Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Simulation of the process of metal hardness measurement by the rockwell method

Berczyński S., Grochała D., Grządziel Z.

New Trends in Production Engineering

|

2018

|

Vol. 1, Iss. 1

647-654

EN

The article presents a simulation of metal hardness determination by the Rockwell method. The authors describe a physical model of an indenter and the examined sample built by means of the Nastran FX 2010 program using the finite elements method. The modelling included subsequent stages of indenter loads that follow the procedure used in the method. The verifying calculations were made for the results of C45 steel hardness of approx. 20 HRC. Two methods of hardness measurements were analyzed. A diamond cone was used as an indenting tool in one method, a steel ball in the other. As a result of calculations, spatial maps of elastic and plastic strains and stresses were obtained throughout the process. The hardness results obtained from computer simulations and those from experiments involving C45 steel are similar. metal hardness, Rockwell method, finite elements method, Nastran FX 2010, elastic strains twardość metalu, metoda Rockwella, metoda elementów skończonych, Nastran FX 2010, odkształcenia sprężyste

2

Zmiany powierzchni przedmiotów obrabianych na twardo przez frezowanie i nagniatanie

Grochała D., Bachtiak-Radka E., Dudzińska S.

Mechanik

|

2018

|

R. 91, nr 8-9

727--729

PL

Współcześnie wytwarzane maszyny muszą się odznaczać coraz lepszymi właściwościami funkcjonalnymi oraz eksploatacyjnymi. Urządzenia powinny pracować szybciej, wydajniej i z większymi przyspieszeniami, a jednocześnie zużywać mniej energii niż bywało to jeszcze kilka lat temu. Wymagania te dotyczą – bez wyjątków – produktów z branży samochodowej, lotniczej i obrabiarkowej, a także maszyn służących człowiekowi w życiu codziennym do zabawy czy nauki. Jednocześnie wymagana jest gwarancja długiej i bezawaryjnej pracy. W związku z tym coraz trudniejszym zadaniem dla technologa jest przygotowanie części spełniających bardzo restrykcyjne wymagania dokładności wymiarowo-kształtowej oraz stanu struktury geometrycznej powierzchni (SGP). Również coraz większy nacisk kładzie się na spełnienie dodatkowych wymagań funkcjonalnych powierzchni części (dotyczących właściwości hydrofobowych lub hydrofilowych, stopnia izotropowości czy zdolności do utrzymywania powłok i smarów). W artykule przedstawiono wyniki pracy mającej na celu określenie wpływu technologicznych parametrów frezowania i nagniatania przy obróbce powierzchni części w stanie ulepszonym cieplnie do wysokiej twardości. Uwagę skupiono zwłaszcza na określeniu wpływu strategii realizowanej obróbki na zmiany wartości wskaźników SGP opisujących nośność powierzchni.

EN

Today’s machines have to be characterized by increasingly better functional and operational properties. The devices should work faster, more efficiently with higher accelerations and at the same time use less energy than it was a few years ago. These requirements apply to the products from the automotive industry, aviation machine tools or machines serving people in everyday life to play or learn. At the same time, a guarantee of long and trouble-free operation is required. In connection with the above, it is increasingly difficult for the technologist to prepare parts that meet the very strict requirements of dimensional and shape accuracy and the state of the geometric structure of the surface (SGP). Also, more and more emphasis is placed on meeting the additional functional requirements of the part surface (hydrophobic or hydrophilic properties, the degree of isotropy or the ability to maintain coatings and lubricants). The paper presents the results of the work aimed at determining the effect of technological parameters of milling and burnishing when treating the surface of parts in the state improved by heat to high hardness. The work focused in particular on the determination of the impact of the strategy of the implemented treatment on changes in the value of SGP indices describing the load-bearing capacity of the surface.

3

Testing of the state of stresses after finish burnishing items

Grochała D., Berczyński S., Grządziel Z.

Journal of Machine Construction and Maintenance - Problemy Eksploatacji

|

2018

|

no. 1

45--52

EN

The article presents the results of studies on the formation of residual stresses due to finish burnishing. Improper state of stresses may arise when, seeking higher dimension and shape accuracy, smaller roughness, or improved plateau area, the production engineer is willing to apply high and very high burnishing forces Fb. Plastic deformations in roughness created by burnishing can be easily measured with modern profilometers. However, each finish burnishing cut is accompanied by a state of stresses, some of which are residual stresses that remain in the item after machining. Excessively high stresses during the use of products are often causes of the cracking and flaking of surface fragments [1, 2]. One of most accurate methods for the evaluation of residual stresses after burnishing is their modelling taking into account the mechanical properties of material and technological parameter values used in the course of machining. The authors discuss the method of developing an experimental model, its testing, and verification of the results.

