Összetett szerkezetű járműanyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája

BME Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Közlekedésmérnöki és Járműmérnöki Kar Kandó Kálmán Doktori Iskola, Gépjárművek és Járműgyártás Tanszék, 1111 Budapest, Stoczek utca 4.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Közlekedésmérnök és Járműmérnöki Kar Kandó Kálmán Doktori Iskola

Összetett szerkezetű járműanyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája

Doktori értekezés a Ph.D. fokozat megszerzésére

Készítette: Dömötör Ferenc Okleveles gépészmérnök

Témavezető: Dr. Takács János egyetemi tanár

Gépjárművek és Járműgyártás Tanszék Budapest, 2013. 1 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű járműanyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


Nyilatkozat Alulírott, Dömötör Ferenc kijelentem, hogy ezt a doktori értekezést magam készítettem és abban csak a megadott forrásokat használtam fel. Minden olyan részt, amelyet szó szerint, vagy azonos tartalomban, de átfogalmazva más forrásból átvettem, egyértelműen, a forrás megadásával megjelöltem. Budapest, 2013. december 19.

Dömötör Ferenc Okleveles gépészmérnök

2 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű járműanyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


Tartalomjegyzék Előszó ………………………………………………………………………… Köszönetnyilvánítás ..………………………………………………………… Rövidítések és jelölések jegyzéke …………………………………………….

Oldal 5 6 7

1. Bevezetés …………………………………………………………………..

8

2. Irodalomkutatás (state of the art) ……………………………………….. 2.1 A forgácsoló megmunkálás állapotfelügyelete, diagnosztikája ………….. 2.2 Szerszámgépek, forgácsoló szerszámok rezgései (rezgésvizsgálata) ……. 2.3 A forgácsolás további jellemzőinek (erő, hőmérséklet) vizsgálata ……….. 2.4 A megmunkált felület alakhűsége, méretpontossága, felületminősége …… 2.5 Hibrid és kompozit anyagok forgácsolása, határátmenetek vizsgálata … 2.6 Komplex vizsgálatok ……………………………………………………… 2.7 A szakirodalom összefoglalása a célkitűzések meghatározásához

9 11 12 18 23 25 26 29

3. A kutatás célkitűzése ……………………………………………………..

31

4. Kísérleti próbatestek, alkalmazott szerszámok és technológiai adatok 4.1 Előzetes vizsgálatok marógépen …………………………………………. 4.2 Keresztesztergálás ……………………………………….. 4.3 Ortogonális esztergálás ……………………………………………………

33 33 34 38

5. A kutatás eszközei és módszerei …………..…………………………… 5.1 Termikus folyamatok vizsgálata ……………………………………….. 5.2 A forgácsoló erő vizsgálata, az adatok feldolgozásának módja ……… 5.3 Folyamatdinamika, rezgéselemzés …………………………………… 5.4 A forgácsolási folyamat elemzése gyorskamerával …………………….. 5.5 A forgácsolt alkatrész geometriai vizsgálata …………………………...

43 43 45 47 51 52

6. A kutatási részterületek és a vizsgálatok lefolyása ……………………... 6.1 Előzetes vizsgálatok marógépen …………………………………………. 6.2 Homlokesztergálási vizsgálatok ………………………………………… 6.3 Ortogonális esztergálás …………………………………………………….

53 53 54 56

7. A kutatás eredménye ………………………………………………….. 7.1 Keresztesztergálás vizsgálati eredmények ………………………………. 7.2 Ortogonális esztergálás eredményei ……………………………………..

61 61 73 3

Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű járműanyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


8. Új tudományos eredmények összefoglalása tézisekben ………………..

