Metodyka modelowania powierzchni czynnej ściernic *

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono różne metody generowania topografii powierzchni ściernicy oraz metodykę oceny zgodności modeli z powierzchnią narzędzi rzeczywistych – według tej metodyki decydujące są określone cechy dotyczące kształtu i położenia najwyższych wierzchołków powierzchni. Zwrócono uwagę na znaczenie postaci rozkładu wysokości wierzchołków ziaren, fragmentu funkcji gęstości prawdopodobieństwa odnoszącego się do wierzchołków najwyższych oraz autokorelacji położenia wierzchołków – najważniejszej cechy, która jednak często jest pomijana w modelach opisywanych w literaturze.

SŁOWA KLUCZOWE: czynna powierzchnia ściernicy, model czynnej powierzchni ściernicy, weryfikacja modelu ściernicy

ABSTRACT: This paper many different methods of generating the topography of the grinding wheel surface and the methodology for assessing the compatibility of models with the surface of real tools was presented. The methodology was indicated that certain features regarding the shape and position of the highest vertices are decisive for assessing the model’s conformity with the real surface of the grinding wheel. The significance of not only the form of the distribution of the vertices of the grains was emphasized, but also the significance of the fragment of the probability density function relating to the highest vertices and the autocorrelation of the vertex position as the most important feature, which often are overlooked in the models described in the literature.

KEYWORDS: grinding wheels active surface, grinding wheel model, verification of the grinding wheel model