PL

W artykule zaprezentowano wyniki badań nad konstytuowaniem stanu naprężeń trwałych w skutek gładkościowego nagniatania. Nieodpowiedni stan naprężeń może powstać podczas sytuacji, w której dążąc do uzyskania coraz wyższej dokładności wymiarowo-kształtowej, mniejszej chropowatości czy też polepszenia nośności powierzchni technolog skłonny jest w zabiegu nagniatania stosować wysokie i bardzo wysokie siły nagniatania Fb. Deformacje plastyczne chropowatości powstałe wskutek nagniatania łatwo można zmierzyć, korzystając ze współczesnych profilometrów. Jednak każdemu zabiegowi nagniatania gładkościowego towarzyszy pewien stan naprężeń, z których część w formie naprężeń trwałych pozostaje w przedmiocie po zakończeniu procesu obróbki. Naprężenia trwałe o zbyt wysokiej wartości w trakcie eksploatacji wyrobów są często źródłem pękania i łuszczenia się fragmentów powierzchni [1, 2]. Jedną z dokładniejszych metod oceny stanu naprężeń trwałych po nagniataniu jest ich modelowanie przy uwzględnieniu własności mechanicznych materiału i wartości parametrów technologicznych stosowanych w trakcie obróbki. O sposobie przygotowania modelu doświadczalnego, jego badaniach i weryfikacji uzyskanych wyników autorzy dokładniej piszą w dalszej części artykułu.

4

A study on technological properties of metallic surfaces marked with Data Matrix codes with laser technology

Dudzińska S., Bachtiak-Radka E., Grochała D., Berczyński S.

Journal of Machine Construction and Maintenance - Problemy Eksploatacji

|

2018

|

no. 1

91--101

EN

Marking products manufactured from steel and non-ferrous metals is a very important part of the process. Generally, they are used in the production of parts responsible for the health and safety of people in the airline, automotive, and machine industries. The tessellated code is usually applied on the surfaces by laser techniques in the initial phase of the process. A shaping method of the surface that contains the encoded data of the dimensions and used technology must be readable despite subsequent treatment. The surface of the code must be resistant to mechanical damage, further processing, and electrolytic corrosion. The article will present the test results for aluminium surfaces marked by laser; wherein, as a result of a subsequent electrolytic treatment, a different class code and the contrast between pixels were acquired.

PL

Znakowanie produktów wykonanych ze stali i metali nieżelaznych jest bardzo ważną częścią procesu. Kodowania danych są wykorzystywane po produkcji części odpowiedzialnych za zdrowie i bezpieczeństwo ludzi w branży lotniczej, motoryzacyjnej i maszynowej. Mozaikowy kod jest zwykle nałożony na powierzchnie za pomocą technik laserowych w początkowej fazie procesu. Sposób oznaczania powierzchni, która zawiera zakodowane dane procesowe oraz technologia oznaczania wyrobu muszą zapewniać możliwość odczytywania tych informacji pomimo dalszego przetwarzania. Powierzchnia kodu musi być odporna na uszkodzenia mechaniczne, dalszą obróbkę i korozję elektrolityczną. W artykule zostaną przedstawione wyniki badań dla powierzchni aluminiowych oznaczonych laserem, w których w następstwie obróbki elektrolitycznej następowała utrata jakości kodu i kontrast pomiędzy pikselami.

5

Zastosowanie kart kontrolnych Shewharta do nadzorowania jakości procesów produkcyjnych w branży motoryzacyjnej

Bachtiak-Radka E., Dudzińska S., Grochała D.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2018

|

R. 19, nr 9

108--111

PL

W artykule omówione zostało zastosowanie kart kontrolnych Shewharta do nadzorowania jakości procesów produkcyjnych w branży motoryzacyjnej części typu korpus. Na zlecenie przedsiębiorstwa zostały przygotowane karty kontrolne dla poszczególnych cech geometrycznych. W artykule została przedstawiona procedura przygotowania karty kontrolnej do nadzorowania charakterystyk kształtowych w zautomatyzowanym gnieździe produkcyjnym.

