W pracy przedstawiono problematykę obróbki skrawaniem wybranych materiałów polimerowych stosowanych we współczesnym przemyśle na przykładzie opracowanych modeli badawczych (płyty, koła zębatego oraz tulei). Części wytwarzane z dobrej jakości tworzyw sztucznych mają coraz większe znaczenie w produkcji maszyn i urządzeń. W publikacji dokonano analizy parametrów skrawania dla: frezowania, toczenia, wiercenia i przecinania.
EN
The paper presents the problems of machining of selected polymeric materials used in modern industry on the example of developed research models (plates, gear and bushing). Parts made of good quality plastics are becoming increasingly important in the production of machinery and equipment. The publication analyzes the cutting parameters for: milling, turning, drilling and cutting.
Z wykorzystaniem wytłaczarki dwuślimakowej współbieżnej sporządzono kompozycje poliestrowej farby proszkowej BFP z wytypowanymi nanonapełniaczami: zmodyfikowanym bentonitem oraz krzemionką modyfikowaną metakrylanem 3-(trimetoksysililo)propylu i naniesiono je na płytki metalowe. Stwierdzono, że powłoki wykonane z kompozycji farby proszkowej z nanonapełniaczami i dodatkami wykazują znacznie korzystniejsze właściwości: połysk, twardość względną, udarność, plastyczność, odporność na zarysowania, przyczepność do podłoża oraz wytrzymałość przy ścinaniu niż powłoki z niemodyfikowanej farby proszkowej.
EN
The compositions of polyester powder paint BFP and selected nanofillers: modified bentonite and silica modified with 3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate were prepared using a co-rotating twin-screw extruder. The obtained compositions were applied to metal plates. It was found that the coatings prepared from the compositions of powder paint, nanofillers and additives showed much better performance (gloss, relative hardness, impact resistance, ductility, scratch resistance, adhesion to substrate and shear strength) compared to the coating obtained using unmodified powder paint.
Zbadano możliwości wykorzystania nanokompozytów na osnowie nienasyconych żywic poliestrowych (UP) (Polimal® 103 i Polimal® 109) z dodatkiem nanonapełniaczy Nanobent® (ZR1 i ZR2) w technologii Vacuum Casting (VC). Oceniono reaktywność (czas żelowania i maksymalną temperaturę utwardzania) kompozycji odlewniczych oraz ich właściwości tiksotropowe, wpływające w istotny sposób na przebieg procesu technologicznego wytwarzania prototypów kół zębatych w matrycach silikonowych. Za pomocą systemu optycznego ATOS II Triple Scan Blue Light firmy GOM oznaczono zależność dokładności wymiarów geometrycznych otrzymanych modeli kół zębatych od rodzaju nanonapełniacza i jego zawartości w kompozycie.
EN
The possibility of application of nanocomposites based on unsaturated polyester resin matrix (Polimal® 103 and Polimal® 109) and nanofillers Nanobent® (ZR1 and ZR2) in Vacuum Casting technology (VC) was investigated. The reactivity of the molding compositions (gel time and maximum curing temperature) as well as their thixotropic properties, which have an important impact on the technology process of prototyping gears in silicone matrices, were assessed. Using the optical measuring system ATOS II Triple Scan Blue Light (GOM) the dependence of geometric dimension accuracy of the gear wheel models on the type of nanofiller and its content in the composite was determined.
Modern methods of design and manufacture of gears are based on Computer Aided Engineering Systems. This article presents one of the methods to analyze the accuracy of mapping geometry of the model of driving wheel of gear pump designed in CATIA v5 System. Comparison of the accuracy of mapping of the geometry of the hybrid model has been performed with the source model of gear (model .stl format).
PL
Podstawą nowoczesnych metod projektowania i procesu wytwarzania kół zębatych są komputerowe systemy wspomagania prac inżynierskich. W pracy przedstawiono jedną z metod analizy dokładności odwzorowania geometrii modelu koła zębatego pompy zębatej wykonanego w systemie CATIA v5. Przeprowadzono analizę i porównanie dokładności odwzorowania geometrii modelu hybrydowego oraz źródłowego modelu koła zębatego (model .stl).
