Rok założenia PL ISSN Index 36522X Cena 16,00 zł (w tym 8% VAT)

Transkrypt

1 Rok założenia PL ISSN Index 36522X Cena 16,00 zł (w tym 8% VAT) Miesięcznik Naukowo-Techniczny Agenda Wydawnicza SIMP NR 7/2012 CoroMill 690 CoroTurn HP Systemy HPC sposobem SANDVIK POLSKA Sp. z o.o., Al. Wilanowska 372, Warszawa Tel: (22) Fax: (22)

2 Siła i Precyzja MIKRON HPM 600U HD / HPM 800U HD High Dynamic. Dla wysokiej wydajności skrawania. Centrum obróbkowe 5-osiowe idealne do wszystkiego, poczynając od trudnej obróbki zgrubnej po precyzyjną obróbkę wykończeniową. Najnowocześniejsze wrzeciona, osie uchylna i obrotowa z napędem bezpośrednim dla bezkompromisowej obróbki pięcioosiowej oraz stabilna konstrukcja zapewniają idealne warunki dla ekonomicznej i dokładnej obróbki z zastosowaniem nowoczesnych narzędzi. Dzięki unikalnemu rozwiązaniu automatyzacji dla 2 do 12 lub więcej palet, maszyna oferuje wysoką autonomię przy nieograniczonej ergonomii. MIKRON HPM 600U HD / HPM 800U HD zoptymalizowany dla uzyskania maksymalnej wydajności i precyzji, skraca czas obróbki utrzymując wysoki poziom powtarzalności i dokładność wymiarową. Więcej informacji na Achieve more...

3 ROCZNIK 85 NR 7 LIPIEC 2012 PANORAMA 532 Przegląd informacji krajowych i zagranicznych OBRABIARKI SPIS REKLAMODAWCÓW Opracowania graficzne redakcji Mechanik podlegają prawom autorskim i nie mogą być publikowane bez zgody redakcji AgieCharmilles II okł. [Cztery] 4metal.pl 581 Euro-Mag 533 Evatronix 587 Iscar IV okł. KVT 581 Machine.pl 531 Metal Team 538, 549, 579 Metale24.pl 608 Metale.org 534 Oberon 3D III okł. Obrabiarki.net 534 Sandvik I okł. Solid Edge 592 Targi EURO-TOOL Kraków 533 Redakcja nie odpowiada za treść materiałów reklamowych MECHANIK wersja cyfrowa e-wydanie PDF zamów na: 535 J. Honczarenko: HANNOVER MESSE Refleksje po targach technicznych* 539 Mazak na targach MACH-TOOL 2012 (MAZAK). Zaprezentowano 5 maszyn: VCS 430 A, VRX i-600, INTEGREX i-200 S, QSM 350M, VTC 560/ Ekonomiczny, szybki i wydajny R-30iB nowy kontroler robotów Fanuc (FANUC). Zaprojektowany zgodnie z najnowszymi trendami w zakresie ergonomii i zarządzania energią. 550 TruLaser Tube Wydajne cięcie laserem rur i profili z opcją ukosowania krawędzi (TRUMPF). Możliwość przeprowadzenia pełnego procesu obróbki rur na jednej maszynie. 553 FANUC irtorch Mate. Wizyjna Kontrola Uchwytu Spawalniczego (FANUC) 553 Wycinarka laserowa 2D TruLaser 5030 Fiber 5 kw (TRUMPF) 554 Wielozadaniowe centrum tokarsko-frezarskie (OKUMA) 556 Tokarka CNC za skośnym łożem AVIAturn 50M (AVIA) OBRÓBKA SKRAWANIEM 542 J. Burek, M. Płodzień: Wysoko wydajna obróbka części ze stopów aluminium o złożonych kształtach* NOWE TECHNOLOGIE 556 Myjka komorowa z zamkniętym obiegiem ciepła (EKO-PIL) 558 W. Grzesik: Polepszanie jakości technologicznej i użytkowej części z materiałów utwardzonych. Cz. III. Nagniatanie toczne i ślizgowe twardych stali* NARZĘDZIA 555 Frez ślimakowy z wymiennymi płytkami węglikowymi o pełnym zarysie CoroMill 176 (SANDVIK COROMANT). 555 Głowica zakręcająca (Instytut Zaawansowanych Technologii Wytwarzania) 564 High Pressure Coolant (HPC) jako sposób na istotną poprawę wydajności (SANDVIK COROMANT). Użycie chłodziwa podawanego pod wysokim ciśnieniem skraca czas obróbki, poprawia jakość i bezpieczeństwo toczenia i frezowania. 566 Nowy pakiet usług firmy Mapal. TPM Total Process Management (MAPAL). Pakiet obejmuje m.in. projektowanie procesu, wdrożenie i logistykę, gospodarkę narzędziową (Tool Management) oraz optymalizację procesu. 574 Nowe rozwiązania firmy Gühring dla Gospodarki Narzędziowej (GÜHRING). Modułowy system Gühring Tool Management System do zarządzania narzędziami od fazy projektowania do złomowania. METROLOGIA 554 Metrosoft QUARTIS oprogramowanie pomiarowe do współrzędnościowych maszyn pomiarowych (WENZEL) 577 H. Czarnecki, I.P. Chmielik, J. Tomasik: Mikrogeometria powierzchni po wybranych metodach nagniatania w układzie 3D* 580 W. Jakubiec, W. Płowucha: Wyznaczanie niepewności pomiarów współrzędnościowych. Cz. 2. Oprogramowanie EMU*

4 530 MECHANIK NR 7/2012 ZESPÓŁ REDAKCYJNY Redaktor naczelny Prof. dr hab. inż. Stanisław Adamczak dr h.c. Zastępca redaktora naczelnego Mgr inż. Krzysztof Janus Sekretarz redakcji Mgr Ewa Bednarska-Dziarnowska Redaktorzy Mgr inż. Irena Dziwiszek Mgr Monika Kaczmarek Mgr Ewa Michalska Mgr Anna Mularska WSPÓŁPRACA Prof. dr hab. inż. Piotr Cichosz obróbka skrawaniem, narzędzia Dr hab. inż. Lucjan Dąbrowski, prof. PW obróbka erozyjna Prof. dr hab. inż. Marek Dobosz redaktor statystyczny Prof. dr hab. inż. Jerzy Honczarenko systemy technologiczne Dr hab. inż. Andrzej Kawalec, prof. PRz CAD/CAM, MES, informatyka Prof. dr hab. inż. Jan Kosmol obrabiarki Prof dr hab. inż. Maciej Pietrzyk obróbka plastyczna Prof. dr inż. Eugeniusz Ratajczyk metrologia techniczna Prof. dr hab. inż. Jan Sieniawski materiały, technologie materiałowe Prof. dr inż. Maciej Szafarczyk automatyzacja wytwarzania Mgr inż. Henryk Zawistowski przetwórstwo tworzyw sztucznych RADA PROGRAMOWA: Przewodniczący Prof. dr hab. inż. Mieczysław Kawalec Członkowie Prof. dr hab. inż. Stanisław Adamczak Prof. dr hab. inż. Edward Chlebus Prof. dr hab. inż. Józef Gawlik Prof. dr hab. inż. Andrzej Gołąbczak Prof. dr hab. inż. Wit Grzesik Prof. dr hab. inż. Wojciech Kacalak Prof. zw. dr hab. inż. Krzysztof Marchelek Prof. dr hab. inż. Bogdan Nowicki Prof. dr hab. inż. Jarosław Plichta Dr Maria Zybura-Skrabalak 583 System pomiarowy SNAP firmy OGP. Szybkie pomiary optyczne (OBERON 3D). System SNAP umożliwia kompleksowe pomiary bez konieczności wskazania położenia detalu na stoliku pomiarowym. BIULETYN INSTYTUTU ZAAWANSOWANYCH TECHNOLOGII WYTWARZANIA 569 M. Szutkowska, B. Smuk, M. Boniecki: Badanie odporności na pękanie kompozytów ziarnistych na osnowie tlenku glinu przeznaczonych na ostrza narzędzi skrawających* CAD/CAM 584 SYMULACJA Spotkanie użytkowników oprogramowania ANSYS 584 Siemens PLM Connection 2012 Forum Przedstawicieli Polskiego Przemysłu 585 Delcam przedstawia Vortex nową technologię obróbki zgrubnej (DELCAM). Technologia stworzona do pełnego wykorzystania jednolitych narzędzi z węglika spiekanego. 586 Podstawowe metody odbudowy modeli CAD (EVATRONIX). Składanie brył i płaszczyzn lub wykorzystanie płatów powierzchni NURBS. 588 W. Krasoń, J. Wysocki: Badania numeryczne układu zawieszenia z resorem podwójnym poddanego działaniu obciążenia impulsowego* 590 J. Żmudzki, G. Chladek: Badania symulacyjne MES w ocenie wykorzystania nośności tkanek miękkich pod protezami zębowymi* XVI Międzynarodowa Szkoła Komputerowego Wspomagania Projektowania, Wytwarzania i Eksploatacji. Jurata maja 2012* Z DZIAŁALNOŚCI CIRP 576 Duże przesunięcia z nanometryczną rozdzielczością* M. Szafarczyk WYDARZENIA 552 ITM Polska podsumowanie 557 SIMTOS 2012 P. Skawiński 568 Konferencja prasowa Grupy Bosch w Polsce M. Kaczmarek 573 Międzynarodowe Targi Technologii Obróbki Blach Euro-BLECH Konferencja prasowa. ADRES REDAKCJI: Warszawa ul. Świętokrzyska 14A (wejście od ul. Świętokrzyskiej lub ul. Czackiego 3/5), V p. pok. 534 tel fax ADRES KORESPONDENCYJNY: MECHANIK, Warszawa 1 skr. poczt mechanik@mechanik.media.pl Miesięcznik notowany na liście czasopism naukowych Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego (9 pkt.). Numer dotowany Pierwotną wersją miesięcznika Mechanik jest wersja drukowana. WARUNKI PRENUMERATY NA OSTATNIEJ STRONIE * Artykuły recenzowane Artykuły z nazwą firmy (w nawiasie) promocyjne