EN

The manuscript presents the use of Shewhart control charts to supervision the quality of production processes in the automotive industry of the gearbox automatic. At the request of the company, control charts were prepared for individual characteristic geometrical features. This paper presents the procedure for preparing the control card for monitoring the shape characteristics in an automated production socket.

6

O problemach w kwalifikacji zdolności systemów pomiarowych w badaniach chropowatości powierzchni, analiza na przykładzie precyzyjnych części w branży motoryzacyjnej

Garbaciak M., Bachtiak-Radka E., Dudzińska S., Grochała D.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2018

|

R. 19, nr 9

147--151

PL

W artykule omówione zostały problemy w kwalifikacji zdolności systemów pomiarowych w badaniach chropowatości powierzchni precyzyjnych części w branży motoryzacyjnej. Badania przeprowadzono zgodnie z planem pomiarów. Następnie w oparciu o zebrane wyniki dla wybranych parametrów SPG wykonano analizę i ocenę wskaźników zdolności zgodnie z procedurą 2 statystycznej kwalifikacji systemów pomiarowych (zgodne z normą MSA 2010 edycja 4, ARM, tolerancja). Analizie poddano dwa wyroby fragment cylindra i labiryntowych zaworów automatycznych skrzyń biegów. Analiza dała szereg informacji dotyczących błędów z punktu widzenia powtarzalności i odtwarzalności na zdolność systemu pomiarowego – analizy zostały wykonane na potrzeby płynące z przemysłu.

EN

The manuscript introduce the problems in the qualification of measuring systems abilities in the investigation in the surface roughness of precision workpieces in the automotive industry. The research were carried out in accordance with the measurement plan. Next, based on the collected results for selected SPG parameters, the analysis and assessment of the capacity indicators were carried out in accordance with the procedure 2 of statistical qualification of measurement systems (in accordance with the MSA 2010 standard edition 4, ARM, tolerance). Two products were analyzed of the cylinder fragment and labyrinth valves of automatic gearboxes. The analysis gave a series of information on errors from the point of view of reproducibility and recurrence on the ability of the measurement system - the analyzes were carried out for the needs of the automotive industry.

7

Badania wysokowydajnego skrawania żeliwa sferoidalnego GGG60 na potrzeby branży motoryzacyjnej

Stieler P., Grochała D., Dudzińska S., Bachtiak-Radka E.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2018

|

R. 19, nr 9

169--172

PL

Pomimo powszechnego dążenia do produkowania coraz lżejszych, tańszych i wytrzymalszych komponentów ze stopów metali lekkich oraz tytanu, to żeliwo jest nadal materiałem dość powszechnie wykorzystywanym w branży mechanicznej, jak również w przemyśle motoryzacyjnym. Produkowane z niego są głownie korpusy elementów układu przeniesienia napędu jak również części wykorzystywane w oprzyrządowaniu silnika. Masowy charakter produkcji w branży motoryzacyjnej wpływa natomiast na konieczność zapewnienia dużej wydajności objętościowej procesu skrawania. W literaturze światowej jest wiele pozycji dotyczących doboru technologicznych para-metrów obróbki przy wysokowydajnym skrawaniu, stali, stopów metali lekkich oraz tytanu. Natomiast w przypadku żeliw takie prace stanowią ułamek procenta publikowanych obecnie prac. Stąd w oparciu o zapotrzebowanie zaspokojenia potrzeb przemysłu oraz chęci poznawczych zespołu badawczego, podjęto się tematyki badań doświadczalnych, których wyniki zostały opisane w poniższym artykule. Celem realizowanych badań było określenie możliwości wykorzystania jednego narzędzia do obróbki zgrubnej i wykończeniowej uwzględniając jedynie możliwości zmiany technologicznych parametrów obróbki dwóch zabiegów zintegrowanych w jednej operacji.

EN

Despite the widespread desire to produce lighter, cheaper and more durable components from light metal alloys and titanium, cast iron is still a material widely used in the mechanical industry as well as in the automotive industry. The parts used in the engine's instrumentation are mainly produced from it. However, the mass nature of production in the automotive industry affects the need to ensure high volume efficiency of the cutting process. In the world science literature there are many items regarding the selection of technological machining parameters for high-performance machining, steel, light metal alloys and titanium. In the case of cast irons, such works constitute a fraction of a percentage of the currently published works. Therefore, on the basis of the demand to meet the industry's needs and the cognitive intentions of the research team, the subject of experimental research was carried out and the results of which were described in the following article. The aim of the research was to determine the possibility of using one tool for roughing and finishing machining, taking into account only the possibility of changing the technological parameters of processing two treatments integrated in one operation.