Oldal 91

9. A disszertáció téziseivel kapcsolatos publikációk …………………….. 10. További, a témához kapcsolódó, saját publikációk ……………… Felhasznált irodalom jegyzéke - szakkönyvek magyar nyelven …………………………………….. - szakkönyvek idegen nyelven ……………………………………... - disszertációk, doktori értekezések ……………………………….. - magyar nyelvű, ill. magyarországi folyóiratokban megjelent cikkek - angol nyelvű, külföldi folyóiratokban megjelent publikációk……. - német nyelvű, külföldi folyóiratokban megjelent publikációk - orosz nyelvű, külföldi folyóiratokban megjelent publikációk - olasz/francia nyelvű, külföldi folyóiratokban megjelent publikációk - internetes források

93 94 99 99 100 101 103 106 111 113 114 114

Mellékletek - M01 - Próbatestek anyaga - M02 - Mikrokeménység - M03 – Metallográfiai vizsgálatok - M04 – A forgácsoló erő vizsgálata I. - M05 – Rezgésvizsgálatok I. - M06 – Rezgésvizsgálatok II. - M07 – Hőkamerás vizsgálatok - M08 - A forgácsoló erő vizsgálata II. - M09 - Rezgésvizsgálatok III. - M10 - Rezgésvizsgálatok IV. - M11 – Gyorskamerás vizsgálatok - M12 – Alakhűség, felületi érdesség vizsgálata



Előszó Az autógyártásban felhasznált anyagok tömegszázalékos arányát illetően megállapítható, hogy az elmúlt 30 évben a hibrid és a kompozit anyagok részesedése folyamatosan nő. Ennek oka az, hogy az ilyen típusú anyagok a viszonylag kis fajsúlyuk ellenére különösen előnyös szilárdsági tulajdonságokkal rendelkeznek. Az ilyen anyagok még gyorsabb elterjedésének egyik akadálya a megmunkálás nehézsége, így ennek fejlesztése sok K+F feladatot állít a szakemberek elé. A fejlesztések alapja a technológiai folyamatok diagnosztizálása. A kutatás témája jól illeszkedik, kapcsolódik a GJT Tanszék több alap és alkalmazott EU-s, és hazai feladatához. Az autóipari beszállítók (AUDI, GMPT Hungary, Robert Bosch, Benteler stb.) egytől-egyig igénylik az összetett (hibrid, kompozit) anyagok feldolgozásának technológiáját, tehát az eredmények a járműipari fejlesztési feladatokban hasznosulnak. Az összetett, azaz hibrid vagy szendvics szerkezetű anyagok megmunkálásánál, ha az ilyen anyagot forgácsolják (esztergálás, marás, stb.), akkor a forgácsolószerszám (esztergakés, marófog) már egyetlen fogásvétele során is, különböző tulajdonságú anyagokkal kerül kapcsolatba, s ez befolyásolja a forgácsolás jellemzőit. Ennek viszont hatása van a megmunkálás minőségére, hiszen egyazon fogás során nincs lehetőség, sem a szerszám, sem pedig a technológiai jellemzők megváltoztatására. Márpedig ez komolyan fölvetheti a minőségi meg nem felelés problémáját, vagyis azt, hogy az elkészült munkadarab mennyiben felel meg a szigorú minőségi követelményeknek (pontosság, felületi érdesség, sorja, vállképződés). A kutatások célja annak kiderítése, hogy a nagybonyolultságú integrált mérőrendszerbe illesztett rezgésanalízis alapján lehetővé tehető-e egy viszonylag egyszerűbben a rendszerbe illeszthető, és várhatóan olcsóbb módszer bevezetése a munkadarab minőségi követelményeinek egyszerűbb biztosítása érdekében.