5 Monthly magazine for engineers and technicians of machinery and production engineering industry. Organ of the Polish Society of Mechanical Engineers and Technicians SIMP. Magazine publishes articles covering theoretical and practical problems of production engineering with regard to design, manufacture and exploitation of machine tools and tools for metal cutting, metal forming and other methods of working as well as problems of science of materials, measurements, economics and organization of production, time estimating, information on standards, invents and improvements, work safety and welfare, etc. Monatsschrift für Ingenieure und Techniker, Spezialisten aus dem Gebiet der Fertigungstechnik in der Maschinenbauindustrie. Organ des Vereins der Polnischen Maschinenbau-Ingenieure und Techniker SIMP. Die Zeitschrift behandelt sowohl theoretische und praktische Probleme der Fertigungstechnik in der Maschinenbauindustrie, unter Berücksichtigung von Konstruktion, Herstellung und Exploratation von Maschinen und Werkzeugen für die spanende Formgebung, für das Umformen und für andere Bearbeitungsmethoden, als auch Probleme der Materialkunde, Werkstattsmetrologie, Betriebswirtschaft, Produktionsorganisation, Arbeitsnormung, Normalisierung, Erfindungen, des Unfallschutzes usw. CONTENTS INHALT J. HONCZARENKO: HANNOVER MESSE An afterthought on engineering fair. Mechanik No 7/2012, p Mazak on the MACH-TOOL 2012 FAIR (YAMAZAKI MAZAK). Mechanik No 7/2012, p R-30iB a new FANUC robot control unit. Cost saving, fast, effective (FANUC). Mechanik No 7/2012, p J. BUREK, M. PŁODZIEŃ: High output machining operations in production of complex shaped aluminum alloy parts. Mechanik No 7/2012, p Presented are the most significant process engineering problems occurring during the high speed machining operations in production of aluminum alloy parts of sophisticated shapes as applied in aviation industry. TruLaser Tube Tube and sectional high output laser cutting with chamfering option (TRUMPF). Mechanik No 7/2012, p W. GRZESIK: An issue to improve the process and the service compatibility of parts produced from hardened materials. Part III. Roller and sliding burnishing of hardened steel parts. Mechanik No 7/2012, p Presented is actual status of progress in the process of final shaping operations in relation to steel parts hardened up to 65 HRC by the roller or sliding burnishing operations. Also explained are the tool or process related problems as they occur in burnishing operations on hard materials. High Pressure Coolant (HPC) can materially increase production outputs (SANDVIK COROMANT). Mechanik No 7/2012, p A new service package from Mapal. TPM Total Process Management (MAPAL). Mechanik No 7/2012, p M. SZUTKOWSKA, B. SMUK, M. BONIECKI: Tests on the grain type aluminum oxide matrix composites as used for the tools cutting edges for resistance to crack. Mechanik No 7/2012, p New issues for tool management systems (GÜHRING). Mechanik No 7/2012, p H. CZARNECKI, I.P. CHMIELIK, J. TOMASIK: A 3D presentation of microgeometric features of material surface resulting from application of certain methods of burnishing operation. Mechanik No 7/2012, p Identified are microgeometric texture features of surface as left due to application of the roller or oscillating burnishing operations. J. HONCZARENKO: HANNOVER MESSE Überlegungen nach der Messe für Technik. Mechanik Nr 7/2012, S Mazak auf der Messe MACH-TOOL 2012 (YAMAZAKI MAZAK). Mechanik Nr 7/2012, S R-30iB neue Robotersteuerung FANUC. Wirtschaftlich, schnell und effizient (FANUC). Mechanik Nr 7/2012, S J. BUREK, M. PŁODZIEŃ: Hocheffiziente Bearbeitung von Teilen aus Aluminiumlegierungen mit komplizierten Formen. Mechanik Nr 7/2012, S Darstellung der wichtigsten technologischen Probleme bei der hocheffizienten Bearbeitung von Teilen aus Aluminiumlegierungen mit komplizierten Formen, die in der Flugzeugindustrie Anwendung finden. TruLaser Tube Effizientes Laserschneiden von Rohren und Profilen mit der Option von Schrägschnitten (TRUMPF). Mechanik Nr 7/2012, S W. GRZESIK: Verbesserung der technologischen und Gebrauchsqualität von Teilen aus gehärteten Stoffen. T. III. Glattwalzen und Gleitschleifen gehärteter Stähle. Mechanik Nr 7/2012, S Darstellung des Ist-Standes der Technologie zum Endformen von Teilen aus Hartstahl bis 65 HRC in dem Glattwalz- und Gleitschleifverfahren sowie der Probleme mit Werkzeugen und der Technologie bei der Bearbeitung von gehärteten Stoffen. High Pressure Coolant (HPC) als Methode zur wesentlichen Effizienzverbesserung (SANDVIK COROMANT). Mechanik Nr 7/2012, S Neues Dienstleistungspaket der Firma Mapal. TPM Total Process Management (MAPAL). Mechanik Nr 7/2012, S M. SZUTKOWSKA, B. SMUK, M. BONIECKI: Untersuchung der Partikelkomposite mit Grundgefüge aus Aluminiumoxid, die für Schneidwerkzeuge bestimmt sind, auf die Rißbeständigkeit. Mechanik Nr 7/2012, S Neue Lösungen für die Werkzeugwirtschaft (GÜHRING). Mechanik Nr 7/2012, S H. CZARNECKI, I. P. CHMIELIK, J. TOMASIK: Oberflächenmikrogeometrie nach den ausgewählten Bearbeitungsmethoden (Glattwalzen und Gleitschleifen) im 3D-System. Mechanik Nr 7/2012, S Bestimmung der Mikrogeometrie für eine Oberfläche nach dem Glatt- und Oszillationswalzen. Dokończenie na s. 534 Ending at p. 534 Neutralna, techniczno-handlowa platforma informacyjna: obrabiarki, maszyny, narzędzia, technologia Jedyny w Polsce tak obszerny interaktywny branżowy serwis informacyjny!

6 PROF. STANISŁAW ADAMCZAK REDAKTOREM NACZELNYM MIESIĘCZNIKA MECHANIK Prof. dr hab. inż. Stanisław Adamczak, dr h.c. jest absolwentem Collegium Gostomianum w Sandomierzu. W 1972 r. ukończył studia na Wydziale Mechaniki Precyzyjnej (obecnie Mechatroniki) Politechniki Warszawskiej. Od 1972 r. jest nauczycielem akademickim na Politechnice Świętokrzyskiej. Obecnie kieruje Katedrą Technologii Mechanicznej i Metrologii. W latach pełnił funkcję Dziekana Wydziału Mechatroniki i Budowy Maszyn, a od 2008 r. jest Rektorem Politechniki Świętokrzyskiej. W 2012 r. został wybrany na funkcję Rektora na kadencję Stopień doktora nauk technicznych otrzymał w 1977 r. w Politechnice Świętokrzyskiej, a w 1994 r. na Uniwersytecie Żylińskim w Słowacji został doktorem habilitowanym. W 1997 r. otrzymał tytuł profesora w Słowacji, a w 1999 r. został w Polsce profesorem tytularnym w dziedzinie nauk technicznych. Od 1997 r. jest profesorem wizytującym na Uniwersytecie Technicznym w Wiedniu. Jest doktorem honoris causa wielu uczelni zagranicznych. Reprezentuje dyscyplinę naukową budowa i eksploatacja maszyn, ze szczególnym uwzględnieniem metrologii technicznej i systemów zarządzania jakością. Prowadzi badania naukowe w zakresie podstaw metrologii oraz pomiarów geometrycznych powierzchni części maszyn. Pełni funkcję członka Rad wydziałów mechanicznych w VSB Uniwersytecie Technicznym w Ostrawie i w Żilińskim Uniwersytecie w Żilinie, a także Rady Wydziału Uniwersytetu w Koszycach z siedzibą w Presovie. Jest autorem lub współautorem 7 monografii i książek, 147 publikacji w czasopismach, 163 referatów konferencyjnych i 10 patentów. W 2011 r. został wybrany na czwartą kadencję do Komitetu Metrologii i Aparatury Naukowej PAN i objął funkcję wiceprzewodniczącego tego Komitetu, a także na drugą kadencję do Komitetu Budowy Maszyn PAN. W czerwcu 2012 r. został wybrany na wiceprzewodniczącego Konferencji Rektorów Polskich Uczelni Technicznych w latach MIĘDZYNARODOWE TARGI MASZYNOWE MSV 2012 W BRNIE W dniach września br. w brneńskim Centrum Wystawienniczym odbędzie się 54. edycja Międzynarodowych Targów Maszynowych MSV. Jest to najważniejsze wydarzenie targowe w Republice Czeskiej i jedna z wiodących wystaw branż przemysłowych w Europie Środkowej. Targi te, wraz z projektami towarzyszącymi, gromadzą co roku blisko 1500 wystawców, z czego prawie połowę stanowią przedsiębiorstwa spoza Republiki Czeskiej. Stoiska ekspozycyjne zajmują ok. 50 tys. m 2 powierzchni wystawienniczej. Imprezę odwiedza około 80 tys. specjalistów i handlowców, w tym blisko 10% stanowią zwiedzający zagraniczni z 57 krajów. Najwięcej gości targowych przyjeżdża z krajów sąsiadujących ze Słowacji, Polski, Niemiec, Austrii oraz z Węgier. Z kolei w grupie wystawców zagranicznych najliczniej reprezentowane są Niemcy, Słowacja, Włochy, Austria oraz Szwajcaria. Równolegle z Targami MSV 2012 będą się odbywać następujące imprezy: 8. Międzynarodowe Targi Obrabiarek i Formierek IMT, 4. Międzynarodowe Targi Obróbki Powierzchniowej PROFINTECH, 21. Międzynarodowe Targi Spawalnicze WELDING, 3. Międzynarodowe Targi Tworzyw Sztucznych i Kompozytów PLASTEX, 14. Międzynarodowe Targi Odlewnicze FOND-EX. Więcej informacji: XV SEMINARIUM NOWOCZESNE TRENDY W OBRÓBCE CIEPLNEJ W ŁAGOWIE Grupa SECO/WARWICK Polska organizuje w dniach września br. jubileuszową edycję seminarium poświęconego zagadnieniom nowoczesnych trendów w obróbce cieplnej. Zakres tematyczny tegorocznego seminarium: kształtowanie mikrostruktury i właściwości stopów tytanu w procesach obróbki cieplnej; lutowanie w przemyśle lotniczym główne problemy, procedury NADCAP i praktyka; obróbka cieplna stali narzędziowych do pracy na gorąco w świetle norm europejskich i amerykańskich; proces EXPANITE przeznaczenie, aplikacje oraz perspektywy stosowania; aplikacje azotowania w uniwersalnych piecach próżniowych; charakterystyka oraz możliwości technologiczne nowej instalacji do wytwarzania powłok ochronnych na elementach silników lotniczych; analiza porównawcza owalizacji pierścieni łożyskowych hartowanych metodą dynamiczną oraz statyczną; metody zapobiegania utlenianiu wewnętrznemu przy zastosowaniu dostępnych atmosfer; nawęglanie gazowe i próżniowe doświadczenia przemysłowe, ekonomika, metody regulacji, emisje; azotowanie gazowe metody, aspekty regulacji, potencjał rozwojowy; zabezpieczenia przed nawęglaniem w technologiach próżniowych; technologia produkcji termoelementów a zgodność z normą AMS 2750D; piece z obrotową retortą w aplikacjach do wyżarzania drobnych detali; prowadzenie procesów wyżarzania blachy aluminiowej w rulonach z wykorzystaniem modelu matematycznego procesu. Zgłoszenia uczestnictwa na:

7 III NAUKOWO-SZKOLENIOWA MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA NATRYSKIWANIA CIEPLNEGO W KIELCACH Wdn września 2012 r. odbywać się będzie międzynarodowa konferencja nt. NATRYSKIWANIE CIEPLNIE TECHNOLOGIA XXI wieku, organizowana przez środowisko naukowo-inżynieryjne zajmujące się problemami obejmującymi otrzymywanie, badania i zastosowania powłok osadzanych tą techniką inżynierii powierzchni. Konferencja ma na celu przedstawienie zarówno najnowszych badań naukowych z tej dziedziny, jak i nowych materiałów powłokowych, urządzeń i zastosowań przemysłowych. Zostaną również omówione zagadnienia związane z wymaganiami norm EN dotyczących procesu i zatrudnionego personelu oraz związane z jakością i właściwościami powłok natryskiwanych cieplnie. Konferencji będzie towarzyszyć wystawa sprzętu i prezentacja osiągnięć zaproszonych firm w dziedzinie natryskiwania cieplnego. Zgłoszone referaty będą recenzowane i po zakwalifikowaniu do druku zostaną opublikowane w miesięcznikach: Mechanik i Przegląd Spawalnictwa. Obrady odbywać się będą w Centrum Szkoleniowym Cztery Wiatry w Korytnicy k. Szydłowa. Przewodniczącym Komitetu Organizacyjnego został dr inż. Wojciech Żórawski z Politechniki Świętokrzyskiej. Więcej informacji: 85 LAT INSTYTUTU MECHANIKI PRECYZYJNEJ W WARSZAWIE W 2012 r. Instytut Mechaniki Precyzyjnej obchodzi swoje 85-lecie, kontynuując działalność realizowaną przez Centralne Laboratorium oraz Fabrykę Sprawdzianów, wchodzących w skład powołanego Rozporządzeniem Rady Ministrów z 22 kwietnia 1927 r. przedsiębiorstwa Państwowe Wytwórnie Uzbrojenia. Z tej okazji 26 kwietnia br. w Warszawskim Domu Technika odbyła się jubileuszowa gala. Licznie zgromadzonych gości oraz pracowników Instytutu przywitał dyrektor Instytutu prof. dr hab. inż. Aleksander Nakonieczny dr h.c. Instytut jest placówką badawczo-rozwojową, która zajmuje się metodami uszlachetniania wyrobów metalowych przez zwiększenie ich odporności korozyjnej oraz podwyższenie właściwości mechanicznych. Instytut prowadzi prace naukowe i techniczne, których celem jest przede wszystkim opracowanie nowych technologii, a także prace usługowe i wdrożeniowe, głównie w zakresie: nakładania powłok galwanicznych, lakierowych metalizacyjnych i zanurzeniowych, obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej narzędzi i części maszyn, w tym realizacji tych procesów w skali półtechnicznej, powierzchniowej obróbki plastycznej (kulowania), wytrzymałości materiałów, w tym m.in. badań zmęczeniowych, tarcia oraz pomiaru naprężeń, mechanicznych urządzeń zabezpieczających. Integralną częścią Instytutu jest Rada Naukowa, która posiada uprawnienia i nadaje stopnie naukowe doktora OFERTA SPRZEDAŻY Wycinarka wodna WaterJet STREAMCUT CNC 3216 Rok produkcji 2009 DANE TECHNICZNE: obszar stołu roboczego: mm obszar cięcia: mm maks. grubość cięcia materiału: 150 mm maks. ciśnienie strumienia wody: 4100 bar pobór mocy: 37 kw. CENA NETTO: , zł + VAT 23% Informacje techniczne Wiesław Kryczka tel Euro-Mag Sp. z o.o. z siedzibą w Mielcu ul. Wojska Polskiego 3, Mielec nauk technicznych w dziedzinie inżynierii materiałowej. Placówka prowadzi certyfikację w obszarze mechanicznych urządzeń zabezpieczających, wyrobów budowlanych, powłok ochronnych, obróbki cieplnej, materiałów oraz urządzeń do tych procesów (certyfikat PCA Nr AC041). Instytut ma trzy laboratoria akredytowane: Laboratorium badań mechanicznych urządzeń zabezpieczających i lekkich przegród budowlanych (AB 035), Laboratorium badań właściwości powłok i materiałów lakierowych (AB 240), Laboratorium badań i oceny własności materiałów części maszyn i konstrukcji (AB 342). W zakresie swej specjalności Instytut od początku istnienia ściśle współpracuje z przemysłem, a także z polskimi placówkami naukowymi: wyższymi uczelniami technicznymi, instytutami Polskiej Akademii Nauk oraz instytutami branżowymi. W ramach tej współpracy Instytut prowadzi wspólne prace badawcze oraz sprzedaje własne opracowania i wyroby. Instytut bardzo aktywnie uczestniczy w międzynarodowej i krajowej działalności normalizacyjnej. Pracownicy Instytutu prowadzą Podkomitet ISO TC107/SC7 Powłoki metalowe i inne nieorganiczne metody badań oraz uczestniczą jako eksperci w pracach Komitetu ISO TC/156 Korozja metali i stopów i Podkomitetu ISO TC35/SC12 Farby i lakiery przygotowanie podłoży stalowych przed nakładaniem farb i podobnych produktów. Uroczysta gala była okazją do uhonorowania pracowników Instytutu orderami i medalami, a także wręczenia Medali Pamiątkowych. Gratulujemy jubileuszu i życzymy sukcesów w dalszej działalności.

8 534 MECHANIK NR 7/2012 CONTENTS INHALT Dokończenie ze s. 531 Ending from p. 531 W. JAKUBIEC, W. PŁOWUCHA: Estimation of reliability of the measurements performed with use of coordinate technique systems. Part 2. EMU software. Mechanik No 7/2012, p EMU software functional capacities and operating instruction. SNAP measuring system from OGP. Fast optical measurements (OBERON 3D). Mechanik No 7/2012, p Vortex new technology for roughing (DELCAM). Mechanik No 7/2012, p Essential CAD model reconstruction methods (EVATRONIX). Mechanik No 7/2012, p W. KRASOŃ, J. WYSOCKI: Numeric tests of a twin spring suspension system submitted to pulsating loads. Mechanik No 7/2012, p Presented are a numeric model of the twin spring, hydraulic shock absorber suspension system and a model of external load represented by a pulse of defined time characteristics. J. ŻMUDZKI, G. CHLADEK: FEM simulation tests for evaluation of the soft tissue load bearing capacity used to support false teeth. Mechanik No 7/2012, p The project is to investigate whether the false teeth design work rules could be specified with the mucosa load bearing capacity taken into consideration. XVI International School of the Computer Aided Design, Manufacture and Service Practice. Jurata, May Mechanik No 7/2012, p W. JAKUBIEC, W. PŁOWUCHA: Ermittlung der Messunsicherheit bei Koordinatenmessungen. T. 2. Die Software EMU. Mechanik Nr 7/2012, S Darstellung der Möglichkeiten und Nutzung der Software EMU. Messsystem SNAP von der Firma OGP. Schnelle optische Messungen (OBERON 3D). Mechanik Nr 7/2012, S Vortex neue Technologie der Grobbearbeitung (DELCAM). Mechanik Nr 7/2012, S Grundsätzliche Methoden zum Aufbau der CAD-Modelle CAD (EVATRONIX). Mechanik Nr 7/2012, S W. KRASOŃ, J. WYSOCKI: Numerische Untersuchungen einer Aufhängung mit Doppelfeder unter Impulsbelastung. Mechanik Nr 7/2012, S Darstellung eines numerischen Modells der Aufhängung, die mit der Doppelfeder und einem hydraulischen Stoßdämpfer ausgerüstet wurde, als auch eines Modells der externen Belastung in Form der Kraft eines Impulses mit einem Soll- Zeitverhalten. J. ŻMUDZKI, G. CHLADEK: MES-gestützte Simulationsuntersuchungen im Hinblick auf die Belastbarkeit des Weichgewebes unter den Zahnprothesen. Mechanik Nr 7/2012, S Zielsetzung des Beitrags ist Formulierung der Grundsätze für den Aufbau von Zahnprothesen unter Berücksichtigung des Kriteriums der Belastbarkeit der Schleimhaut. XVI Internationale Schule für computerunterstützte Planung, Erzeugung und Betrieb. Jurata, Mai Mechanik Nr 7/2012, S. 593.

9 MIESIĘCZNIK NAUKOWO-TECHNICZNY ORGAN STOWARZYSZENIA INŻYNIERÓW I TECHNIKÓW MECHANIKÓW POLSKICH ROK LXXXV HANNOVER MESSE 2012 REFLEKSJE PO TARGACH TECHNICZNYCH JERZY HONCZARENKO* W dniach kwietnia 2012 r. w Hanowerze odbyły się coroczne Targi Techniczne pod hasłem Greentelligence inteligentne technologie ekologiczne. Jest to jedno z ważniejszych tego typu wydarzeń na świecie. W ramach targów organizowane są m.in. konferencje, wystawy, wykłady. W bieżącym roku udział w Targach wzięło ponad 5000 wystawców z 69 krajów. Hannover Messe 2012 odwiedziło ponad osób. Aż gości przyjechało spoza granic Niemiec, w tym spoza Europy. Tegoroczne, podobnie jak i poprzednie, targi to wydarzenie dla najwyższego szczebla decydentów, gdyż co piąty gość był prezesem lub właścicielem firmy. Profesjonaliści stanowili 95% wszystkich uczestników. Hannover Messe to międzynarodowy wzorzec dla nowej generacji biznesu, sieci w przemyśle, administracji i nauce. Krajem partnerskim była w tym roku Chińska Republika Ludowa, a Hannover Messe 2012 otworzył premier Chin- -Wen Jiabao wraz z kanclerz Niemiec dr Angelą Merkel. Premierowi Wen Jiabao w dniu otwarcia towarzyszyła 200-osobowa delegacja gospodarcza. Prezentacja przemysłu Chin w Hanowerze była imponująca: 500 wystawców na ok m 2, pod hasłem Ekologia + inteligencja (rys. 1). Na Hannover Messe 2012 Chiny skoncentrowały się głównie na pokazaniu swoich ekonomicznych możliwości i nowej polityki przemysłowej. Chińskie firmy, organizacje i instytucje badawcze na targach prezentowały produkty i wyniki badań z dziedziny zrównoważonej produkcji energii, inteligentnych sieci energetycznych i ekologicznych technologii. Rys. 1. Hasło ekspozycji chińskiej * Prof. dr hab. inż. Jerzy Honczarenko Instytut Technik Wytwarzania Politechniki Warszawskiej Ekspozycje branżowe Tegoroczne targi składały się z ośmiu wystaw branżowych: Industrial Automation, Energy, MobiliTec, Digital Factory, Industrial Supply, CoilTechnica, Industrial GreenTec oraz Research & Technology. W roku 2012 w centrum uwagi znalazła się tematyka związana z automatyką przemysłową, energetyką, dostawami i usługami dla przemysłu oraz pracami badawczo-rozwojowymi. Industrial Automation Międzynarodowe Targi Branżowe Automatyzacji Produkcji i Procesów oraz Systemów Automatyzacji. W ich ramach 1040 wystawców zaprezentowało na ponad m 2 powierzchni wystawienniczej innowacje z zakresu automatyzacji produkcji i procesów oraz zintegrowane rozwiązania systemowe stosowane w przemyśle. Ekspozycja Industrial Automation była tak szeroka i zróżnicowana, że nie sposób w krótkim doniesieniu omówić wszystkich prezentowanych nowości. Dla autora szczególnie interesująca była ekspozycja robotów. Obszary tematyczne poświęcone robotyce to: Application Park Robotics & Automation oraz Forum Robotics Automation & Vision. Eksperci zarówno ze świata nauki, jak i przemysłu dzielili się swymi doświadczeniami związanymi z wyzwaniami, przed którymi stają firmy decydujące się na wdrożenie rozwiązań automatyzacyjnych z wykorzystaniem robotyki. Wprawdzie w tym roku nie zaprezentowano rewelacyjnych nowości i nie wszystkie firmy produkujące roboty miały swoje stanowiska (brak było czołowych firm Fanuc i KUKA), to jednak bardzo wyraźnie widoczne było wzrastające wykorzystywane robotów zarówno w firmach produkcyjnych, w sektorze usług, jak i w instytucjach publicznych. Firma Kawasaki zaprezentowała nowe modele robotów (rys. 2) do zastosowań w procesach zgrzewania seria B, lakierowania z nową generacją układów sterowania seria K, manipulacji o udźwigu 3 80 kg seria R i spawania w osłonie gazu seria RA. Oprócz firm europejskich, roboty mobilne (AGV) wystawiała chińska firma MTD rys. 3. Pokazane roboty mają innowacyjny, indukcyjny, bezstykowy system zasilania. Ocenia się, że jest to rozwiązanie energooszczędne i przyjazne dla środowiska, gwarantujące 10% oszczędności energii w porównaniu z zasilaniem z baterii. Np. jeśli system transportu obejmujący dziesięć jednostek AGV, każda o mocy 2 kw, jest obsługiwany 14 h na dobę, 250 dni w roku, to łączna oszczędność energii rocznie wyniesie 7000 kwh.