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Artykuł przedstawia metodykę odtwarzania koła zębatego wchodzącego w skład zespołu pompy zębatej. Modelem badawczym była walcowa przekładnia zębata o zazębieniu zewnętrznym wraz z połową korpusu. Proces odtwarzania geometrii przeprowadzono dla obu kół zębatych, ponieważ współpracujące koła w przekładniach wymienia się parami, w celu równomiernego zużywania się, docierania i płynnej współpracy.
EN
The article presents the methodology of recovering the geometry reconstruction of the damaged gear forming part of the gear of gear pump. Research model was a helical gear drive with external gear along with half of the body. The recovery process was performed for both the geometry of the gears since the cooperating gear wheels are exchanged in pairs, in order to equalize wear, lapping and seamless integration.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono metodykę rekonstrukcji kół zębatych przekładni lotniczych z zastosowaniem powiązanych systemów CMM/CAD/RP. Współrzędnościowe techniki pomiarowe (CMM) oraz systemy CAD umożliwia identyfikację i odtwarzanie geometrii kół zębatych, natomiast systemy RP dają możliwość wykonania prototypu zrekonstruowanego koła zębatego.
EN
This paper presents a reconstruction methodology of the transmission airline gears connected systems using CMM/CAD/RP. The use of coordinate measuring techniques (CMMs) and CAD systems enables to identify and reconstruct gear geometry. In contrast, while the RP systems make it possible to create a prototype with the reconstructed gear.
Air gears must meet high performance criteria for accuracy, therefore quality control is necessary for their production. CMM Software determines the capabilities and scope of the measuring machines. The choice of measurement method should be carried out taking into account the accuracy of gear and taking into account the capabilities of the system and measurement needs. Item will present the methodology of measurement of cylindrical gears using a standard CMM software. The results of these diagnostic tests to prevent the need to purchase additional software, the measuring machine and its setup. You should only choose a method of analysis that will be carried out directly in the environment measuring machine, or will be made in the CAD system based on the geometry acquired during the measurement with respect to the virtual model. In the second case export is needed in the appropriate format measurement data to CAD software.
PL
Koła zębate przekładni lotniczych muszą spełniać wysokie kryteria dokładności wykonania, dlatego niezbędna przy ich produkcji jest kontrola dokładności. Oprogramowanie współrzędnościowych maszyn pomiarowych decyduje o możliwości i zakresie zastosowania maszyn pomiarowych. Dostępne są na rynku specjalistyczne maszyny pomiarowe wyposażone w oprogramowania do pomiaru kół zębatych, które umożliwiają w pełni automatyczne pomiary odchyłek zarysu (ewolwenty), linii zęba, podziałek i bicia promieniowego, topografii boku zęba. Wybór metody pomiarowej powinien odbywać się z uwzględnieniem dokładności wykonania koła zębatego oraz z uwzględnieniem możliwości sytemu i potrzeb pomiarowych. Artykuł będzie przedstawiał metodykę pomiaru walcowych kół zębatych z zastosowaniem standardowego oprogramowania CMM. Zaletą pomiarów kół zębatych z wykorzystaniem uniwersalnego oprogramowania pomiarowego, jest możliwość pomiaru kół o dowolnej geometrii w odniesieniu do modelu CAD. Wyniki powyższych badań diagnostycznych zapobiegają konieczności zakupu dodatkowego oprogramowania maszyny pomiarowej oraz jej przezbrajania. Analizy przeprowadzać można bezpośrednio w środowisku maszyny pomiarowej, albo w systemie CAD, na podstawie geometrii pozyskanej podczas pomiaru w odniesieniu do modelu wirtualnego. W drugim przypadku niezbędny jest eksport w odpowiednim formacie danych pomiarowych do oprogramowania CAD.