8

Badania naprężeń w warstwie wierzchniej części kształtowanych w sposób hybrydowy

Dudzińska S., Grochała D., Bachtiak-Radka E.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2018

|

R. 19, nr 9

129--132

PL

W artykule omówiony został aspekt naprężęń w warstwie wierzchniej części kształtowanych w sposób hybrydowy, gdzie elementy są najpierw frezowane, a następnie nagniatane. Naprężenia w warstwie wierzchniej odgrywają bardzo ważną rolę, ponieważ są odpowiedzialne m.in. za rozwój pęknięć, korozję i kawitację. Charakteryzacja i badania naprężeń w warstwie wierzchniej umożliwiają predykcję zachowań części podczas eksploatacji. Podczas prowadzonych badań potwierdzono wprowadzenie korzystnych, ściskających naprężeń w warstwie wierzchniej. Dla różnych średnic kulek nagniatających odnotowano istotne różnice wartości naprężeń wywołane zmienną wartością nacisków przy tej samej wartości siły nagniatania Fn.

EN

In this paper was presented the aspect of stress in the top layer part shaped in a hybrid technology, where the elements are first milled and then burnished. Stresses in the surface layer play a very important role because they are responsible, among others, for the development of cracks, corrosion and cavitation. Characterization and stress research in the surface layer allow prediction of parts behavior exploitation. During the research was confirmed the being of positive, compressive stresses in the surface layer. For the different diameters of the burnishing balls there were significant differences in stress values due to the variable pressure value at the same value of the burnishing force Fn.

9

Wpływ warunków otoczenia i sposobu akwizycji chmury punktów z wykorzystaniem optycznych systemów pomiarowych na wartości parametrów SGP

Bachtiak-Radka E., Dudzińska S., Grochała D., Berczyński S

Mechanik

|

2017

|

R. 90, nr 8-9

748--752

PL

Cyfrowa obróbka chmury punktów zarejestrowanej na współcześnie wytworzonej powierzchni daje operatorowi duże możliwości kreowania schematów postępowania metrologicznego oraz pewną swobodę w końcowej ocenie stanu struktury geometrycznej powierzchni (dalej: SGP). Wartości parametrów SGP wyznaczone w specjalnych (niestandardowych) warunkach mogą być trudne do walidacji. Brak powtarzalności wyników pomiarów często bywa przyczyną eskalacji problemów dotyczących jakości we współczesnym przemyśle, a w przypadku prac naukowych budzi wątpliwości co do rzetelności badań. Autorzy przedstawili w artykule wyniki badań wpływu warunków otoczenia oraz wybranych parametrów nastawczych w trakcie pomiarów SGP przeprowadzonych z użyciem aparatury opartej na chromatycznej mikroskopii konfokalnej. Za pomocą analizy wariancji ANOVA określono istotność oddziaływania wybranych parametrów w trakcie akwizycji i cyfrowej obróbki chmury punktów, co w praktyce przekłada się na powtarzalność i odtwarzalność wartości parametrów najczęściej wykorzystywanych w ocenie stanu SGP.

EN

Digital processing of a point cloud as measured on a concurrently produced surface would offer many opportunities for the operator to plan metrological process and to give more freedom to assess geometric structure (SGP) of the surface. SGP parameters when estimated in specific (non-standard) conditions could be difficult to validate. Non-repeatability of measurement results can often be the reason for escalation of quality problems in today's industry and can arise doubts about reliability of scientific research work. Presented by the authors in the article are the results of studies on how the SGP measurements, when carried out by means of devices based on chromatic confocal microscopy, could be distorted by ambient conditions and by the selected parameter settings. It was ANOVA analysis of variance used to determine effect of interaction of the selected parameters during acquisition and digital processing of the measured cloud of points. Which in practice is related to the repeatability and reproducibility of the parameters values as most frequently used in the assessment of SGP status.

10

Modeling of surface geometric structure state after intergrated formed milling and burnishing

Berczyński S., Grochała D., Grządziel Z.