10 536 MECHANIK NR 7/2012 a) b) c) Rys. 2. Nowe modele robotów Kawasaki; a) BX200L, b) RA06L, c) z serii RA04 z wyposażeniem Na stoisku Volkswagena można było zobaczyć przy okazji interaktywnego zwiedzania fabryki samochodów, elementy zrobotyzowanej elastycznej linii produkcyjnej dla pojazdów z różnymi rodzajami napędu od spalinowych do elektrycznych. Rys. 3. Roboty mobilne firmy MTD (Chiny) Firmy E&K AUTOMATION i DS. AUTOMOTION przedstawiły osiągnięcia w zakresie wdrażania robotów mobilnych w szpitalach. Dane robotów pracujących w różnych szpitalach zestawiono w tablicy. TABLICA. Roboty pracujące w szpitalach Pod hasłem Efficiency Arena wystawcy pokazali, jak w praktyce zastosować energooszczędne systemy i urządzenia oraz jak zintegrować je z istniejącymi liniami produkcyjnymi. W ramach wystawy poświęconej IT w przemyśle zaprezentowano konkretne przykłady zastosowań informatyki w różnego typu liniach produkcyjnych. Nowością na targach Industrial Automation był obszar MicroTechnology Smart Systems for Automation poświęcony mikrotechnologiom w automatyce przemysłowej. Wyeksponowano efekt synergii między rozwiązaniami automatyzującymi i mikrotechnologiami. Dodatkowo, na pokazie specjalnym Product and Know-how Protection goście imprezy mogli dowiedzieć się, jak skutecznie chronić się przed piractwem przemysłowym i nielegalnym kopiowaniem produktów. Energy Międzynarodowe Targi Wytwarzania Energii ze Źródeł Konwencjonalnych i Odnawialnych, Zaopatrzenia w Energię oraz Przesyłu i Dystrybucji Energii. Zajmująca m 2 powierzchni wystawa Energy to największe i najważniejsze targi technologii energetycznych na świecie. Ponad 1100 wystawców zaprezentowało w tym roku w Hanowerze innowacyjne rozwiązania obejmujące cały łańcuch produkcji i dystrybucji energii: od procesu jej wytwarzania i przesyłu, poprzez zaopatrzenie w prąd i jego zużycie, po kwestie związane z magazynowaniem energii i jej konwersją. W centrum rozmów, dyskusji i prezentacji na ramach Hannover Messe 2012 znalazł się uchwalony przez rząd niemiecki plan zmiany polityki energetycznej na zgodną z zasadami zrównoważonego rozwoju i wykorzystującą odnawialne źródła energii oraz związane z nim zmiany w infrastrukturze i wykorzystywanych technologiach. W obszarze targów poświęconym odnawialnym źródłom energii firmy specjalizujące się w energii wiatrowej, bioenergii, ogniwach fotoelektrycznych, technologiach geotermalnych i energii słonecznej pokazały jak korzystanie z naturalnych zasobów może pozytywnie wpłynąć na ekologię i bezpieczeństwo w energetyce. Decyzja o zmianie polityki zaopatrzenia w energię w Niemczech prowadząca do znacząco większego wykorzystywania odnawialnych jej źródeł implikuje konieczność wdrożenia inteligentnych systemów zarządzania zużyciem prądu i jego wytwarzaniem. Dlatego tak kluczową rolę we współczesnej energetyce zaczynają odgrywać inteligentne sieci i systemy elektroenergetyczne (Smart Grids). MobiliTec Międzynarodowe Targi Napędów Hybrydowych i Elektrycznych, Mobilnych Nośników Energii i Pojazdów Alternatywnych. Ponad 140 wystawców pokazało w tym roku w ramach targów Mobili- Tec jak przełomowe technologie i nowe zastosowania będą kształtować przyszłość samochodów. Międzynarodowe Targi Napędów Hybrydowych i Elektrycznych, Mobilnych Nośników Energii i Pojazdów Alternatywnych odbyły się w tym roku na 5000 m 2 powierzchni wystawienniczej. Ogromnym zainteresowaniem zwiedzających cieszyło się forum MobiliTec oraz prezentacje innowacyjnych pojazdów. Można było zobaczyć tam elektroauta, a także rowery i motory z napędem elektrycznym, z wyposażeniem standardowym, a czasem też ekstrawaganckim (rys. 4). To, czy napędy elektryczne wejdą w najbliższym czasie do powszechnego użycia zależy w dużej mierze od tego, czy uda się opracować wystarczająco wydajne nośniki energii akumulatory do tego typu pojazdów. Tej tematyce po raz pierwszy poświęcony został osobny obszar prezentacyjny w ramach centrum kompetencji.

11 MECHANIK NR 7/ Rys. 4. Wybrane przykłady elektropojazdów wystawianych na Hannover Messe 2012: a) Peugeot ion, b) L.E. mobile Audi A2, c) mega ecity pro, d) BO cruiser, e) Jetcar Elektro, f) Siemens OCC ecopper Digital Factory Międzynarodowe Targi Branżowe Zintegrowanych Procesów Przemysłowych oraz Systemów Informatycznych i Telekomunikacyjnych. Ponad 200 wystawców prezentowało się na 5000 m 2 powierzchni w bezpośrednim sąsiedztwie pokrewnej tematycznie imprezy poświęconej automatyce przemysłowej. Dużo uwagi na tych targach poświęcono takim tematom, jak integracja procesowa czy interdyscyplinarne podejście do rozwoju nowych produktów. Pokazano kwestie związane z optymalizacją, która możliwa jest dzięki skutecznemu powiązaniu systemów informatycznych wspomagających działanie przedsiębiorstwa i automatyzujących produkcję. Nacisk położony został na rozwiązania klasy CAx, zarządzanie cyklem życia produktu (PLM), systemy wspomagające zarządzanie produkcją (MES) oraz zintegrowane systemy zarządzania dla przedsiębiorstw (ERP). W ramach konferencji poświęconej systemom MES omawiano konkretne przykłady zastosowań tego typu rozwiązań w procesach produkcyjnych. Pokaz Technology Cinema 3D, przygotowany w nowej oprawie graficznej, odbywał się w tym roku pod hasłem technologii proekologicznych zaprezentowano na nim m.in. wizualizację trójwymiarową systemu Smart Hydro Power. Industrial Supply Międzynarodowe Targi Dostaw Materiałów do Produkcji oraz Komponentów i Systemów dla Przemysłów Pojazdów Mechanicznych, Maszynowego i Urządzeń Przemysłowych. Ponad 1600 wystawców tych targów pokazało na powierzchni przekraczającej m 2 innowacyjne rozwiązania z zakresu efektywnego zarządzania materiałami i surowcami oraz optymalizacji dostaw dla przemysłu. Oprócz wystawy, specjaliści z branży mogli również uczestniczyć w forach dyskusyjnych. Trwająca pięć dni konferencja dostawców Suppliers Convention poświęcona była gorącym tematom i takim najbardziej aktualnym kwestiom, jak: rosnące znaczenie Chin w przemyśle, innowacyjne technologie odlewnicze w budowie pojazdów, procesy formowania i dostawy systemowe, budowa maszyn i urządzeń oraz konstrukcje lekkie i technologie łączenia materiałów. Technologie wykorzystywane w tworzeniu konstrukcji lekkich były centralnym prezentowanym zagadnieniem. Z kolei w obszarze Solutions Area odbywały się prezentacje na żywo, na których można było zobaczyć jaki potencjał drzemie w różnego rodzaju innowacyjnych rozwiązaniach. Forum Materiałoznawstwa dotyczyło w tym roku inteligentnych materiałów używanych do budowy konstrukcji lekkich. Oprócz premierowej edycji poświęconej technikom klejenia, zorganizowano także ekspozycje poświęcone technikom formowania, odlewania, łączenia materiałów i ceramice technicznej. CoilTechnica Międzynarodowe Targi Transformatorów, Cewek i Silników Elektrycznych. W bezpośrednim sąsiedztwie wystawy MobiliTec ponad 100 wystawców zaprezentowało na 2600 m 2 powierzchni nowe produkty z branży elektrycznej. Na forum zastosowań eksperci przybliżali zainteresowanym gościom kwestie związane z produkcją transformatorów i cewek. IndustrialGreenTec Międzynarodowe Targi Technologii Ekologicznych. Pierwsza edycja międzynarodowych targów IndustrialGreenTec odniosła sukces najbardziej spektakularny spośród wystaw inaugurowanych w ramach Hannover Messe w ciągu ostatniej dekady. Ponad 120 wystawców pokazało na 3000 m 2 powierzchni wystawienniczej technologie ekologiczne stosowane we wszystkich etapach procesów produkcyjnych. Goście imprezy mieli możliwość zyskania aktualnej i kompleksowej wiedzy zarówno na stoiskach firm, jak i w obszarze Start-up Area i w specjalnym centrum kompetencji. Podczas dwudniowej konferencji GreenTec eksperci z całego świata dyskutowali o możliwości stosowania zielonych technologii w różnych gałęziach przemysłu. Dużym zainteresowaniem cieszył się temat produkcji ekologicznej, a także kwestie związane z dbaniem o czystość wody

12 538 MECHANIK NR 7/2012 i powietrza oraz z recyklingiem. Dzięki umieszczeniu targów IndustrialGreenTec w sąsiedztwie pokrewnego tematycznie pokazu specjalnego Metropolitan Solutions udało się w pełni wykorzystać efekt synergii obu obszarów. Research & Technology Międzynarodowe Targi Prac Badawczo-Rozwojowych i Transferu Technologii. Na masowo odwiedzanych stoiskach ponad 400 wystawców targów Research & Technology można było dowiedzieć się, jak efektywnie wdrażać osiągnięcia naukowe w przemyśle. W centrum uwagi uczestników imprezy znalazł się transfer wiedzy. Inicjatywa Tech transfer Gateway Innovation zyskała uznanie dzięki bogatemu programowi forów dyskusyjnych, nowości w postaci specjalnego dnia dla managerów, którzy chcą wdrażać innowacje oraz akcji Technology Cooperation Days. Na 9000 m 2 powierzchni wystawienniczej zaprezentowano wyniki prac badawczych, przełomowe technologie oraz pokazano możliwości współpracy ludzi nauki i biznesu. Prezentowano kwestie związane z proekologicznym zarządzaniem zasobami, innowacyjne koncepcje z zakresu energetyki, bionikę z prezentacją technologii inspirowanych naturą oraz rozwiązania elektromobilne. Nauka i badania mają szczególnie wysoką rangę w Niemczech i są wydatnie wspomagane środkami finansowymi, co jest bardzo widoczne na Targach. Innowacje przez badanie i rozwój są bowiem rozstrzygające dla rozwoju techniki w przedsiębiorstwach, zabezpieczają gospodarczy wzrost i przyszłość przemysłu, jak również konkurencyjność gospodarki Niemiec. Metropolitan Solutions Koncepcje i Technologie dla Aglomeracji Miejskich. Koncepcje i technologie dostosowane do skomplikowanych struktur urbanistycznych megamiast przyszłości zostały zaprezentowane zarówno na stoiskach 70 wystawców na powierzchni wystawienniczej 2800 m 2, jak i w ramach forum dyskusyjnego. Uroczystego otwarcia imprezy dokonała komisarz UE Connie Hedegaard. W ramach wystawy można było podziwiać inteligentne rozwiązania pozwalające znacząco usprawnić dostawy wody, odprowadzanie ścieków oraz transport publiczny. Podsumowanie Wystawcy przyjechali do Hanoweru z dużymi oczekiwaniami związanymi z coraz bardziej pozytywnymi prognozami dotyczącymi poprawy koniunktury. Właściwy dobór tematyki, wzrost liczby gości zagranicznych i najwyższe noty od wystawców w tym roku odnieśliśmy sukces na wszystkich frontach,...hannover Messe wykazały imponujące osiągnięcia Chin; jeśli oba mocne przemysłowo kraje Chiny i Niemcy skoncentrują i zintensyfikują współpracę, to polepszą swoje pozycje i skonsolidują stabilny fundament gospodarki globalnej. Zielone technologie są opłacalne i stanowią model biznesowy napędzający wzrost na całym świecie. Przemysł potrzebuje rozwiązań do osiągnięcia zrównoważonego rozwoju w produkcji i zielone technologie mogą przełożyć się na wyższą rentowność... Firmy z sektora przemysłu dostały na Hannover Messe nowe impulsy do dalszego rozwoju. Dla 5000 wystawców zaczyna się teraz okres intensywnej pracy powiedział dr Wolfram von Fritsch prezes zarządu Deutsche Messe AG w przemówieniu podsumowującym imprezę. Autor jest pod wrażeniem niesłychanie szybkiego rozwoju najnowszej techniki i technologii zaprezentowanej przez wystawców chińskich. Między bajki trzeba włożyć pogląd lansowany czasem w polskiej prasie, że towary chińskie są tanie dzięki taniej pracy chińskiego robotnika. Jest to nieprawda w przypadku wyrobów zaawansowanych technicznie towary chińskie są tanie i dobrej jakości dzięki najnowszej technologii i automatyzacji wytwarzania, a także olbrzymim nakładom na naukę. Jednym z przykładów może być program rządowy poświęcony mobilności, w ramach którego opracowywane są technologie wspomagające dla pojazdów przyjaznych środowisku. Chiny zamierzają zainwestować ponad 100 mld juanów (11,4 mld euro) w produkcję nowych samochodów elektrycznych. Celem jest, aby Chińska Republika Ludowa stała się największym światowym producentem w segmencie pojazdów elektrycznych.