Designing and manufacturing of aeronautic bevel gearbox is a complicated and time-consuming process due to complex kinematics of the machining process and numbers of manufacturing methods. Algorithms used in manufacture process are usually provided by machine manufacturers. Using other and commonly available calculation algorithms requires a lot of studies to verify whether the proposed gearbox works correctly. In order to reduce the manufacturing costs of prototypes, it is possible to use Rapid Prototyping methods. Using coordinate optical measurements enables to determine the accuracy of prototypes manufactured by selected methods using and introduce such changes in the model to get the best accuracy of mapping models. Increasing the accuracy of the models enables to verify the correctness of assumptions made in the initial stage of product designing. This approach reduces significantly both prototyping time and manufacturing costs. The article presents the model ling and manufacturing process of aeronautic bevel gear taking into consideration the accuracy of selected Rapid Prototyping methods. The gear modeling is based on machining simulation method conducted in Autodesk Inventor software. The measurement results are shown in displacement maps obtained with an optical scanner Atos II Triple Scan and universal GOM Inspect Professional software, which determines the prototype accuracy in relation to 3D-CAD models.
PL
Projektowanie oraz wytwarzanie lotniczych przekładni stożkowych jest skomplikowanym i czasochłonnym procesem ze względu na złożoną kinematykę procesu obróbki oraz ze względu na liczne metody wytwarzania. W procesie produkcji stosowane są zazwyczaj algorytmy dostarczane przez producentów obrabiarek. Wymaga to znacznych nakładów finansowych, a w efekcie podnosi koszty wykonania wyrobu. Zastosowanie innego ogólnie dostępnego algorytmu obliczeniowego wymaga przeprowadzenia szeregu badani mających na celu weryfikacje poprawności pracy projektowanej przekładni. W celu ograniczenia kosztów związanych z wytwarzaniem prototypów metodami ubytkowymi możliwe jest wykonanie prototypów metodami przyrostowymi. Dzięki zastosowaniu współrzędnościowych pomiarów optycznych możliwe jest określenie dokładności otrzymywanych wybranymi metodami prototypów i wprowadzenie takich zmian w modelu aby uzyskać jak najlepsza dokładność odwzorowania modeli. Podniesienie dokładność modeli umożliwia ich wykorzystanie do weryfikacji poprawności poczynionych założeń konstrukcyjnych w początkowym etapie powstawania wyrobu. Podejście takie skutkuje znacznym skróceniem czasu prototypowania oraz obniżeniem kosztów produkcji. Artykuł przedstawiał będzie proces modelowania i wytwarzania stożkowych kół zębatych stożkowej przekładni lotniczej, z uwzględnieniem dokładności wybranych metod RP. W modelowaniu kół zębatych wykorzystana zostanie metoda symulacji obróbki prowadzona w środowisku oprogramowania Autodesk Inventor. Przedstawione zostaną wyniki pomiarów w postaci map odchyłek uzyskane z zastosowaniem optycznego skanera Atos II Triple Scan oraz uniwersalnego oprogramowania GOM Inspect Professional, określające dokładność prototypów w odniesieniu do wzorców 3D-CAD.
Modern methods of design and manufacture of gears are based on Computer Aided Engineering Systems. This article presents one of the methods to analyze the accuracy of mapping geometry of the model of driving wheel of gear pump designed in CATIA v5 System. Comparison of the accuracy of mapping of the geometry of the hybrid model has been performed with the source model of gear (model .stl format).
PL
Podstawą nowoczesnych metod projektowania i wytwarzania kół zębatych są komputerowe systemy wspomagania prac inżynierskich. W pracy przedstawiono jedną z metod analizy dokładności odwzorowania geometrii modelu koła zębatego pompy zębatej w systemie CATIA v5. Przeprowadzono porównanie dokładności odwzorowania geometrii modelu hybrydowego ze źródłowym modelem koła zębatego (model .stl).
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Modelowanie geometryczne koła zębatego jest konsekwencją określenia danych geometrycznych. Proces modelowania CAD jest obarczony pewnymi niedokładnościami wynikającymi z zastosowanych metod i procedur modelowania. Poprawne zamodelowanie pary kół przekładni zębatych jest trudne i pracochłonne, jeżeli nie korzysta się ze specjalizowanych narzędzi programistycznych. Na uzyskiwane dokładności wpływają nie tylko użyte metody, ale i stosowane narzędzia. Jakość przeprowadzonych analiz i odniesienie ich do warunków rzeczywistych zależy od możliwości użytego oprogramowania oraz umiejętności i doświadczenia samego użytkownika.