Management Systems in Production Engineering

|

2017

|

nr 2 (25)

131--136

EN

The article deals with computer-based modeling of burnishing a surface previously milled with a spherical cutter. This method of milling leaves traces, mainly asperities caused by the cutting crossfeed and cutter diameter. The burnishing process – surface plastic treatment – is accompanied by phenomena that take place right in the burnishing ballmilled surface contact zone. The authors present the method for preparing a finite element model and the methodology of tests for the assessment of height parameters of a surface geometrical structure (SGS). In the physical model the workpieces had a cuboidal shape and these dimensions: (width × height × length) 2×1×4.5 mm. As in the process of burnishing a cuboidal workpiece is affected by plastic deformations, the nonlinearities of the milled item were taken into account. The physical model of the process assumed that the burnishing ball would be rolled perpendicularly to milling cutter linear traces. The model tests included the application of three different burnishing forces: 250 N, 500 N and 1000 N. The process modeling featured the contact and pressing of a ball into the workpiece surface till the desired force was attained, then the burnishing ball was rolled along the surface section of 2 mm, and the burnishing force was gradually reduced till the ball left the contact zone. While rolling, the burnishing ball turned by a 23° angle. The cumulative diagrams depict plastic deformations of the modeled surfaces after milling and burnishing with defined force values. The roughness of idealized milled surface was calculated for the physical model under consideration, i.e. in an elementary section between profile peaks spaced at intervals of crossfeed passes, where the milling feed fwm = 0.5 mm. Also, asperities after burnishing were calculated for the same section. The differences of the obtained values fall below 20% of mean values recorded during empirical experiments. The adopted simplification in aftermilling SGS modeling enables substantial acceleration of the computing process. There is a visible reduction of the Ra parameter value for milled and burnished surfaces as the burnishing force rises. The tests determined an optimal burnishing force at a level of 500 N (lowest Ra = 0.24 μm). Further increase in the value of burnishing force turned out not to affect the surface roughness, which is consistent with the results obtained from experimental studies.

PL

W artykule przedstawiono komputerowe modelowanie nagniatana powierzchni frezowanej frezem kulistym. Taka metoda frezowania pozostawia ślady, gdzie dominują nierówności wynikające z posuwu wierszowania i średnicy freza. Procesowi nagniatania (obróbce plastycznej powierzchni) towarzyszą zjawiska zachodzące bezpośrednio w strefie kontaktu kulki nagniatającej z powierzchnią frezowaną. Zaprezentowano sposób przygotowania modelu MES i metodykę badań służących ocenie wartości wysokościowych parametrów Struktury Geometrycznej Powierzchni (SGP). W przygotowanym modelu fizycznym, próbki miały kształt prostopadłościanu o wymiarach: 2×1×4,5 mm (szerokość × wysokość × długość). Ponieważ w trakcie nagniatania w prostopadłościennej próbce występują odkształcenia plastyczne, uwzględniono nieliniowości materiału próbki frezowanej. Model fizyczny procesu zakładał również odtaczanie kulki nagniatającej w kierunku prostopadłym do śladów pozostawionych przez frez. W badaniach modelowych przyjęto trzy różne wartości siły nagniatania wynoszące odpowiednio 250 N, 500 N i 1000 N. Modelowanie procesu obejmowało, kontakt i wciskanie kulki w powierzchnię próbki do osiągnięcia wartości żądanej siły nagniatania a następnie rozpoczęcie odtaczania kulki nagniatającej po powierzchni na odcinku 2 mm, następnie stopniowo zmniejszano wartość siły nagniatania aż do wyjścia kuli ze strefy kontaktu. Podczas odtaczania kula nagniatające obracała się o kąt 23°. Przedstawiono zbiorcze wykresy deformacji plastycznych modelowanych powierzchni po frezowaniu i nagniataniu wybranymi wartościami sił. Obliczono chropowatość idealizowanej powierzchni frezowanej w rozważanym modelu fizycznym, na odcinku elementarnym pomiędzy szczytami profilu odległymi o odległość posuwu wierszowania przy frezowaniu fwm = 0,5 mm. Na tym samym odcinku obliczono chropowatości po nagniataniu. Różnice otrzymanych wartości mieszczą się poniżej 20% zarejestrowanych wartości średnich w trakcie badań doświadczalnych. Przyjęte uproszczenie w modelowaniu SGP po frezowaniu pozwala na znaczne przyśpieszenie procesu obliczeniowego. Widoczne jest obniżenie się wartości parametru Ra dla modelowanych powierzchni po frezowaniu i nagniataniu wraz ze wzrostem siły nagniatania. W badaniach otrzymano optimum siły nagniatania przy wartości wynoszącej 500 N (najniższa wartość Ra = 0,24 μm), dalsze zwiększanie wartości siły nagniatania nie powoduje zmniejszania się wartości chropowatości powierzchni, co jest zgodne z wynikami otrzymanymi w trakcie prowadzonych badań doświadczalnych.