13 MECHANIK NR 7/ Mazak na targach MACH-TOOL 2012 W tym roku targi ITM Polska 2012 odbyły się we wcześniejszym niż zazwyczaj terminie ( r.). Mimo to frekwencja i poziom zainteresowania zwiedzających nie odbiegały od normy. Rys. 1. Centrum VTC 560/25 Rys. 3. Stoisko firmy Mazak na targach MACH-TOOL 2012 Na targach MACH-TOOL 2012 Mazak zaprezentował 5 maszyn: VCS 430 A, VRX i-600, INTEGREX i-200 S, QSM 350M oraz nowość produkowane od tego roku w fabryce Mazak w Wielkiej Brytanii centrum VTC 560/25 (rys. 1). Pionowe 3-osiowe centrum obróbkowe VTC 560/25, z przegrodą przestrzeni roboczej i możliwością instalacji dwóch stołów obrotowych, idealnie nadaje się do obróbki elementów o dużych i zróżnicowanych gabarytach. Na uwagę zasługuje wysoka prędkość frezowania głębokich kieszeni w stali przy posuwie roboczym 50 m/min w osiach X/Y/Z. Maszyna VTC 560/25 wzbudzała ogromne zainteresowanie również ze względu na korzystny stosunek rozmiaru przestrzeni roboczej do zajmowanej powierzchni długość stołu wynosi 3 m, przy całkowitej długości maszyny 4,75 m. Nieczęsto się zdarza, aby zwiedzający mieli okazję obserwować na targach tak dużą maszynę w trakcie obróbki. Równie dużym zainteresowaniem cieszyła się VARIAXIS i-600. Maszyna ta służy do obróbki wielostronnej z równoczesnym sterowaniem 5-osiowym oraz pojemnością magazynu 30 narzędzi (rys. 2). Oczywiście, w ekspozycji Mazaka nie mogło zabraknąć maszyny wielozadaniowej: zaprezentowaliśmy pięcioosiowe centrum tokarsko-frezarskie typu INTEGREX i-200 S, reprezentujące nową serię rodziny INTEGREX, posiadające bezpośrednie napędy we wszystkich osiach, rolkowe prowadnice liniowe oraz najnowszy, dialogowy układ sterowania MAZATROL MATRIX 2. Wymienione cechy oraz szeroki zestaw funkcji inteligentnych świadczą o znacznym zaawansowaniu technologicznym i funkcjonalnym maszyny INTEGREX i-200 S w stosunku do rozwiązań oferowanych przez konkurencję. Klienci i zwiedzający nie przechodzili obojętnie również wobec oferty prostszych, szeroko stosowanych maszyn Mazak, jak 3-osiowe centra frezarskie serii VCS, czy tokarskie serii QSM, idealnie nadających się do produkcji elementów na skalę masową. Wystawiana tokarka QUICK TURN SMART 350 M umożliwia toczenie w dwóch osiach połączone z frezowaniem narzędziami napędzanymi, z bezpośrednim napędem wrzeciona oraz zapewnia wysokie prędkości robocze i znaczną sztywność, konieczne dla wydajnej obróbki średnich i dużych detali. Spośród pięciu wystawianych maszyn aż cztery znalazły nabywcę już w trakcie targów, w tym nowość centrum VTC 560/25, sprzedane do firmy Pulsarex z Częstochowy. Jest to znaczący sukces, dający bezpośrednie, ekonomiczne uzasadnienie obecności naszej firmy na targach MACH- -TOOL w Poznaniu. Warto także wspomnieć, że stanowisko firmy Mazak zostało nagrodzone nagrodą ACANTHUS AUREUS w kategorii stoiska najbardziej sprzyjającego realizacji strategii marketingowej firmy na targach (rys. 3). W projekcie stanowiska akcentem przewodnim były zdjęcia wielkoformatowe, ukazujące najważniejsze momenty z ceremonii otwarcia oraz dni otwartych zorganizowanych w marcu 2012 r. w nowym Centrum Technologicznym Mazak w Katowicach. Targi MACH-TOOL możemy podsumować jako kolejne udane przedsięwzięcie, którego wyniki w żaden sposób nie wskazują na to, by branży groziła kolejna fala kryzysu. Rys. 2. VARIAXIS i-600 YAMAZAKI MAZAK CENTRAL EUROPE Sp. z o.o. Oddział w Polsce, Trasa Renców 33, Katowice T: , -61 F: E: kontakt@mazak.com.pl

14 540 MECHANIK NR 7/2012 R-30iB nowy kontroler robotów FANUC EKONOMICZNY, SZYBKI I WYDAJNY Nowy kontroler R-30iB robotów FANUC został zaprojektowany zgodnie z najnowszymi trendami w zakresie ergonomii i zarządzania energią. Najważniejsze cechy nowego kontrolera to: mniejsze wymiary nowy kontroler jest o ponad 30% mniejszy od poprzedniego modelu, mniejsze zużycie energii nowy kontroler zużywa o ponad 20% mniej energii w porównaniu z poprzednim modelem, nowy interfejs graficzny konsola programująca ipendant nowego kontrolera daje możliwość podglądu i testowania całej celi zrobotyzowanej w środowisku trójwymiarowym 3D bezpośrednio na wyświetlaczu konsoli, kompatybilność programy napisane na starsze kontrolery działają na nowym kontrolerze. Nowy kontroler R-30iB jest znacznie mniejszy od swojego poprzednika, kontrolera R-30iA. Nowy kontroler o wymiarach mm (szerokość głębokość wysokość) zajmuje o 31% mniej powierzchni montażowej. Ponadto, możliwość ustawiania do trzech kontrolerów piętrowo jeden na drugim sprawia, że możemy zaoszczędzić aż 77% powierzchni, tak cennej w zakładach przemysłowych. Przy konstruowaniu nowego kontrolera dział badań i rozwoju FANUC czerpał doświadczenie zdobyte podczas budowy wcześniejszych kontrolerów robotów, ale również wykorzystywał wiedzę z zakresu budowy kontrolerów do maszyn CNC, w której to dziedzinie FANUC jest niekwestionowanym liderem na rynku światowym. Zastosowano szybsze procesory, wzbogacono kontroler o nowe, szybkie łącze ethernetowe do podłączenia szybkich kamer cyfrowych (kontrolery robotów FANUC już od wielu lat mają wbudowany zintegrowany system wizyjny oparty na niezależnych procesorach do obróbki i analizy obrazu). Rozbudowano również możliwości wewnętrznego, niezależnego sterownika PMC (Programmable Machine Controller) programowalnego sterownika logicznego do obsługi działania całej celi zrobotyzowanej, dzięki któremu nie będzie potrzeby stosowania, w aplikacjach zrobotyzowanych, dodatkowego sterownika PLC. Nowa konsola programująca ipendant została wyposażona w zupełnie nowy, szybki i wydajny procesor graficzny, dzięki czemu na ekranie konsoli możemy obserwować działanie robota, a nawet całej celi w przestrzeni trójwymiarowej 3D. Dzięki dotykowemu ekranowi zyskujemy łatwość manipulacji w środowisku 3D. Możemy zbliżać, oddalać, przesuwać i obracać widok naszego robota, docierając ze wszystkich stron do właściwej celi. Będziemy mogli również wyświetlić całą mapę trajektorii (punkty z zaznaczeniem orientacji narzędzia oraz ścieżki ruchu robota), rejestry pozycji (zapamiętane punkty, które wykorzystujemy później w programie), czy zwizualizować strefy bezpieczeństwa systemu DCS, w którym dzięki dodatkowym, redundantnym procesorom bezpieczeństwa kontrolowana jest pozycja i prędkości robota zarówno podczas działania w automacie, jak i przy jego programowaniu (system DCS jest certyfikowany przez jednostkę TÜV i spełnia najnowsze wymagania normy bezpieczeństwa EN ISO ). Nowa konsola ipendant posiada dodatkowo przycisk informacyjny i, dzięki któremu możemy m.in. otrzymać wizualną informację, w którym kierunku poruszy się robot, co powoduje, że programista robota nie będzie już musiał zastanawiać się, w jakim układzie współrzędnych obecnie działa i czy ruch, jaki zamierza wykonać, jest na pewno zgodny z jego oczekiwaniami i nie spowoduje kolizji, która może zniszczyć robot czy element wykonywany. Po wciśnięciu przycisku i oraz przycisku ruchu konkretnej osi, na ekranie konsoli zobaczymy robot oraz aktualny układ współrzędnych ze wskazaniem kierunku ruchu punktu TCP (punktu centralnego narzędzia referen-