Prawidłowo funkcjonujące i rozwijające się miasto wymaga sprawnego transportu. W ruchu miejskim dominujący jest transport pasażerski. Realizowany jest on środkami komunikacji publicznej jak i indywidualnymi samochodami osobowymi. Ze względów społecznych i ekologicznych w miastach preferowany jest transport publiczny. Transport publiczny musi być jednak konkurencyjny w stosunku indywidualnych środków transportu. W wielu miastach władze odpowiedzialne za drogowy transport miejski wytyczają i wprowadzają na miejskich drogach specjalne pasy ruchu przeznaczone tylko dla środków komunikacji publicznej. Zabiegi te mają na celu udrożnienie transportu publicznego, wzrost jego średniej prędkości i efektywności. W przypadku miasta Rzeszowa tego typu zabiegi są również planowane. W artykule przedstawiono wstępne wyniki badań dotyczące średnich czasów przejazdu i średnich prędkości wybranych linii komunikacji miejskiej realizujących procesy transportowe na najbardziej zatłoczonych w godzinach szczytu trasach. Celem tych badań było również przetestowanie systemu pomiarowego i opracowanie efektywnego sposobu przetwarzania danych. Na zadanych trasach w nieodległej perspektywie czasu przewidziane jest wytyczenie specjalnych pasów dla autobusów – bus pasów. Wyniki dalszych kompleksowych badań mogą być przydatne przy podejmowaniu odpowiednich decyzji.
EN
Properly functioning and developing city requires efficient transport. The dominant urban traffic is passenger transport. It is implemented by public transport and individual passenger cars. Due to social and ecological urban public transport is preferred. Public transport has to, however, be competitive with the private means of transport. In many cities, the authorities responsible for road urban transport delimit and bring on urban roads special lanes only for public transport. These treatments are aimed at streamlining public transport, the increase of its average speed and efficiency. In the case of the city of Rzeszow such procedures are also planned. The paper presents preliminary results on the average travel times and average speeds of selected public transport lines carrying transport processes at the most congested routes at peak times. The aim of this study was to test the measurement system and the development of efficient method of data processing. On the selected routes in the near term is expected to lay special bus lanes. The results of further comprehensive studies can be useful in making appropriate decisions.
Designing and manufacturing of aeronautic bevel gearboxes is a complicated and time-consuming process because of complex kinematics of the machining process as well as numbers of manufacturing methods. Machine manufacturers usually provide algorithms used in manufacture process. This requires substantial financial resources and, in consequence, it increases the costs of production. Using other commonly available calculation algorithm requires a lot of studies to verify whether the proposed gearbox works correctly. In order to reduce the manufacturing costs of prototypes, it is possible to use Rapid Prototyping methods. Using both Rapid Prototyping techniques and coordinate optical measurements enables to verify the correctness of assumptions made in the initial stage of product designing. This approach reduces significantly both prototyping time and manufacturing costs. In order to ensure the effectiveness of prototyping process, it is essential to provide the accuracy of manufactured prototypes. That is the reason why it is necessary to determine manufacturing methods that will ensure the highest geometric accuracy. The study presents the modelling and manufacturing process of aeronautic bevel gear of demonstrator taking into consideration the accuracy of selected Rapid Prototyping methods. The gear modelling is based on machining simulation method conducted in Autodesk Inventor. The measurement results are shown in displacement maps obtained with an optical scanner Atos II Triple Scan and universal GOM Inspect Professional software, which determines the prototype accuracy in relation to 3D-CAD models.
