stosowane są trudnoobrabialne materiały, jak stal nierdzewna, tytan, czy Inconel. Ich obróbka jest zagadnieniem stosunkowo nowym, dlatego brakuje doświadczeń dotyczących najbardziej wydajnych, ekonomicznych warunków skrawania takich materiałów. Wiele publikacji wskazuje, że wydajną i stosunkowo ekonomiczną obróbkę Inconelu 718 można zapewnić dzięki zastosowaniu okrągłych płytek ceramicznych. Jednak obróbka za pomocą takich płytek niesie za sobą ryzyko powstawania dużych naprężeń w warstwie wierzchniej, co wynika z dużej siły odporowej. Jak wiadomo, ze względu na wysoką odpowiedzialność części lotniczych występowanie niekorzystnych naprężeń jest niedopuszczalne. W ramach badań opisanych w niniejszym artykule przeprowadzono analizę rozkładu siły skrawania podczas zgrubnego frezowania Inconelu 718 okrągłymi płytkami ceramicznymi. Badaniom poddano płytki ostre i stępione, stosując dwa zestawy parametrów skrawania, wytypowane we wcześniejszych badaniach jako optymalne z punktu widzenia trwałości ostrza i wydajności obróbki. W wyniku tych badań wykazano, że optymalny zestaw parametrów do zgrubnego frezowania Inconelu 718 (z uwzględnieniem zarówno wydajności, jak i rozkładu sił skrawania) to: vc = 1000 m/min, f = 0,1 mm, ap = 2 mm.

SŁOWA KLUCZOWE: siła skrawania, frezowanie zgrubne, płytki ceramiczne, Inconel 718

ABSTRACT: The aviation industry often employs difficult-to-machine materials, such as stainless steel, titanium, or Inconel. Machining thereof is a relatively new issue, due to which there is not enough experience concerning the most efficient, economic conditions of cutting of such materials. Many publications point out that efficient and relatively economic machining of Inconel 718 may be ensured through use of round ceramic inserts. However, machining with such inserts entails a risk of occurrence of large stresses in the surface layer, resulting from a large passive force. It is known that, due to high reliability of aviation parts, occurrence of adverse stresses is unacceptable. As a part of the study described in this paper, an analysis of distribution of the cutting force during rough milling of Inconel 718 with round ceramic inserts was conducted. Sharp and dulled inserts were tested using two sets of cutting parameters, selected in prior research as optimal from the perspective of blade endurance and machining efficiency. As a result of this research, it has been shown that the optimal set of parameters for rough milling of Inconel 718 (taking account of both efficiency and distribution of cutting forces) is: vc = 1000 m/min, f = 0,1 mm, ap = 2 mm.

KEYWORDS: Inconel 718, rough milling, cutting forces

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.492