15 MECHANIK NR 7/ cyjnego punktu stosowanego podczas pisania programów robota). Po napisaniu programu nie będzie potrzeby wykonywania testów bezpośrednio na robocie, co wiąże się z ryzykiem kolizji w przypadku popełnienia błędu. Symulację programu w środowisku 3D będzie można wykonać bezpośrednio na ekranie konsoli ipendant. Nowa konsola programująca ma również dodatkowe przyciski do poruszania dwoma dodatkowymi osiami, co znacznie ułatwia proces programowania aplikacji, w których użyto dodatkowych osi ruchu, jak np. dodatkowego, dwuosiowego pozycjonera. Mimo nieporównywalnie większych możliwości, nowa konsola ipendant jest lżejsza o 10% od poprzedniej wersji, co z całą pewnością docenią programiści spędzający wiele godzin podczas programowania robota. Nowy kontroler to również zupełnie nowe podejście do kwestii oszczędzania energii. W konsoli ipendant zastosowano oszczędne diody LED do podświetlenia ekranu. Do kontrolera dodano dodatkowe funkcje sterujące pracą wentylatorów chłodzących układ, które są włączane i wyłączane w miarę potrzeb systemu. Nowe kontrolery dają także możliwość zwrotu energii do sieci, dzięki czemu energia podczas hamowania robota nie jest tracona w postaci ciepła, ale może być zwracana do sieci elektrycznej w fabryce i wykorzystywana przez inne maszyny do produkcji. Dzięki wbudowanym rejestratorom energii możemy sprawdzać bezpośrednio na konsoli programującej ipendant zużycie energii przez robot. Stworzono również dodatkowy moduł w narzędziu Roboguide (narzędzie FANUC do tworzenia i symulacji pracy celi zrobotyzowanej w środowisku 3D), dzięki któremu będziemy mogli optymalizować ścieżki i parametry ruchu robota pod kątem zużycia energii, zachowując jednocześnie ten sam czas cyklu programu. Wszystkie te zabiegi sprawiły, że zużycie energii przez nowy kontroler R-30iB spada o ponad 20% w porównaniu z poprzednim modelem kontrolerem R-30iA. Już w latach 90. ubiegłego wieku FANUC wyposażał swoje roboty w niezależny system operacyjny (technologia została zaczerpnięta z doświadczenia przy budowaniu sterowania do maszyn CNC) oraz w pamięci typu CMOS, w których nie stosujemy dodatkowych, mechanicznych elementów, jak wirujące dyski mogące ulec uszkodzeniu w warunkach przemysłowych. Dzięki takiemu podejściu roboty FANUC mogą być wyłączane i włączane w każdej chwili bez obawy o utratę danych, co przy chwilowych przerwach w dostawach energii okazuje się wartością nieocenioną i powoduje, że roboty FANUC są lepsze od robotów sterowanych przy użyciu kontrolerów bazujących na systemie operacyjnym typu Windows. W nowym kontrolerze R-30iB zostało wprowadzonych wiele dodatkowych zmian. Ekrany wyświetlane podczas programowania robota mogą być teraz dostosowywane do potrzeb użytkownika, dzięki czemu każdy programista będzie miał szybki dostęp do najczęściej wykorzystywanych funkcji. Proces programowania został wzbogacony o dodatkowy interfejs graficzny, dzięki któremu będzie możliwe szybkie wybieranie poszczególnych instrukcji podczas pisania programu, bez konieczności wchodzenia w kolejne okna wyboru. Co więcej, to programista będzie mógł określić, które (i w jakiej kolejności) instrukcje będą zwizualizowane w postaci graficznych ikon skrótów, dzięki czemu proces programowania zostanie znacznie skrócony. Nowy kontroler to również kolejny krok w kierunku tworzenia bardziej inteligentnych robotów. Znajdziemy w nim dodatkowy interfejs do komunikacji z systemem LVC (Learning Vibration Control). System ten to następny etap w konstrukcji robotów samouczących się. W aplikacjach zgrzewania punktowego zastosowano dodatkowy akcelerometr produkcji FANUC, który rejestruje drgania powstające na końcówce zgrzewadła. System LVC redukuje czas cyklu, wprowadzając do programu robota antydrgania, dzięki czemu możemy zaoszczędzić aż 20% czasu cyklu, co przy zakupie kilkunastu robotów do zgrzewania, np. karoserii samochodów skutkuje ogromną oszczędnością pieniędzy i świadczy o tym, że roboty FANUC zdecydowanie wyprzedzają konkurencję. Więcej informacji: Konrad Grohs Dyrektor sales@fanucrobotics.pl FANUC Robotics Polska Sp. z o.o. ul. Strzegomska Wrocław Tel Fax

16 542 MECHANIK NR 7/2012 Wysoko wydajna obróbka części ze stopów aluminium o złożonych kształtach JAN BUREK MARCIN PŁODZIEŃ* Przedstawiono główne problemy technologiczne występujące przy wysoko wydajnej obróbce części ze stopów aluminium o złożonych kształtach, stosowanych w przemyśle lotniczym. Opisano wpływ makro- i mikrogeometrii narzędzi oraz parametrów obróbkowych na wydajność i dynamikę procesu. Rys. 1. Typowe części lotnicze ze stopów aluminium o złożonych kształtach * Dr hab. inż. Jan Burek, prof. Politechniki Rzeszowskiej, mgr inż. Marcin Płodzień Katedra Technik Wytwarzania i Automatyzacji i Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa Politechniki Rzeszowskiej W dążeniu do jak największego obniżenia masy wytwarzanych wyrobów, w przemyśle coraz częściej stosuje się stopy aluminium. Dotyczy to zwłaszcza przemysłu lotniczego, gdzie masa wytwarzanych części w dużym stopniu decyduje o efektach ekonomicznych eksploatacji samolotu. Lotnicze części aluminiowe o złożonych kształtach wytwarza się w małych seriach. Ze względu na kosztochłonność ich produkcji konieczne jest odstąpienie od trudnych do zautomatyzowania metod produkcji, takich jak np. bardzo praco- i czasochłonne nitowanie elementów. Dlatego stale poszukuje się nowych technologii wytwarzania tych części, które zapewniłyby uzyskanie odpowiedniej jakości przy jak najmniejszych kosztach produkcji. Do takich metod wytwarzania, wprowadzanych obecnie w technologii światowej, jest zaliczana m. in. technologia wysoko wydajnego procesu skrawania (HPC) z zastosowaniem wysokich prędkości skrawania (HSC) części aluminiowych o złożonych kształtach [9, 13, 15, 16] (rys. 1). Przy stosowaniu obróbki HPC możliwe jest wykonanie jednolitej konstrukcji części, która z reguły tworzona jest z bloku aluminium o kształcie prostopadłościanu. Ze względu na zdejmowanie niekiedy aż do 95% materiału obrabianej części, w procesie skrawania muszą być zastosowane bardzo wysokie parametry skrawania, które zapewnią wysoką wydajność ubytkową. W celu uzyskania maksymalnej wydajności w obróbce HPC zakłada się pełne wykorzystanie będącej w dyspozycji mocy wrzeciona narzędzia. Uzyskuje się to przez podwyższenie, w stosunku do obróbki konwencjonalnej, wartości prędkości posuwu i głębokości skrawania. Efektywna realizacja obróbki HPC może być osiągnięta jedynie przy wykorzystaniu przystosowanych specjalnie do tego celu nowoczesnych obrabiarek i narzędzi, a także przy dobraniu odpowiednich parametrów obróbkowych skrawania i uwzględnieniu dynamiki samego procesu. Narzędzia do obróbki HPC Podwyższenie wartości prędkości skrawania i posuwów oraz głębokości skrawania w porównaniu z obróbką konwencjonalną, stawia przed narzędziami nowe wymagania, co do: odpowiednich materiałów narzędziowych, odpowiedniej makro- i mikrogeometrii narzędzia, dużej dokładności jego ruchu obrotowego, wysokiej sztywności statycznej i dynamicznej, braku sił odśrodkowych. Materiały narzędziowe. Dotychczas jako materiały narzędziowe do obróbki aluminium stosuje się głównie węgliki spiekane (HP) oraz diament polikrystaliczny (DP). Frezowanie czołowe HPC najczęściej wykonuje się narzędziami z drobnoziarnistych lub ultradrobnoziarnistych węglików spiekanych, które charakteryzują się wysoką twardością (HV 0,05 > 2000), wysokim współczynnikiem sprężystości wzdłużnej (E > 600 GPa) oraz dobrą wytrzymałością na zginanie. Te właściwości pozwalają na uzyskanie korzystniejszej, w stosunku do stali szybkotnącej, charakterystyki eksploatacyjnej, przy równocześnie wyższej odporności na zużycie ścierne [8]. Diament polikrystaliczny, ze względu na wysoką twardość i dobrą przewodność cieplną, stosowany jest przede wszystkim do obróbki nadeutektycznych stopów aluminiowo-krzemowych. Jego wadą jest wysoka cena oraz trudności przy wytwarzaniu narzędzi o żądanej geometrii. Stosowanie powłok ochronnych narzędzi, w przypadku obróbki stopów aluminium bez krzemu nie wykazuje żadnych znaczących korzyści. Ma ono na celu przede wszystkim zmniejszenie współczynnika tarcia, co ogranicza przywieranie materiału obrabianego do narzędzia. W tym przypadku odpowiednie są powłoki diamentowe nanoszone metodą CVD oraz powłoki WC/C. Należy jednak pamiętać, że zastosowanie powłok wiąże się ze zwiększeniem promienia zaokrąglenia, co ma wpływ na powstawanie gratu oraz zwiększa siły skrawania [2,15]. Powlekany węglik spiekany nie wykazuje żadnych zalet w porównaniu z węglikiem niepowlekanym. Makrogeometria narzędzia. Do obróbki HPC stosuje się najczęściej frezy trzpieniowe. Do najważniejszych cech makrogeometrii frezu należy zaliczyć: stosunek średnicy do długości, geometrię ostrza wraz z kątem natarcia i kątem przyłożenia, kąt pochylenia linii śrubowej, liczbę ostrzy oraz kształt i wielkość rowków wiórowych (rys. 2).

17 MECHANIK NR 7/ Rys. 2. Wielkości charakterystyczne makrogeometrii frezu trzpieniowego: D średnica narzędzia, D c średnica chwytu, D R średnica rdzenia, l o długość ostrzy, l N długość narzędzia, γ Pc kąt natarcia, płaszczyzna czołowa, γ Pb kąt natarcia, płaszczyzna boczna, α Pc kąt przyłożenia, płaszczyzna czołowa. Długość ostrza l o. Długość ostrza i rowków wiórowych ma bezpośredni wpływ na sztywność narzędzia, a co za tym idzie jego skłonność do drgań. Należy więc dążyć do skracania tych elementów, pamiętając jednak aby zapewnić właściwe odprowadzanie wiórów, zwłaszcza przy obróbce głębokich kieszeni, co najczęściej występuje przy obróbce tzw. wręgów szkieletowych samolotu. Kąt natarcia ostrza γ. Proces skrawania i występujące na ostrzu procesy odkształcenia są uzależnione od geometrii ostrza, a w szczególności od kąta natarcia ostrza γ. Zwiększenie kąta natarcia ostrza powoduje zmniejszenie spęczania wióra oraz większy kąt ścinania. W przypadku geometrii ostrza musi być zachowany kompromis między kątem natarcia γ a kątem przyłożenia α. Z jednej strony zwiększenie kąta natarcia prowadzi do zmniejszenia spęczania wióra, przez co ostrze jest mniej obciążone i zapewniony jest lepszy spływ wióra. Z drugiej jednak większy kąt natarcia osłabia ostrze, które staje się bardziej skłonne do wykruszeń. Dotychczasowe badania pokazały, że optymalny kąt natarcia dla obróbki HPC aluminium to [3, 4]. Mniejsze i ujemne kąty natarcia prowadzą do kruszenia się wiórów oraz powstawania narostów, co skutkuje zwiększonymi siłami skrawania i skłonnością do powstawania drgań [6]. Kąt przyłożenia α. Zwiększenie stabilności procesu przy dużych kątach natarcia można uzyskać przez zmniejszenie kąta przyłożenia α. Jednak w przypadku obróbki HPC stopów aluminium, na skutek dużych wartości posuwów, jego wartość musi być bezwarunkowo większa od kąta kierunku skrawania [8]. Badania obróbki aluminium pokazały, że najbardziej optymalny jest kąt przyłożenia α z przedziału 7 10 [3, 4]. Mniejsze kąty powodują większy styk powierzchni przyłożenia z powierzchnią przedmiotu, czego efektem jest wzrost tarcia i sił skrawania. Poza tym można zaobserwować nalepianie się materiału na powierzchnię przyłożenia. W przypadku, gdy kąt przyłożenia α > 13, występuje zwiększone zużycie na powierzchni przyłożenia [8]. Kąt pochylenia linii śrubowej λ. Zaletą frezów trzpieniowych z ostrzami śrubowymi jest to, że w materiał obrabiany wchodzi/opuszcza w danym momencie niecała długość ostrza. Dzięki temu występują płynne przejścia wahań siły skrawania, a im większa jest wartość kąta pochylenia linii śrubowej, tym bardziej łagodny jest wzrost lub spadek siły. Przy obróbce stopów aluminium okazało się, że odpowiednie kąty pochylenia linii śrubowej mieszczą się w przedziale [3, 4, 8]. Większe kąty λ na skutek zwiększonej długości styku ostrza z przedmiotem l s powodują zwiększenie siły skrawania oraz ograniczają pojemność rowków wiórowych, co w konsekwencji ogranicza odprowadzenie wiórów. Wraz ze zwiększaniem kąta pochylenia linii śrubowej rosną znacznie siły w kierunku osiowym; dlatego należy pamiętać o nieprzekraczaniu dopuszczalnej siły osiowej zastosowanego wrzeciona narzędzia. Poza tym kąt pochylenia linii śrubowej ma również wpływ na grubość warstwy skrawanej oraz na kierunek odprowadzania wiórów i tym samym na siły skrawania. Im większy jest kąt pochylenia linii śrubowej, tym mniejsza jest średnia grubość warstwy skrawanej, ponieważ materiał rozkłada się na większą długość ostrza. Dla charakterystyki eksploatacyjnej narzędzia oznacza to, że wraz ze zwiększeniem się kąta pochylenia linii śrubowej, zwiększa się stosunek dynamicznych wahań siły oraz wartość sił skrawania, co obniża stabilność procesu frezowania [1]. Liczba ostrzy z. Liczba ostrzy frezu wpływa na stopień pokrycia. Duża liczba ostrzy narzędzia pozwala na utrzymanie małego posuwu na jedno ostrze f z nawet przy wysokich prędkościach posuwu v f. Ze względu na warunki geometryczne i ograniczenia wynikające z technologii produkcji narzędzi, zwiększenie liczby ostrzy wpływa m. in. na zmniejszenie rowków wiórowych. Zachodzi wówczas zjawisko silniejszego odkształcania wiórów, którego skutkiem jest wyższy pobór mocy [11]. Również przy obróbce wykończeniowej części aluminiowych o złożonych kształtach z niewielkimi szerokościami styku, wynoszącymi a e =1 2 mm, zbyt małe rowki wiórowe mogą doprowadzić do utrudnionego odprowadzania wiórów i do niestabilności procesu. Jedynie liczba ostrzy z < 5 zapewnia uzyskanie wyników zadowalających pod względem jakości. Ważnym aspektem dla obróbki HPC jest to, że liczba ostrzy w połączeniu z prędkością obrotową wrzeciona, determinuje częstotliwość styku ostrzy z przedmiotem, a tym samym częstotliwość drgań samowzbudnych w procesie [1]. Aby uzyskać wysoką jakość powierzchni obrabianych części, należy tak dobrać liczbę ostrzy w połączeniu z prędkością obrotową frezu, aby częstotliwość drgań samowzbudnych nie pokrywała się z częstotliwością drgań własnych układu OPN. Należy również pamiętać, że liczba ostrzy wpływa na symetrię narzędzia. Przy trzech lub większej liczbie ostrzy, ze względu na symetrię, nie występuje zjawisko momentu odchylenia, a geometryczne momenty bezwładności powierzchni są przeważnie większe niż przy narzędziach dwuostrzowych. Skutkiem jest to, że odkształcenia są zawsze jednakowe w obydwu kierunkach przestrzeni i mają mniejsze wielkości niż przy dwóch ostrzach [17]. Równomierna charakterystyka odkształceń przekłada się na stabilniejszą charakterystykę pracy narzędzia przy skrawaniu. Symetryczne przekroje poprzeczne konieczne są również przy narzędziach o długich wysięgach [9]. Rozmieszczenie i kształt rowków wiórowych dla frezów trzpieniowych przeznaczonych do obróbki HPC musi być zoptymalizowane pod kątem wytrzymałości na zginanie i sztywność. Celem jest maksymalizacja momentów bezwładności względem osi głównej frezu. Promień zaokrąglenia ostrza. Przy obróbce części aluminiowych o złożonych kształtach frezy trzpieniowe w większości przypadków mają zaokrąglenia naroża, w celu wykonania określonych promieni na dnie przegród. Promień ten poprawia chropowatość obrabianej powierz-