Köszönetnyilvánítás A dolgozat megírása során nyújtott segítségért köszönetemet fejezem ki témavezetőmnek és konzulensemnek, Dr. Takács János professzor úrnak, valamint Dr. Markovits Tamás docens, tszv. helyettes úrnak, amit munkahelyi vezetőként, a szervezésben nyújtott. A tanszéki munkatársak közül külön és hangsúlyozottan megkülönböztetett köszönettel tartozom Dr. Szmejkál Attila c. docens úrnak, akitől nagyon sokat tanultam a forgácsoló megmunkálások területén, aki számos szakirodalommal segítette munkámat, és aki aktívan közreműködött a kísérletek során is. A mérésekben való közreműködésüket köszönöm Szabó Attila, Szilágyi András, Vehovszky Balázs, Weltsch Zoltán, Bánlaki Pál és Bauernhuber Andor kollégáknak. Köszönöm a metallográfiai vizsgálatok terén nyújtott támogatást Dr. Lovas Antal c. egyetemi tanárnak, Dr. Bán Krisztián docensnek, Dr. Kiss Gyula c. docensnek, és Dr. Májlinger Kornél adjunktusnak. Köszönetemet fejezem ki továbbá Dr. Szabó József docensnek (Óbudai Egyetem), a rezgésmérések területén, valamint Molnár Tibor és Szabados Gergő kollégáknak a forgácsolási kísérletek előkészítésében játszott szerepükért. Köszönöm a munkámat támogató cégeknek, ezen belül az SKF-nek, név szerint Szabó Tamás igazgató úrnak, Budinszki József szervizvezetőnek, és Terpó György területi vezetőnek a segítséget. Köszönöm a Brüel & Kjaer cégnek, ezen belül Varga Zoltán igazgató úrnak, és Dr. Szuhay Péter úrnak, továbbá a dunaújvárosi Hamburger Hungária Kft. munkatársainak, név szerint Dobák Szabolcs műszaki vezetőnek, és Ábrahám Béla karbantartó mérnöknek a rezgésmérések során nyújtott segítséget. Köszönetemet fejezem ki a GAMAX Laboratory Solutions Kft. munkatársainak, s ezen belül Túrkevi-Nagy Tibor igazgató úrnak, és Németh Szilárd mérnök-fizikusnak a Matlab szoftver kezelésében nyújtott segítségét. Végül, de nem utolsó sorban köszönet a családomnak, ezen belül első sorban a szüleimnek néhai Dömötör Ferencnek és második feleségének, néhai Dömötör Ferencné (született Nagy Ilona), valamint édesanyámnak, Konkoly Józsefnének és férjének néhai Konkoly Józsefnek, továbbá apósomnak néhai Dr. Sági Károly egyetemi docensnek, valamint minden családtagnak a támogatást, a segítséget.



Gyakran használt rövidítések és jelölések jegyzéke

b [mm] a [mm] C D [mm]

a forgács szélessége fogásmélység képletekben használt állandó átmérő

f [Hz]

frekvencia

Env3 h [mm] HB HV gE

gyorsulás burkológörbe szűrője a forgács vastagsága Brinell keménység Vickers keménység rezgés-gyorsulás envelope (frekvenciamodulált jel, SKF szabadalom)

Palogram PeakVue Ra Rz Rmax

spektrumok ábrázolásának egyik módja (SKF szabadalom) posztprocesszált rezgésjel (CSI szabadalom) átlagos érdesség egyenetlenség magasság maximális egyenetlenség magasság

RMS

Root Mean Square (négyzetes középérték)

Fc [N] t [s] T [°C] fz [mm/fog] n [1/min] v [m/perc]

főforgácsoló erő idő hőmérséklet fogankénti előtolás (esetenként mm/ford) fordulatszám forgácsolási sebesség