11

Zwiększenie odporności na zużycie części w branży motoryzacyjnej : sposoby specyfikacji struktury geometrycznej powierzchni z wykorzystaniem parametru Smr

Dudzińska S., Grochała D.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2017

|

R. 18, nr 7-8

148--152

PL

W artykule zaprezentowano wyniki badań struktury geometrycznej powierzchni wewnętrznej aluminiowych tłoczysk pneumatycznych wybieraków stosowanych w automatycznych skrzyniach biegów AS TRONIC MID. Badania powierzchni przeprowadzono przy użyciu mikroskopii konfokalnej, dla różnej wielkości pól pomiarowych, a następnie skonfrontowano je ze sobą. Uzasadniono konieczność definiowania sposobu wykonywania pomiaru podczas podawania wyników, a także stosowania odpowiednich oznaczeń w dokumentacji konstrukcyjnej podczas podawania wymagań dotyczących przestrzennego stanu struktury geometrycznej powierzchni. Przyjęcie odmiennej metodyki badań może spowodować różnice w pomiarach sięgające nawet 100%.

EN

In this paper was presented the results of research on the geometrical structure of the internal surfaces of aluminum pistons of pneumatic selectors used in AS TRONIC MID automatic gearboxes. The studies were carried out using confocal microscopy for different sizes of measuring fields. It was justified to define the way in which the measurement was performed and apply suitable designation in the construction documentation. The results of measurement can be difference of up to 100% by adopting a different research methodology.

12

Modeling of burnishing thermally toughened X42CrMo4 steel with a ceramic ZrO2 ball

Grochała D., Berczyński S., Grządziel Z.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2017

|

Vol. 17, no. 4

1011--1018

EN

Modeling of burnishing steel objects made of X42CrMo4 steel with a ceramic ZrO2 ball has been a substantial part of research into modeling of burnishing operations. The industrial sector has shown much attention to burnishing injection molds, matrices and press tools. When combined with milling, burnishing is able to produce very good parameters of surface roughness [1–6]. Some authors [2–5] demonstrated a close link between roughness parameters after burnishing and the surface shape obtained after milling. The synergy effect of combined milling and burnishing and its parameter identification issues were discussed at length in [2]. In most cases [1–6], the optimal technological parameters of machining operations are determined in experimental investigations. The present paper shows the method of developing and validating an FEM model. It can be used to identify the effect of milling and burnishing parameters on stress in the surface layer and plastic deformations of surface geometry of the work piece without having to conduct expensive and time-consuming experiments. The model can be used to preselect machining parameters to produce injection molds, matrices and press tools.

13

Analiza wpływu zawartości TiC w nanokompozycie na topografię powierzchni po obróbce frezowaniem

AlMangour B., Grzesiak D., Dudzińska S., Grochała D., Bachtiak-Radka E.

Mechanik

|

2016

|

R. 89, nr 8-9

1210--1211

PL

W pracy autorzy opisują wyniki badań skrawalności nanokompozytu umocnionego węglikiem tytanu (TiC). Analizie poddano w szczególności wpływ ilości nanokrystalicznej fazy umacniającej na zmiany wybranych parametrów topografii powierzchni po frezowaniu przy zachowaniu stałych wartości technologicznych parametrów skrawania.

EN

The results of studies on machining of nanocomposite reinforced by titanium carbide (TiC) have been described. The influence of the reinforcement phase share on the variability of selected parameters of the surface topography at constant machining parameters was the main subject of the analysis.

14

Analiza wpływu sposobu kształtowania powierzchni gniazda formy wtryskowej na wybrane parametry struktury geometrycznej powierzchni 3D

Dudzińska S., Grochała D., Grzesiak D.

