ebook Analiza i modelowanie powierzchni wytwarzanych w obróbce ubytkowej Wit Grzesik, Krzysztof Żak, Anna Zawada-Tomkiewicz

Wydawca: Wydawnictwo Naukowe PWN

Rok wydania: 2023

Publikacja Analiza i modelowanie powierzchni wytwarzanych w obróbce ubytkowej poświęcona jest zagadnieniom związanym z aktualną i istotną kwestią dotyczącą ubytkowej obróbki materiałów (tematyki wcześniej prezentowanej już w publikacjach np.: Podstawy skrawania materiałów konstrukcyjnych czy Hybrydowe metody obróbki materiałów konstrukcyjnych). Obecna propozycja kontynuuje i rozwija tę tematykę koncentrując się na tworzeniu i charakteryzacji powierzchni wyrobów. Jest to kompendium wiedzy naukowej i praktycznej o KSZTAŁTOWANIU POWIERZCHNI W KONWENCJONALNYCH I NIEKONWENCJONALNYCH PROCESACH OBRÓBKI. W publikacji zawartych jest wiele interesujących treści związanych z nowoczesnymi sposobami modelowania i analizy powierzchni, w tym Czytelnik będzie mógł przeczytać np. na temat:
• przyczyn niedoskonałości kształtowania powierzchni, np. drgań w procesie obróbki,
• modeli obróbki konwencjonalnej i niekonwencjonalnej,
• zastosowania pomiarów powierzchni w przemyśle,
• oprogramowania pomiarowego,
• modeli powierzchni obrobionej w obróbce wiórowej i ściernej,
• modeli powierzchni obrobionej w procesach mikro- i nanoobróbki, a także będzie mógł się zapoznać z:
• charakterystyką wybranych powierzchni kształtowanych w obróbce ubytkowej w postaci atlasu.

Książkę Analiza i modelowanie powierzchni wytwarzanych w obróbce ubytkowej kierujemy przede wszystkim do studentów mechaniki i budowy maszyn, inżynierii produkcji, słuchaczy studiów podyplomowych (np. zajęć z zakresu Obrabiarek CNC, Nowoczesnych technik wytwarzania), ale również do praktyków – konstruktorów i użytkowników obrabiarek, służb utrzymania ruchu, mechaników/technologów specjalizujących się w obróbce materiałów.

Spis treści ebooka Analiza i modelowanie powierzchni wytwarzanych w obróbce ubytkowej

Od Autorów 9

Wykaz ważniejszych oznaczeń i skrótów 13
Ważniejsze oznaczenia 13
Skróty 16

Rozdział 1. Ogólna charakterystyka kształtowania ubytkowego 21
1.1. Klasyfikacja procesów obróbki ubytkowej 21
1.2. Rola obróbki ubytkowej we współczesnych procesach wytwórczych 24
1.3. Tworzenie jakości technologicznej w procesach obróbki ubytkowej 27
1.4. Przyszłościowa wizja obróbki ubytkowej 31
Literatura 34

Rozdział 2. Fizyczne aspekty procesu obróbki ubytkowej 35
2.1. Zjawiska fizyczne w strefie obróbki 35
2.2. Mechanizmy odkształcenia materiału 39
2.3. Charakterystyka oddziaływań termicznych 42
2.4. Drgania w procesie obróbki 44
2.5. Warunki usuwania materiału w obróbce hybrydowej 47
Literatura 49

Rozdział 3. Techniki modelowania procesu obróbki ubytkowej 51
3.1. Klasyfikacja technik modelowania procesu 51
3.2. Techniki modelowania procesu 51
3.2.1. Cele i zakres badań symulacyjnych 51
3.2.2. Symulacja metodą elementów skończonych (FEM) 53
3.2.3. Symulacja metodą różnic skończonych 55
3.2.4. Symulacja metodą modelowania wieloskalowego 56
3.3. Modele procesów obróbki niekonwencjonalnej 57
Literatura 62

Rozdział 4. Modele procesów obróbki ubytkowej 63
4.1. Klasyfikacja modeli procesu 63
4.2. Konstytutywne modele materiałowe 64
4.3. Modele empiryczne 67
4.4. Modele analityczne 71
4.5. Modele symulacyjne 72
4.6. Modele wykorzystujące sztuczną inteligencję 74
4.7. Modele wirtualne 77
Literatura 80

Rozdział 5. Techniki przetwarzania sygnałów pomiarowych 81
5.1. Zasada generowania sygnałów pomiarowych 81
5.2. Techniki filtracji sygnałów pomiarowych 86
5.3. Analiza składowych profilu i powierzchni 96
5.3.1. Funkcja autokorelacji 96
5.3.2. Funkcja widmowej gęstości mocy 99
5.3.3. Krótkookresowa transformata Fouriera 105
5.4. Przekształcenia falkowe 106
5.4.1. Ciągła transformata falkowa profilu 107
5.4.2. Dyskretna transformata falkowa 109
5.4.3. Analiza falkowa profilu powierzchni 111
5.4.3. Analiza falkowa danych przestrzennych powierzchni 114
5.5. Krzywa udziału materiału i przekształcenie fraktalne 116
5.5.1. Krzywa udziału materiału 116
5.6. Przekształcenia morfologiczne 122
5.7. Metody analizy powierzchni oparte o ich właściwości 126
5.7.1. Analiza częstotliwości przestrzennych chwilowych 126
5.7.2. Analiza PCA i składowe główne danych przestrzennych 128
Literatura 130
Normy: 132