1. Bevezetés A járműipari fejlesztések egyik legfontosabb területe manapság a különböző hibrid, ill. kompozit anyagok alkalmazása. Az élenjáró autógyárak sorra számolnak be az új anyagoknak az autógyártásban való felhasználásáról. A kompozit, illetve a hibrid anyagokkal kapcsolatban Czigány T. [F4.22-2004] cikkére, valamint Réti T. - Zsoldos I. [F9.11-2011] oktatási anyagára hivatkozva mindenekelőtt tisztáznám az alapfogalmakat. Hibrid anyagnak nevezik egy szerkezeti egységen belül többféle anyag alkalmazását abból a célból, hogy előnyös tulajdonságaikat minél hatékonyabban lehessen hasznosítani. A hibrid anyagok olyan társított anyagok, amelyeket egy gyártmányon belül hoznak létre. Funkcióját tekintve mindegyik anyag külön-külön is megfelelő, de a kombináció a szerkezet szempontjából még előnyösebb (pl. megfelelő teherviselés, kisebb tömegek, lsd. motorblokk.) Általánosságban kompozit anyagnak nevezik azokat az anyagtársításokat, más néven összetett anyagokat, melyek legalább egy befoglaló anyagból és egy erősítő anyagból állnak. A kompozitok tehát többfázisú anyagok, amelyek összetevői egymástól elkülönülnek, s amelyeket egymástól fázishatárok választanak el. Hibrid-kompozit anyagnak nevezik a többféle teherviselő, és egyidejűleg ugyancsak többféle alapanyagból (mátrix) álló anyagokat. A járműipar a hibrid, kompozit és hibrid-kompozit anyagok egyik legnagyobb felhasználója. Az AUDI autógyár magnézium alapú, hibrid motorblokk üzembe állításáról számolnak be Böhme et al [F5.30 - 2005]. Megállapítják, hogy az extrém terhelések elviselésére csak az új ötvözetek, és az újonnan tervezett szerkezetek képesek. Az AUDI ennek megfelelően készítette el az új koncepció szerinti motorblokkot. A BMW hengerfejek és motorblokkok könnyűfémekből való gyártását mutatják be röviden az [F9.01-xxxx], [F9.02-xxxx] írások. A hibrid és kompozit anyagok forgácsoló megmunkálásakor különböző összetevőket egy időben kell megmunkálni. A megmunkálás jellemzői az anyagok tulajdonságainak megfelelően eltérnek és a szokásostól eltérő dinamikai, tribológiai és hőtechnikai körülményeket idéznek elő. A kompozitok esetén az anyagok forgácsolásakor a szálerősítések átvágása nagyobb erőhatásokat vált ki, míg a mátrix anyaga a lokális terhelésnövekedést esetenként nehezen tudja degradáció nélkül elviselni. A forgácsolt felületek közelében lévő rétegek ezért a szálerősítések környezetében gyakran sérülhetnek mikroszkopikus mélységben és a szálerősítés sztohasztikus eloszlásának megfelelően. A hibrid anyagok forgácsolásakor a jelenségek inkább makroszkopikus jellegűek, mert a hibridek anyagai inkább makroszkopikus elrendezésben okoznak anyagtulajdonság eltéréseket, ezért a dinamikai jellemzők, a hőtechnikai jelenségek, valamint a pontosság tekintetében is kihatással lehetnek a forgácsoló megmunkálással előállított darabok minőségére. Ezeket a változó körülményeket és azok hatását a megmunkálásra, a darabok minőségére viszonylag kevés irodalom tárgyalja, ezért e dolgozat ezen a területen szeretne néhány kérdésben pontosításokat meghatározni. 8 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű járműanyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.

BME Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Közlekedésmérnöki és Járműmérnöki Kar Kandó Kálmán Doktori Iskola, Gépjárművek és Járműgyártás Tanszék, 1111 Budapest, Stoczek utca 4

2. Irodalomkutatás Dolgozatomban az elérhető nagyszámú szakirodalmat azzal a céllal próbáltam meg feldolgozni, hogy egyúttal a szerzőknek az egyes témakörök komplex megközelítésére irányuló törekvése is bemutatható legyen Ennek megfelelően az irodalomkutatást témák szerint végeztem el. A kutatott témakörök az alábbiak voltak: - A forgácsoló megmunkálás állapotfelügyelete, diagnosztikája, - Szerszámgépek, forgácsoló szerszámok rezgései (rezgésvizsgálata), - A forgácsolás további jellemzőinek (erő, hőmérséklet) vizsgálata, - A megmunkált felület alakhűsége, méretpontossága, felületminősége, - Hibrid és kompozit anyagok forgácsolása, határátmenetek vizsgálata, - Komplex vizsgálatok. A témakörön belül az egyes szerzők művei releváns részét idézve mutatom be a publikáltakat.