Mechanik

|

2016

|

R. 89, nr 8-9

1092--1093

PL

Przyrostowe technologie wytwarzania, w tym selektywne stapianie laserowe (SLM), stworzyły nowe możliwości efektywnego wytwarzania złożonych geometrycznie elementów. Pomimo niedoskonałości tej technologii (jedną z najważniejszych jest bardzo wysoka chropowatość uzyskanych powierzchni) jej zastosowanie do wstępnego uformowania wytwarzanego elementu i sprowadzenie obróbki skrawaniem do roli końcowego etapu procesu technologicznego, podczas którego zbiera się bardzo niewielki naddatek materiału, może przynieść wymierne korzyści ekonomiczne. Jednakże struktura geometryczna powierzchni (SGP) takich elementów może się znacznie różnić od SGP elementów przygotowanych poprzez obróbkę z pełnego materiału. Autorzy przedstawiają wyniki porównania powierzchni elementów wytworzonych z klasycznego półfabrykatu oraz wstępnie uformowanych z użyciem SLM.

EN

Additive manufacturing technologies e.g. selective laser melting (SLM) had created new possibilities of effective manufacturing geometrically complicated parts. Despite this technology is imperfect (e.g. very high surface roughness parameters), apply it to preform produced item and use machining only to the role of the final stage of the process can gives tangible economic benefits. However surface texture of such elements may be significantly different from the surface texture of the parts processed by machining from a solid material. The authors present the results of comparing the surface texture of components made from classic blank and pre-formed using SLM.

15

Analiza morfologii powierzchni części wykonanych z lotniczych stopów tytanu w technologii SLM

Grochała D., Grzesiak D., Dudzińska S., Bachtiak-Radka E.

Mechanik

|

2016

|

R. 89, nr 10

1376--1377

PL

Zużycie większości części mechanicznych rozpoczyna się na powierzchni. Świadome nadanie odpowiednich właściwości powierzchni i ukształtowanie wymaganego stanu struktury geometrycznej jest tym trudniejsze dla technologa, im dłuższy i bardziej skomplikowany jest proces technologiczny. W przemyśle lotniczym procesy technologiczne projektowane są ze szczególnym uwzględnieniem odpowiedzialności i bezpieczeństwa wyprodukowanego wyrobu. Przemysł lotniczy to na ogół produkcja jednostkowa i małoseryjna, gdzie ekonomiczne jest wstępne przygotowanie komponentu poprzez selektywne spiekanie proszku Ti-6Al-4V i jego wykończeniowa obróbka skrawaniem. Jednak mikroporowatość otrzymanego w ten sposób materiału uwidacznia się dopiero po skrawaniu. To właśnie mikroporowatość może być źródłem zużycia eksploatacyjnego prowadzącego do zniszczenia części. W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu technologicznych parametrów procesu selektywnego spiekania stopu Ti-6Al-4V na zmiany mikroporowatości, uwidaczniające się po obróbce skrawaniem w wartościach wybranych parametrów morfologii powierzchni.

EN

Wear of most mechanical parts have the beginning on the surface. Knowingly giving the relevant properties of the surface and shape of the required state of geometric structure is more difficult for the technologist at the long and more complicated technological process. In the aerospace industry processes are designed with particular emphasis on accountability and ensuring the safety of the obligation of the manufactured product. The aviation industry is generally the short series production, where cost is the initial preparation of the component by selectively melting the powder of Ti-6Al-4V and finish machining. However, the micro porosity of the thus obtained material is visible after machining. It is the micro-porosity can be a source of wear and tear leading to the destruction of parts. The article presents the results of research on the impact of technological parameters of the process of selective sintering alloy Ti-6Al-4V changes micro porosity materialized after machining in the values of the selected parameters of surface morphology.

16

Ekologiczne aspekty oceny struktury geometrycznej powierzchni wyrobów z tworzyw polimerowych

Dudzińska S., Tartakowski Z., Grochała D.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2016