18 544 MECHANIK NR 7/2012 chni, jednakże powoduje wzrost sił skrawania, co jest szczególnie niekorzystne w przypadku frezów o dużym ilorazie długość/średnica [5]. Mikrogeometria ostrza Oprócz makrogeometrii frezu trzpieniowego, na proces skrawania decydujący wpływ ma mikrogeometria ostrza (rys. 3). Rys. 3. Ukształtowanie krawędzi skrawającej narzędzia Przeprowadzone badania frezowania HPC stopów aluminium potwierdzają, że najlepsze wyniki uzyskuje się przy użyciu narzędzi o ostrzach szlifowanych, które umożliwiają łatwe burzenie spójności materiału. Z tego powodu maksymalne zaokrąglenie krawędzi skrawającej ostrza nie powinno przekraczać wielkości r β =30μm [3, 17]. Z przeprowadzonych badań frezowania stopu aluminium AlCuMgPb, po 15 min obróbki zaobserwowano zwiększenie promienia ostrza z r β =5μm do50μm, na skutek zużycia ściernego. Rezultatem jest wzrost siły skrawania o 10% oraz zwiększenie o prawie 50% siły normalnej F cn [10]. Po tej fazie docierania wzrost siły jest znacznie mniejszy. Dzięki wykonaniu zaokrąglenia ostrza można uniknąć progresywnego zużycia początkowego ostrza. Zwiększenie promienia zaokrąglenia powoduje silniejsze spęczanie wiórów oraz wzrost temperatury skrawania i nacisku na ostrze. Wynikiem tego jest wzrost siły skrawania, a w szczególności siły normalnej, co powoduje zwiększone zużycie. Ponadto przy zbyt dużych promieniach zaokrąglenia istnieje niebezpieczeństwo przywierania skrawanego materiału do ostrza. Stwierdzono również, że łysinka na krawędzi skrawającej daje przy obróbce efekt stabilizujący, ale powoduje wzrost tarcia. Wynikiem są wyższe siły skrawania oraz zwiększony pobór mocy wrzeciona. Stąd też znaczny poziom emisji hałasu powstającego w procesie obróbki HPC, który nawet przy zoptymalizowanej makrogeometrii narzędzia może osiągnąć poziom wynoszący L p > 95 dba. Wykonanie łysinki prowadzi do stabilniejszego procesu skrawania i obniżenia poziomu hałasu o ponad 20% [10]. Wykonane w sposób celowy, równomierne zaokrąglenie lub sfazowanie krawędzi skrawającej daje możliwość zwiększenia żywotności narzędzia, ponieważ we wczesnej fazie jego użytkowania nie występuje okres docierania, w wyniku którego zachodzi niekontrolowana zmiana geometrii. Szerokość łysinki frezów trzpieniowych do obróbki stopów aluminiowych mieści się na ogół w przedziale 10 < b F < 150 μm [3]. Oznacza to, że poza technologicznym wyzwaniem jakim jest powtarzalne wykonanie geometrii ostrza z dokładnością do kilku mikrometrów należy również zapewnić możliwość tego pomiaru. Zaokrąglenie ostrza ma znaczny wpływ na obróbkę, szczególnie przy małych posuwach f z na jedno ostrze. Do obróbki stopów aluminium najkorzystniejsze są możliwie ostre narzędzia o małych zaokrągleniach krawędzi skrawających. Redukcja posuwu powoduje bowiem spadek średniej grubości warstwy skrawanej h m. Jeśli zaokrąglenie lub sfazowanie krawędzi skrawającej jest większe niż średnia grubość warstwy skrawanej, to nie dochodzi do tworzenia się wiórów. Prowadzi to do znacznego wzrostu sił skrawania i dużego zużycia adhezyjnego oraz abrazyjnego ostrza. Zbyt duże zaokrąglenie ostrza w stosunku do posuwu na jedno ostrze może przy tym prowadzić do ujemnego kąta natarcia ostrza. W takim przypadku zużycie praktycznie nie zależy od szerokości sfazowania i przyjmuje bardzo wysoką wartość. Ze względu na opisane zjawisko, dla określonej geometrii ostrza konieczne jest stosowanie wyższej niż minimalna grubości warstwy skrawanej. Badania wykazały, że przy skrawaniu aluminium minimalna wartość posuwu na ostrze wynosi f z = 0,05 mm [10]. Powyżej tej wartości nie występuje zjawisko przywierania materiału obrabianego do ostrza. Wraz z rosnącym promieniem zaokrąglenia ostrza pogarsza się jakość wykonywanych powierzchni. Wynika to z faktu, że większe zaokrąglenie krawędzi skrawającej zmniejsza kąt natarcia i przyłożenia, a większy kąt ostrza utrudnia proces skrawania. Występujące przy tym procesy zgniatania materiału oraz wysokie temperatury w strefie styku powodują wyrywanie i nadtapianie cząsteczek materiału, co w konsekwencji prowadzi do zwiększenia chropowatości wykonywanej powierzchni. Zużycie narzędzia. Pomimo wyższej wytrzymałości, przy skrawaniu stopów aluminium właściwe siły skrawania są o ponad 50% mniejsze od sił występujących przy skrawaniu stali [14]. Dlatego przy obróbce stopów aluminium nie występuje praktycznie żadne istotne zużywanie się narzędzi, które byłoby widoczne w postaci śladów zużycia na powierzchniach ostrza. Jednakże wraz z rosnącym czasem użytkowania, należy dokładnie obserwować zmiany geometrii ostrza. Już niewielkie zużycie powierzchni przyłożenia prowadzi do zaokrąglenia ostrza. Powstaje wtedy krótkie sfazowanie z ujemnym kątem natarcia. Siła normalna posuwu F fn rośnie wskutek tego mocniej niż siła posuwu F f. W ślad za tym następuje zmiana siły skrawania i siły normalnej skrawania odniesionej do narzędzia. Na skutek wzrostu sił skrawania dochodzi do wyższego obciążenia narzędzia, szczególnie w kierunku normalnym do kierunku posuwu. Przekłada się to bezpośrednio na większe odchyłki wymiarów i kształtu. Ponadto, na skutek narastających zjawisk tarcia i adhezji na powierzchni przyłożenia i natarcia, przy dłuższym czasie użytkowania narzędzia dochodzi do przywierania obrabianego materiału. Konsekwencją tego zjawiska jest zarastanie rowków wiórowych. Innym objawem zużycia narzędzi są małe wyszczerbienia na ostrzu, które wynikają z wysokiego obciążenia podczas stosowania metody HPC, co w konsekwencji wymaga wcześniejszego ich ostrzenia. Okresy pomiędzy kolejnymi ostrzeniami dla niepowlekanych frezów z węglików spiekanych przy przemysłowej produkcji metodą HPC wynoszą min [6]. Parametry nastawcze procesu HPC W porównaniu z obróbką HSC, której głównym celem jest optymalizacja jakości obrabianej części, celem procesu HPC jest maksymalizacja wydajności ubytkowej przy wykorzystaniu pełnej mocy wrzeciona. Przy niekorzystnym doborze wielkości nastawczych, zastosowaniu narzędzi o krytycznym ilorazie średnicy do długości, a także przy frezowaniu cienkich żeber dochodzi często do niestabilności procesu. Ma to miejsce szczególnie przy obróbce wręgów o głębokich kieszeniach i cienkich ścian-