2.1 A forgácsoló megmunkálás állapotfelügyelete, diagnosztikája Az első olyan, magyar nyelvű könyv, amely nagy teret szentel a szerszámgép vizsgálatok témájának, ezen belül elsősorban és kiemelten a rezgésvizsgálatoknak, az a Baráti A.-féle [F1.07-1988] könyv, amelynek egyes megállapításaira az egyes, speciális területek tárgyalása során még visszatérek. A külföldön, ugyanebben az időszakban, idegen nyelven kiadott könyvek közül több is tárgyalja a szerszámgép, ill. a forgácsolási folyamatok állapotfelügyelete egyes összetevőinek kérdéseit, mint pl Armarego-Braun [F2.05-1977], Vulf [F2.02-1973], avagy Arshinov-Alekseev [F2.03-1976]. Az állapotfelügyelet célirányos, általános, és összefoglaló tárgyalása még nem hódított tért akkoriban, de az egyes részterületeket természetesen már akkoriban is sokan vizsgálták. Ezekre az egyes témáknál külön-külön fogok kitérni. A forgácsolási eljárásoknak a XX. század második felében végbement fejlődését elemzi Byrne, G. et al [F5.06-1995] tanulmánya, és arról „state of the art” jellegű, összefoglaló képet ad. A szerzők megállapítják, hogy a száraz, illetve a majdnem száraz megmunkálás már teljesen elfogadottá vált, és azt széles körben alkalmazzák. A megmunkálás pontossága a tömeggyártás területén, a CNC gépeken a 10 μm érték körül jár, de az ultraprecíziós eljárások révén a 0,1 μm is elérhető. Schmidt J. [F6.11-2002] a „state of the art” összefoglalás stílusában íródott dolgozatában részletekbe menően elemzi a helyzetet nemcsak a tudomány, hanem az ipari alkalmazás és a kereskedelem szempontjai szerint is. Az új anyagok alkalmazása értelemszerűen új kihívások elé állítja a forgácsoló megmunkálás szakembereit is, melyek közül a legfontosabbak a környezetbarát (száraz) megmunkálás, a gyártás automatizálása, és a gyártás állapotfelügyelete. A magnézium alapú hibrid anyagok környezetbarát megmunkálásának fejlődéséről írnak Sanz C. et al [F5.37-2007]. 9 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű járműanyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


Megállapítják, hogy a hibrid szerkezetbe tömörített, különböző anyagok egyetlen műveletben történő megmunkálása kompromisszumot igényel a kenőanyag, a megmunkálhatóság, és a szerszám vonatkozásában. Példaként a BMW motorblokkot említik, amely magnézium, alumínium és szinterfém elemekből áll. Ugyancsak az alumínium motorblokkok szerepéről és térhódításáról ír Beer S. [F2.18], míg Ozsváth P. [F3.25-2009] a magnézium alapú, hibrid járműanyagok környezetbarát forgácsolásának optimálásáról írta disszertációját. A kompozit anyagok (polimer, fém és kerámia) forgácsoló megmunkálásáról Teti, R. [F5.152002] írt egy hosszabb, összefoglaló jellegű tanulmányt. Megállapítja, hogy a kompozit anyagok forgácsolása jelentős mértékben eltér a homogén, izotróp szerkezetű anyagok forgácsolásától, ugyanis a szerszám periodikusan ütközik bele a mátrix, illetve az erősítő anyagba, amelyek reakciója mindenképpen különböző. Az alumínium hab egyik járműipari alkalmazásáról számol be a tanulmányában Bodini M. [F8.06-2011], amely esetben az energiaelnyelés játssza az egyik legfontosabb szerepet. A témához kapcsolódik a gyártás automatizálása és a környezetbarát forgácsolás is, amelyekről magyarországi szerzők is számos tanulmányt írtak. Tari A. et al [F4.08-1988] megállapítják, hogy az automatizálás ugrásszerű fejlődésen megy keresztül. Erdélyi F. et al [F4.12-1990] a gépipari gyártás automatizálásáról készített tanulmányukban részletesen, és történelmi visszatekintésben elemzik a technológiai korszakváltás jellemzőit és a magyar iparra kifejtett hatásait. Cselle T. [F4.13-1995], [F4.18-1999] a cikkeiben megállapítja, hogy a hűtőfolyadék alkalmazásának két legfontosabb oka a szerszám hűtése és a forgács eltávolítása. A szerszámgép felügyelet jellemző fejlődési irányairól készítettek egy részletes tanulmányt Cselle T. és Soós J. [F4.05-1986], [F4.06-1988]. Ebben megállapítják, hogy a szerszámtörés on-line detektálását általában az előtolás irányú forgácsoló erő mérésével oldják meg, és a nyúlásmérő bélyegek szerepét egyre inkább átveszik a piezoelektromos érzékelők. Ami az állapotfelügyeleti feladatokat illeti, azok között a leggyakoribbak az ütközésfelügyelet, a szerszámtörés-felügyelet, a gépterhelés-felügyelet és a szerszámkopásfelügyelet. A mért jelek diagnosztikai feldolgozása elsősorban az időtartományban történik a riasztási küszöbértékek, és az ún gördülő átlag képzésével. Ugyancsak a szerszámkopással és a szerszámtöréssel foglalkoztak írásukban Du R. et al [F5.05-1995]. Az ipari gyakorlatban használt, kereskedelemben kapható szerszám, és szerszámgép állapotfelügyeleti rendszereket a mindenre kiterjedő áttekintés igényével veszi górcső alá Jemielniak K. [F5.11–1999]. A megmunkáló eljárásokhoz szükséges modellalkotás újfajta megközelítési módjáról számolnak be Viharos Zs. és Monostori L. [F3.08–1999], [F3.13– 1999], [F5.60-2011]. Úgy találják, hogy a mesterséges neuron-hálók, és a neuro-fuzzy rendszerek általános, multivariábilis, nemlineáris módszerek, ezért nagyon hatékony folyamat-modellalkotó eljárásoknak számítanak. 10 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű járműanyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