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

• Aurich J.C., Kirsch B. “Kinematic simulation of high-performance grinding for analysis of chip parameters of single grains”. CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology. 5, 3 (2012): s. 164–174.
• Gołąbczak A., Gołąbczak M., Święcik R., Galant M., Kaczmarek D. „Ocena właściwości użytkowych ściernic supertwardych ze spoiwem metalowym na podstawie stereometrycznych parametrów CPS”. Mechanik. 8–9 (2015): s. 117–121.
• Inasaki I., Science F. “Grinding process simulation based on the wheel topography measurement”. CIRP Annals. 45, 1 (1996): s. 347–350.
• Kacalak W., Lewkowicz R., Krzyżyński T. “Random components auto-correlation and its influence on estimation of grinding process models”. GAMM Annual Meeting, Metz 1999. Zeitschrift f. angew. Math. Mech. 80 (2000).
• Kacalak W., Lipiński D., Bałasz B., Rypina Ł., Tandecka K., Szafraniec F. “Performance evaluation of the grinding wheel with aggregates of grains in grinding of Ti-6Al-4V titanium alloy”. International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 94 (2018): s. 301–314.
• Kacalak W., Szafraniec F. “Metodyka i algorytmy modelowania i symulacji oraz badań i analizy procesów obróbki ściernej”. Problemy i tendencje rozwoju obróbki ściernej. Prace naukowe Instytutu Technologii Maszyn i Automatyzacji Politechniki Wrocławskiej. 2012, s. 205–234.
• Kacalak W., Szafraniec F. „Modelowanie obciążeń ziaren aktywnych i sił w procesie szlifowania”. Mechanik. 8–9 (2013).
• Kacalak W., Szafraniec F. „Topografia śladów skrawania tworzonych przez ziarna na czynnej powierzchni ściernicy podczas szlifowania płaszczyzn”. Mechanik. 8–9 (2015): s. 712/164–168.
• Kacalak W., Szafraniec F., Kunc R., Remelska H., Hanna R. „Zastosowanie teorii fraktali do tworzenia i wizualizacji powierzchni o określonej topografii”. Podstawy i Technika Obróbki Ściernej (red.: A. Gołąbczak, B. Kruszyński). XXXIII Naukowa Szkoła Obróbki Ściernej. Łódź: Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Łódzkiej, 2010, s. 500–512.
• Kacalak W., Szafraniec F., Lipiński D. „Metodyka analizy i modelowania sił w procesie szlifowania płaszczyzn dla małych głębokości obróbki”. Mechanik. 8–9 (2015): s. 1194–1195.
• Kacalak W., Szafraniec F., Lipiński D. „Probabilistyczna analiza aktywności ziaren na czynnej powierzchni ściernicy”. Mechanik. 8–9 (2014): s. 176–184.
• Kacalak W., Szafraniec F., Tandecka K. „Metodyka modelowania powierzchni czynnej narzędzi ściernych z uwzględnieniem korelacji przestrzennego rozmieszczenia ich wierzchołków dla określonych ściernic rzeczywistych”. Mechanik. 8–9 (2014): s. 185–192/724.
• Kacalak W., Szafraniec F., Tomkowski R., Lipiński D., Łukianowicz Cz. „Metodyka oceny zdolności klasyfikacyjnej parametrów charakteryzujących cechy stereometryczne nierówności powierzchni”. Pomiary Automatyka Kontrola. 5 (2011).
• Kacalak W., Szafraniec F., Tomkowski R. „Metodyka modelowania powierzchni ziaren określonych materiałów ściernych”. Innovative Manufacturing Technology (red. P. Rusek). 2 (2012): s. 555–562. Kraków: Instytut Zaawansowanych Technologii Wytwarzania.
• Kacalak W., Szafraniec F. „Modelowanie topografii powierzchni po procesie szlifowania z zastosowaniem mechanizmów kumulacji składowych o różnym wymiarze fraktalnym”. Mechanik. 8–9 (2015): s. 711/152–158.
• Kacalak W., Tandecka K. „Metodyka badań rozmieszczenia ziaren ściernych na foliach do mikrowygładzania”. Współczesne problemy obróbki ściernej. Koszalin 2009, s. 215–224.
• Kacalak W., Tandecka K. “Basics of the superfinishing results prognostication by the diamond lapping films”. Journal of Machine Engineering. 12 (2012): s. 49–62.
• Kacalak W. „Modelowanie, diagnostyka i optymalizacja procesów obróbki ściernej”. Zbiór prac XXIII Naukowej Szkoły Obróbki Ściernej, Rzeszów–Myczkowce, wrzesień 2000, s. 76–88.
• Kawalec A., Bazan A., Krok M., Chmielik I. „Analiza wybranych parametrów ziaren ściernych CBN na podstawie pomiarów topografii”. Mechanik. 8–9 (2014): s. 49–52/721.
• Kawalec A., Bazan A., Krok M., Chmielik I.P. „Porównanie wyników badań stykowych dotyczących parametrów topografii CPS ściernic z CBN zmieniających się wraz z jej zużyciem w kontekście wyboru istotnych parametrów”. Mechanik. 8–9 (2015): s. 190–193.
• Li H. N., Yu T.B., Da Zhu L., Wang W.S. “Analytical modeling of ground surface topography in monocrystalline silicon grinding considering the ductile-regime effect”. Archives of Civil and Mechanical Engineering. 17, 4 (2017): s. 880–893.
• Lipiński D., Kacalak W., Tomkowski R. “Methodology of evaluation of abrasive tool wear with the use of laser scanning microscop”. SCANNING, 2013.
• Lipiński D., Kacalak W., Tomkowski R. “Application of the laser scanning microscopy to evaluation of abrasive tool wear”. Journal of Machine Engineering. 12, 4 (2012): s. 99–105.
• Nguyen T.A., Butler D.L. “Simulation of precision grinding process. Part 1: Generation of the grinding wheel surface”. International Journal of Machine Tools and Manufacture. 45, 11 (2005): s. 1321–1328.
• Stępień P. “Applied a probabilistic model of the grinding process”. Mathematical Modelling. 33 (2009): s. 3863–3884.
• Wang X., Yu T., Dai Y., Shi Y., Wang W. “Kinematics modeling and simulating of grinding surface topography considering machining parameters and vibration characteristics”. International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 87, 9–12 (2016): s. 2459–2470.
• Zhang Y., Li C., Ji H., Yang X., Yang M., Jia D., Wang J. “Analysis of grinding mechanics and improved predictive force model based on material-removal and plastic-stacking mechanisms”. International Journal of Machine Tools and Manufacture. 122 (2017): s. 81–97.

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.10.160

* Artykuł recenzowany