19 MECHANIK NR 7/ kach. Z tego powodu konieczne jest określenie właściwych parametrów nastawczych procesu oraz rzeczywistych zależności między nimi (rys. 4). Rys. 4. Parametry procesu frezowania HPC: a p głębokość skrawania, a e szerokość skrawania, v f prędkość posuwu, n prędkość obrotowa frezu, v c prędkość skrawania Frezowanie współbieżne i przeciwbieżne. Praktycznie we wszystkich przypadkach obróbki stopów aluminium stosuje się frezowanie współbieżne ze względu na to, że skrawanie przeciwbieżne ma dwie zasadnicze wady. Po pierwsze przy określonej kombinacji parametrów procesu i przy zwiększeniu szerokości skrawania a e dochodzi do odwrócenia wartości i kierunku siły normalnej posuwu F fn, czego konsekwencją mogą być podcięcia na przedmiocie obrabianym. Ponadto, przy frezowaniu przeciwbieżnym musi być na początku skrawania przekroczona tzw. graniczna głębokość skrawania. Wskutek tego dochodzi do utwardzenia zgniotowego; w porównaniu z frezowaniem współbieżnym występują wówczas podwyższone siły skrawania [8]. Prędkość skrawania v c. Dolna granica nastawianego zakresu prędkości skrawania przy obróbce stopów aluminium zdeterminowana jest przez tworzenie się narostów. Wraz z rosnącą prędkością skrawania odnotowuje się praktycznie dla wszystkich materiałów metalowych wyraźny spadek siły skrawania, który spowodowany jest głównie zmianą w procesie powstawania wiórów. Procesy te można opisać jako [11]: zwiększenie kąta ścinania, a przez to zmniejszenie spęczania wióra, wyraźne segmentowanie wióra i koncentrowanie odkształceń plastycznych w miejscach ścinania to zjawisko jest uzależnione od materiału obrabianego, niestabilne tworzenie mocno splątanych wiórów wstęgowych zależne od materiału obrabianego i jego struktury. Dzięki zastosowaniu wysokich prędkości skrawania v c można nastawić znacznie wyższe prędkości posuwu v f, przy małych grubościach warstwy skrawanej a p. Zwiększanie prędkości skrawania mają niestety swoje konsekwencje w postaci wysokich mocy wrzeciona na biegu jałowym, które mają znaczny udział w całkowitej mocy pobieranej. Dlatego w konkretnym przypadku należy sprawdzić przy jakich prędkościach obrotowych wrzeciona jest do dyspozycji maksymalny moment wrzeciona. Przy obróbce szybkościowej należy zwrócić uwagę na to, że częstotliwość styku narzędzia z przedmiotem f E zależy od prędkości skrawania (względnie prędkości obrotowej frezu n) oraz liczby ostrzy z: Poprzez dobór częstotliwości styku narzędzia z przedmiotem oddziałuje się w istotny sposób na charakterystykę dynamiczną układu OPN [1]. (1) Prędkość posuwu v f. Prędkość obrotową wrzeciona n i prędkości posuwu v f określa posuw na jedno ostrze f z. W celu uzyskania wysokiej jakości powierzchni nie należy schodzić poniżej krytycznego, minimalnego posuwu na jedno ostrze, przy którym dochodzi do zgniatania powierzchni na skutek odkształceń plastycznych i wydłużania powstającego wióra. Zjawisko takie zdecydowanie wpływa na własności warstwy wierzchniej, gdyż powstają w niej duże naprężenia ściskające [19]. Wraz ze zwiększaniem się grubości warstwy skrawanej, spada właściwy opór skrawania k c i dochodzi do spadku właściwego obciążenia cieplnego. Z tego powodu należy przy projektowaniu procesu skrawania HPC pod kątem maksymalnej wydajności ubytkowej dążyć do możliwie wysokich posuwów, uwzględniając przy tym wzrost zużycia narzędzia. Dodatkowo, stosując wysokie prędkości posuwu należy pamiętać, aby nie były one osiągane np. przy obróbce małych kieszeni, ze względu na krótkie drogi przemieszczania narzędzia. Powodem tego jest ograniczona zdolność przyspieszenia oraz ograniczenie napędu posuwu obrabiarki. Przy projektowaniu procesu należy więc uwzględnić cały przebieg obróbki oraz granice mocy wrzeciona obrabiarki. Należy również zwrócić uwagę na to, że przy zbyt dużych posuwach występuje problem przyjmowania i odtransportowywania wiórów przez rowki wiórowe frezu, co wpływa na stabilność procesu. Poprzez zwiększenie posuwu na jedno ostrze można natomiast zmniejszyć skłonność do drgań i ustabilizować proces. Jeśli posuw zostanie następnie ponownie zmniejszony to dochodzi do drgań narzędzia [11]. W przeciwieństwie do toczenia, podczas frezowania grubość warstwy skrawanej h zmienia się od zera do wartości posuwu na ostrze f z. Stąd też do oceny obciążenia ostrza przy frezowaniu przyjmuje się najczęściej wartość średnią h śr. Głębokość skrawania a p. Niewielkie głębokości skrawania prowadzą, z powodu bardzo wysokiego udziału tarcia bocznych ostrzy skrawających, do dużych względnych mocy skrawania. Wraz ze wzrostem głębokości skrawania, udział sił tarcia zmniejsza się i od wartości granicznej głębokości względna moc skrawania pozostaje stała. Siła skrawania wzrasta proporcjonalnie wraz z głębokością, podczas gdy zwiększająca się prędkość posuwu powoduje obniżanie jej wartości [6]. Szerokość skrawania a e. W celu osiągnięcia maksymalnej wydajności ubytkowej należy frezować z maksymalną szerokością skrawania. Ponieważ przy frezowaniu czołowym części o złożonych kształtach, np. powierzchnie na dnie kieszeni, są wykonywane przez ostrza na czole frezu, więc konieczna jest obróbka z maksymalną szerokością skrawania wynoszącą: gdzie: r ε promień zaokrąglenia naroża ostrza. Szerokość skrawania pozwala ustalić kąt styku frezu ϕ oraz liczbę ostrzy pozostających w kontakcie z materiałem obrabianym. Z nastawionej szerokości i głębokości skrawania otrzymuje się, w zależności od parametrów geometrycznych narzędzia, różne warunki styku roboczego, które m. in. można scharakteryzować za pomocą współczynnika równomierności. Współczynnik równomierności k. Współczynnik równomierności ma szczególne znaczenie dla stabilności procesu frezowania [12]. Zależy on od geometrycznych parametrów narzędzia. W zależności od osiowej głębokości skrawania a p, kąta pochylenia linii śrubowej λ i podziałki (2)

20 546 MECHANIK NR 7/2012 obwodowej U T frezu można ustalić różne pokrycia ostrza. Pokrywanie się ostrzy ma miejsce wtedy, kiedy rzutowana długość ostrza l sp jest większa niż podziałka obwodowa U T. Przy frezowaniu równomiernym parametry procesu nastawia się tak, aby wychodzenie jednego ostrza z przedmiotu i następujące po nim wchodzenie w przedmiot następnego ostrza odbywało się w tym samym momencie. Stan taki można nastawić zarówno w kierunku osiowym, na głębokości skrawania a p, jak i w kierunku promieniowym, przez szerokość skrawania a e. Niekorzystne warunki występują wtedy, kiedy tylko jedno ostrze pozostaje w styku roboczym (współczynnik równomierności k < 1). Wówczas mogą wystąpić silne drgania, ponieważ brak jest podporowego oddziaływania kolejnego ostrza, a każde z nich oddzielnie przechodzi własny cykl obciążenia siłami czynnymi. Oznacza to, że narzędzie podczas jednego obrotu odkształca się kilkakrotnie, odpowiednio do liczby ostrzy. Jeśli w styku roboczym pozostaje zawsze tylko jedno ostrze, lub kilka ostrzy jednocześnie, to ma miejsce działanie stabilizujące narzędzie. Najbardziej stabilne warunki procesu występują przy frezowaniu równomiernym osiowo. W takim przypadku boczny ruch oscylacyjny narzędzia jest najmniejszy i wynikają stąd najmniejsze siły skrawania i drgania. Może się również przy tym polepszyć jakość powierzchni. Przy frezowaniu równomiernym osiowo trzeba zwrócić uwagę na to, że wysokie możliwe do nastawienia głębokości skrawania, oznaczają większe obciążenie narzędzia, przedmiotu obrabianego i obrabiarki, co ogranicza ich zastosowanie. Również przy frezowaniu równomiernym promieniowo można zminimalizować boczny ruch oscylacyjny narzędzia, jakkolwiek wymaga to relatywnie dużej szerokości skrawania a e,coskutkuje wysokimi siłami skrawania, przekraczającymi zakres obróbki wykończeniowej. Najlepsze wyniki osiąga się przy połączeniu równomierności osiowej i promieniowej [10]. Parametry procesu skrawania Głównym celem obróbki HPC jest maksymalizacja wydajności ubytkowej przy stabilnym procesie i zachowaniu zadanych parametrów jakościowych wykonywanego przedmiotu. Przy wprowadzaniu obróbki HPC stopów aluminium okazało się, że w większości przypadków czynnikami ograniczającymi nie były dokładność wymiarów i kształtu lub jakość powierzchni, lecz wysokie siły skrawania oraz wysoka konieczna moc napędów, w szczególności wrzeciona. Ważną cechą jakości obróbki HPC jest powstawanie gratu na krawędziach obrabianego przedmiotu. Zjawisko to ma miejsce szczególnie w ekstremalnych warunkach brzegowych procesów skrawania wysoko wydajnego HPC [10]. Siły skrawania. Ocena występujących podczas procesu obróbki sił skrawania jest szczególnie ważna przy obróbce wykończeniowej. Całkowitą siłę skrawania F, jako sumę wektorów wszystkich sił, można rozłożyć na siłę czynną F a w płaszczyźnie roboczej i na siłę bierną F b prostopadłą do płaszczyzny roboczej. Siła czynna zmienia się wraz z kątem styku frezu ϕ i można ją rozłożyć na siły F f i F fn odniesione do przedmiotu obrabianego, działające w kierunku posuwu lub na siły wirujące, odniesione do narzędzia F c i F cn, działające w kierunku prędkości skrawania (rys. 5). W celu obliczenia siły skrawania F c ze wzoru Kienzle go dla skrawania aluminium z wysokimi prędkościami uzyskano: (3) Rys. 5. Siły skrawania przy frezowaniu walcowo-czołowym Np. dla stopu aluminium AlZn5,5MgCu właściwy opór skrawania wynosi k c1.1 = 700 N/mm 2, a współczynnik 1-m c = 0,82. Moc pobierana przez napęd wrzeciona głównego. Działająca przy frezowaniu HPC siła skrawania F c wymaga momentu obrotowego M c, dostarczanego przez wrzeciono. Przy założonej prędkości skrawania v c i wynikającej stąd prędkości kątowej ω i obrotowej n oraz średnicy narzędzia D można obliczyć niezbędną moc skrawania P c z zależności: Powstawanie gratu. Głównym celem zapobiegania powstawaniu gratu jest wytwarzanie części bez konieczności dalszej obróbki ręcznej i zdolność do ich późniejszego montażu, a także spełnienie kryterium funkcjonalności produktu w eksploatacji. Celem drugoplanowym jest ukształtowanie produktu z ergonomicznego i estetycznego punktu widzenia. W większości przypadków frezowane części muszą po obróbce być poddane pracochłonnemu i kosztownemu procesowi ręcznego i/lub maszynowego gratowania. Koszty takiej operacji mogą często wynieść do 30% całkowitych kosztów produkcji części. Z tego też powodu dąży się do zapobiegania tworzeniu się gratu już w procesie frezowania [3, 11]. Mechanizm powstawania gratu przy frezowaniu znacznie różni się od mechanizmu przy toczeniu lub wierceniu. Wynika to z bardziej złożonej kinematyki procesu oraz warunków wchodzenia i wychodzenia ostrzy z/w materiału obrabianego. Na skutek przerywanego skrawania, powstawanie gratu jest bardziej nierównomierne, a przedziały czasu w którym się tworzy są znacznie krótsze. W przeciwieństwie do wiercenia, przy frezowaniu istnieje możliwość zredukowania powstawania gratu poprzez odpowiedni dobór parametrów procesu. Analiza mechanizmów powstawania gratu jest przedmiotem wielu badań [9, 10, 15]. Opracowano różne modele do prognozowania powstawania tego zjawiska, których stosowanie ogranicza się jednak tylko do szczególnych przypadków. Istnieją dwie, zasadniczo różne, przyczyny powstawania gratu. Pierwszą jest wyciskanie materiału w kierunku siły tworzącej grat, za którego powstawanie odpowiedzialna jest składowa normalna siły skrawania. Na początku wchodzenia ostrza w materiał jest ona skierowana prostopadle do krawędzi przedmiotu obrabianego i wyciska materiał w kierunku swego działania. Drugą przyczyną jest wyciskanie materiału prostopadle do kierunku siły tworzącej grat, a za jego powstawanie odpowiada składowa promieniowa siły skrawania, która prowadzi do zgniatania materiału prostopadle do jej kierunku. Powstający w ten sposób grat zwany jest gratem (4)