Rozdział 6. Charakterystyka profilu i topografii powierzchni 135
6.1. Charakterystyka mikrogeometrii i mikrostereometrii powierzchni 135
6.2. Normalizacja charakterystyki profilu i topografii powierzchni 138
6.3. Standaryzowane parametry profilu powierzchni (2D) 140
6.4. Standaryzowane parametry topografii powierzchni (3D) 145
6.5. Niestandaryzowane parametry powierzchni 149
6.5.1. Parametry częstotliwościowe 149
6.5.2. Parametry fraktalne 152
6.5.3. Parametry falkowe 155
6.6. Inne charakterystyki powierzchni obrobionej 156
6.7. Prognozowanie charakterystyk powierzchni obrobionej 163
Literatura 167
Normy: 169

Rozdział 7. Pomiary profilu i topografii powierzchni obrobionej 171
7.1. Metody stykowe 172
7.2. Metody bezstykowe 174
7.3. Przegląd konstrukcji profilometrów i profilografometrów 176
7.4. Integracja pomiarów kształtu i powierzchni 181
7.5. Zastosowania pomiarów powierzchni w przemyśle 182
Literatura 183

Rozdział 8. Oprogramowanie pomiarowe 185
8.1. Rozwój oprogramowania pomiarowego 185
8.2. Pakiety oprogramowania pomiarowego 186
8.3. Charakterystyka programu Mountains Map 187
8.3.1. Struktura programu 189
8.3.2. Dostępne moduły pomiarowe 196
8.3.3. Zasady generowania topografii powierzchni 198
8.3.4. Zasady filtracji sygnałów pomiarowych 214
8.4. Praktyczne wskazówki użytkowania oprogramowania pomiarowego 214
Literatura 214

Rozdział 9. Modele powierzchni obrobionej w obróbce wiórowej i ściernej 215
9.1. Modele empiryczne 215
9.2. Modele stereometryczno-kinematyczne 217
9.3. Modele uwzględniające oddziaływania fizyczne i tribologiczne 220
9.4. Modele stosujące sieci neuronowe (ANNs) i analizę wariancji 224
9.5. Modele wirtualne 227
Literatura 229

Rozdział 10. Modele powierzchni obrobionej w procesach obróbki niekonwencjonalnej i hybrydowej 231
10.1. Obróbka EDM 231
10.2. Obróbka ECM 235
10.3. Obróbka hybrydowa wspomagana 239
10.4. Obróbka hybrydowa łączona 243
10.5. Obróbka z kontrolowanymi mechanizmami procesów składowych 244
Literatura 246

Rozdział 11. Modele powierzchni obrobionej w procesach mikro- i nanoobróbki 249
11.1. Mikroobróbka 249
11.2. Nanoobróbka 256
11.3. Wytwarzanie powierzchni o zadanej stereometrii 261
Literatura 263

Rozdział 12. Technologiczna warstwa wierzchnia 265
12.1. Strukturalne modele budowy warstwy wierzchniej 265
12.2. Mikrogeometria powierzchni 267
12.3. Fizyczne właściwości warstwy wierzchniej 268
12.4. Rola warstwy wierzchniej w funkcjonalności powierzchni 273
Literatura 275

Rozdział 13. Kształtowanie powierzchni o zadanych właściwościach funkcjonalnych 277
13.1. Związki charakterystyk topografii powierzchni z jej funkcjonalnością 277
13.2. Przykłady kształtowania powierzchni o zadanej funkcjonalności 287
13.2.1. Obróbka materiałów utwardzonych 287
13.2.2. Obróbka stopów lekkich 292
13.2.3. Obróbka trudnoskrawalnych stopów lotniczych 295
13.2.4. Obróbka materiałów kompozytowych 296
13.3. Kontrolowanie przebiegu procesu technologicznego obróbki 298
13.3.1. Systemy monitorujące proces skrawania 298
13.3.2. Zastosowanie analizy fraktalnej i falkowej 301
13.3.3. Pomiar sygnału AE i kontrola drgań samowzbudnych 305
13.4. Trendy rozwojowe w wytwarzaniu powierzchni o zdefiniowanej funkcjonalności 310
Literatura 314

Rozdział 14. Atlas wybranych powierzchni kształtowanych w obróbce ubytkowej 317
14.1. Powierzchnie toczone 317
14.2. Powierzchnie frezowane 318
14.3. Powierzchnie szlifowane 320
14.4. Powierzchnie po wykańczającej obróbce ściernej 321
14.5. Powierzchnie po obróbce elektroerozyjnej (EDM) 325
14.6. Powierzchnie po obróbce elektrochemicznej (ECM) 326
14.7. Powierzchnie po obróbce hybrydowej 327
Literatura 330