Air gears must meet high performance criteria for accuracy; therefore, quality control is necessary for their production. CMM Software determines the capabilities and scope of the measuring machines. Measuring machines equipped with specialized software for the measurement of the gears are commercially available. An example might be a company offering Wenzel TGEAR XY software. This specialized software for the measurement of gears allows fully automatic measurement of the contour deviation (involute), line tooth pitch, and radial run out, tooth flank topography. If you do not have a special software to measure the gear, you require a measurement process based on 3D CAD model of the gear. It is necessary in this case, the preparation of a strategy based on measurements of 3D CAD model and load points or paths with the CAD model. The results of the measurement refer to the CAD model treating it as the nominal model. Item will present the methodology of measurement of cylindrical gears using a standard CMM software. Cylindrical gears can be measured through non-contacting or contacting methods – measuring point or scanning. The choice of measurement method should be carried out taking into account the accuracy of gear and taking into account the capabilities of the system and measurement needs. An important advantage of the measurement using the gears multipurpose measuring software is that it is possible to measure any geometry of the wheels in relation to the CAD model. Using this measurement strategy avoids the need to purchase additional software, the measuring machine and its setup. You should only choose a method of analysis that will be carried out directly in the environment-measuring machine, or will be made in the CAD system based on the geometry acquired during the measurement with respect to the virtual model. In the second case, export is needed in the appropriate format measurement data to CAD software.
Properly prepared and carried out the measurement process of bevel gears determines its accuracy and productivity. This also has an influence on the final accuracy of bevel gears and the production costs of aeronautical gearbox. In the process of assessing the accuracy of manufacturing, majority of manufacturers of bevel gears use specialized contact coordinate measuring machines. The application of such machines as well as specialized programs dedicated to measuring the geometry of bevel gears are authoritative but in turns this requires substantial financial resources for the purchase of machinery. Thereby, this causes the limitation only of the gear assortment. Therefore, this article depicts different perspective on measurements of bevel gears using a universal measuring device, which is an optical 3D scanner ATOSII Triple Scan. Due to the use of the optical scanner ATOS II Triple Scan in measurement process, it was necessary to develop a methodology dealing with the process of assessing and accuracy, in order to achieve the desired results of measurement. This need arises from the fact that the optical scanner ATOS is not dedicated, specialized device for measuring gears. Despite of this fact, maintaining the appropriate measurement procedures and a proper preparation of the measured model allows for rapid and accurate assessment of the accuracy ofproduction. The article presents the analysis of conditions and developed rules concerning the preparation of a model for measurement. It also contains hints and a description of the measurement process. Furthermore, it depicts the rules specifying the interpretation of measurement results as well as the technical rules of their realization.
Technological process of aircraft engine turbine blades requires control of blade geometric parameters. Innovation technologies for measurement of aircraft engine turbine blades are based on coordinate numerical machines – measurement process is based on processing of numerical data obtained by measurement using coordinate measuring machines. The paper presents the opportunity of analysis of dimensional accuracy of aircraft engine turbine blades measurements using coordinate measuring machine (CMM). Coordinate measuring machine allows specifying full methodology for designation of complex dimensions of physical objects (blade of aircraft engine) and transforming them into a computer program space of coordinate measuring devices. Presented paper includes capabilities of device used in the study to improve the measurement process and blades geometry analysis in the technological and economical aspects. Another issue described in the paper is impact of measurement performance in automatic mode on the quality of performance – the numerical model of geometry, from the standpoint of accuracy and number of collected data points in time. Measurements using a coordinate measuring machine are among the most accurate methods of measuring. The paper includes an analysis of conditions related to the measurement works, such as the process of preparing the model, measurement equipment and data processing capacity. As the result, methodology of (CMM) measurements of aircraft engine turbine blades will be presented.
The article presents the scope of application of incremental Rapid Prototyping/Rapid Tooling (RP/RT) – VoxelJet methods to the process of manufacturing casting moulds and casts of gear. The additive Rapid Prototyping methods (SL, FDM, 3DP, JS) are predominantly used for the production of models and model sets for casting moulds. The Rapid Tooling methods, such as: VoxelJet, ZCast-3DP and ProMetalRCT, enable the fabrication of casting moulds in the incremental process. The application of the RP/RT methods in cast production makes it possible to speed up the prototype preparation process. This is particularly vital with elements of complex shapes. The time required for the manufacture of the model, the mould and the cast proper may vary from a few to several dozen hours.