|

R. 17, nr 8

3--7

PL

Jednym z ważniejszych problemów związanych z eksploatacją urządzeń jest zużywanie się współpracujących elementów. Ma to w konsekwencji wpływ na występujące efekty cieplne współpracujących elementów, straty energii, czy też procesy związane z przedwczesną wymianą zużytych elementów jak i ich produkcją. W aspekcie ekologicznym konieczne są części maszyn wykazujące się dużą stabilnością, niezawodnością oraz długotrwałością pracy. W urządzeniach istnieje szereg współpracujących elementów narażonych na szybkie zużycie powodowane niewłaściwą strukturą powierzchni będącą efektem zrealizowanego procesu technologicznego. Szczególnie dotyczy to współpracujących kół zębatych wykonanych z tworzyw polimerowych. Przeprowadzono badania warstwy powierzchniowej kół zębatych po procesie wtryskowym i po odtaczaniu po średnicy podziałowej koła zębatego w przekładni zębatej odpowiadającej przebyciu drogi o długości odpowiednio 50km i 100km. Na podstawie badań analizowano zmiany na powierzchni badanych elementów oraz porównano ze stanem powierzchni wyrobu po procesie wtryskowym. Badania przeprowadzono przy użyciu multisensorycznej maszyny pomiarowej Altisurf A520 z zasadą optycznego obrazowania konfokalnego – chromatycznego, zapewniającego wysoką rozdzielczość (0.5÷8 nanometrów) badanego obiektu. Prezentowane w artykule wyniki stanowią fragment prac związanych z analizą procesu zużycia. Uzyskane wyniki badań są przydatne w analizie procesu zużycia współpracujących elementów oraz w przygotowaniu technologii wytwarzania elementów zwłaszcza z tworzyw polimerowych.

EN

One of the major problems associated with the exploitation of the devices is wear of cooperation parts. Consequently, it has influence over the thermal effects, loss of energy or premature replacement of worn components and their production. In the ecological depiction is necessary to production parts of machines with high stability, reliability and long-term durability of work. In the devices, there are a a great deal of cooperating parts that could rapid wear out because of improper surface structure which is the result of the realized process. This is particularly concern cooperating gear wheels made of plastics. The study of SG of the gear after the mold injection process and wear corresponding to the road friction of the length of 50km and 100km was conducted. The changes in SG of the samples were compared based on investigations. Survey were conducted with an AltiSurf A520 multisensor, manufactured by Altimet. It was fitted with a CL1 chromatic confocal sensor [14], with a range to 130 μm and vertical resolution of 8 nm. The presented finding are a part of work associated with the analysis of the wear process. The results obtained in the study are useful in the analysis of the wear process and in manufacturing technology of plastics parts.

17

Computer simulation of pressing a ceramic ball into elastic-plastic material

Berczyński S., Grochała D., Grządziel Z.

Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Szczecinie

|

2015

|

nr 42 (114)

9--13

EN

This article describes distributions of stresses and strains created by pressing a ball with 80 HRC hardness into soft 35HRC steel, which occurs in the technological process of burnishing. We present a computer model and a solution developed with the Nastran FX program, based on the finite elements method. The validity of the model has been checked using a small force applied on the ball, within the range of elastic deformations, where Hertz formulas are applicable. Then computations have been made for a pressure force of 30 000 N, which corresponds to hardness testing conditions by the Brinell method. The dimensions of plastic indentations from simulations and experiments are compared.

18

O problemach w projektowaniu specjalnego oprzyrządowania technologicznego do obrabiarek wieloosiowych

Abrahamowicz M., Grochała D.

Przegląd Mechaniczny

|

2015

|

nr 4

40--45

PL

Celem pracy było przygotowanie konstrukcji specjalnego oprzyrządowania technologicznego zapewniającego ustalenie i zamocowanie cienkościennych przedmiotów obrabianych skrawaniem. W artkule Opisano Sposób konstruowania uchwytów obróbkowych wchodzących w skład tzw. przyrządów obróbkowych, korzystających z rozwiązań wydłużających łańcuchy kinematyczne obrabiarek. Wskazano jeden z kierunków określania dokładności ustalenia i zamocowania oraz przedstawiono metodę praktycznej weryfikacji uzyskiwanej dokładności pozycjonowania przyrządów obróbkowych. Omówiono główne źródła błędów obróbki oraz możliwy sposób ich identyfikacji i usuwania.

EN

The article describes how to construct handles machining included in the so-called fixtures using the solutions to prolong the machine kinematic chains. One of the directions for determining the accuracy of the findings attachment method and the practical verification of product accuracy positioning are indicated. The main sources of error treatment method of identification and removal are also discussed.

19

Identyfikacja parametrów procesu selektywnego stapiania laserowego stopu CoCr na podstawie wybranych parametrów topografii powierzchni po frezowaniu

Grzesiak D., Grochała D.

Mechanik

|

2015

|

R. 88, nr 8-9CD2

701--714

PL

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 jest 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.

EN

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 there-of 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.

20

Badania izotropii powierzchni frezowanej i nagniatanej na twardo ze stali X160CRMOV121

Bachtiak-Radka E., Grochała D., Chmielewski K., Olszak W.

Mechanik

|

2015

|

R. 88, nr 8-9CD2

641--653

PL

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.

EN

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.