Celem niniejszego artykułu jest przedstawienie metodyki odtwarzania nieznanej geometrii koła zębatego przy użyciu WMP i systemu CAD. Artykuł przedstawia analizę etapów w procesie inżynierii odwrotnej: etap digitalizacji na współrzędnościowej maszynie pomiarowej (WMP) koła zębatego walcowego o zębach prostych, etap modelowania w systemie CAD oraz weryfikacji poprawności otrzymanego modelu.
EN
The paper presents the methodology for reconstruction of unknown gear geometry by means of the CMM and CAD system. There are described the following stages of the gear geometry reconstruction process: 1. CAD modeling of a gear when taking into consideration the geometry and selecting a right tool for processing (Figs. 1 and 2). 2. Analysis of the gear geometry from point of view of the processing method in order to choose the right tool (Fig. 3). 3. Taking the inspecting measurements of the gear by means of special software for gears TGearXY (the final stage of investigations and analysis of the obtained results) (Figs. 4 - 7).
Celem niniejszego artykułu jest przedstawienie metodyki odtwarzania nieznanej geometrii koła zębatego przy użyciu WMP i systemu CAD. W przemyśle bowiem pojawia się często problem wykonania zamiennego koła przekładni zębatej, które uległo uszkodzeniu lub kopii koła istniejącego, przy jednoczesnym braku dokumentacji technicznej. Przedstawione zagadnienie ma praktyczne zastosowanie od rekonstrukcji zabytkowych części przekładni samochodowych, poprzez serwisowanie uszkodzonych części zamiennych w przemyśle maszynowym i obrabiarkowym.
EN
The aim of the paper is to present the methodology for reconstruction of unknown gear geometry by means of the CMM and CAD system. The problem of producing an interchangeable gear for that defected or a duplicate when there is no formal technical documentation is one of most common in industry. One of the methods for solving it is the technique of Reverse Engineering - RE. The main stages of the gear geometry reconstruction process included in this paper are as follows: 1.Preliminary identification of basic geometric parameters of the gear (Tab. 1), 2.Modeling of the gear in the CAD system with use of the parametric surface model, 3.Preparation and measurement of the gear in WMP, 4.Analysis of the profile deviations between the gear CAD model and the results obtained from measurements (Figs. 1 and 2). The presented problem has practical application to reconstruction of gear antique parts by servicing the defected spare parts in machine, automotive and machine-tool industry.
19
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The article presents analysis of geometrical precision of casting form made by means of 3DP method. Three dimentional printing is a universal method of rapid prototyping which can be used to make tools – castings forms as a Rapid Tooling method. By means of this method in direct incremental process a casting form of spur gear was created. Precision of creating the form by 3DP method depends on different factors. Technological factors depending on machine operator include: the thickness of the layer and placing the model in working space. The precision of creating the model also depends on preparing the printer for work: the condition and calibration of printing heads, the condition of the printing unit slide guides and preparing the working space. Three dimentional printer Z510 Spectrum was prepared for work in a way assuring the greatest precision of created models. Technological parameters responsible for precision were set on maximum values. The aim of the research was defining the precision of casting form generated by 3DP Rapid Prototyping Method. The research was made by means of coordinate measuring machine Wenzel LH87. The measuring machine software was used to compare the outcome of the measurement to nominal model 3D-CAD. The problem of tool precision of casting forms generated by Rapid Tooling is rarely considered in literature covering rapid prototyping and casting technologies. That is why the research presented in this article is an original work in the technological and practical aspect.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Artykuł przedstawia możliwości wykorzystania standardowego oprogramowania WMP na potrzeby pomiarów kół zębatych. Wykorzystanie oprogramowania CATIA V5 dało możliwość szybszego i dokładniejszego przetwarzanie danych otrzymanych z pomiarów, w celu ustalenie odchyłek zarysu zęba oraz powierzchni bocznej.
EN
The article presents the possibilities of using the standard CMM software for measuring gears. CATIA V5 software enables increasing the rapid and the accuracy of processing data obtained from measurements. The researches were made to define the tooth's profile deviations and flank.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.