A forgácsolás folyamatot rezgésdiagnosztikai módszerekkel vizsgálta Laczik, B.: [F3.07 1986]. A gyártócellák diagnosztikai koncepcióját vizsgálta Bartal P. [F4.11-1989], valamint Bertók P. és Monostori [F4.10-1989]. A forgácsolási folyamatok akusztikai emissziós vizsgálatát Berkes, O. végezte el [F3.11 - 1991]. Olson L. et al [F5.20-2004] az on-line szerszámgép állapotfelügyelet problémakörét tanulmányozta. Egresits, Cs. és Viharos, Zs., valamint Monostori L. az intelligens módszereknek a gyártási folyamatok és felügyeletében játszott szerepét tanulmányozták [F4.04-1985], [F3.11 - 1997], [F3.12 - 1999], [F3.13-1999]. Az esztergálás állapotfelügyeletéről írta PhD értekezését Kluft W. [F3.03 - 1983]. A szerszám, és folyamatfelügyelet pillanatnyi állását, valamint a fejlődés irányát foglalja össze cikkében Byrne, G. [F5.06-1995]. Brecher C. és szerzőtársai [F5.63-2012] a szerszámgépek dinamikai viselkedésének gyenge pontjait és azok identifikációjának lehetőségeit vizsgálták. Moriwaki T. és Shamato E. a marási folyamatmodell alapú állapotfelügyeletéről vizsgálatáról számolnak be írásukban. [F5.07-1995]. Számos további tanulmány született a forgácsolási folyamat állapotfelügyeletéről, így többek között König W. és társai [F6.02-1995], Lechler G. [F6.04-1995], Kluft W. – Schneider G. [F6.05-1995], Wolf A. és társai [F6.06-1995], továbbá Nordmann K. és Rohde C. [F6.07-1995] tollából. Az esztergálási folyamat során tapasztalható szerszámkopás folyamat real-time monitoringgal kapcsolatos kutatásairól számol be Li Xiaoli [F5.12–2001]. A mesterséges intelligenciának a forgácsoló szerszámok on-line állapotfelügyelete területén való alkalmazási lehetőségeit vizsgálják Vallejo A. J. et al [F5.42–2008]. Egy szélessávú, olcsó, vezeték nélküli kombinált szenzor kifejlesztéséről számolnak be Suprock C.A. és Nichols J.S. [F5.49–2005], amelyet a fémforgácsoló szerszámok állapotának illetve magának a folyamatnak a monitorozásánál lehet használni. Az új szenzor forgácsoló erőt mér, s egészen 17 kHz-ig jól használható. Az adatátvitelt Bluetooth A2DP rendszer biztosítja. A szerszámgépek állapotfelügyeleti rendszerének fejlesztésében magyarországi műhelyek is jelentős sikereket értek el. Erdélyi F. et al [F4.09-1989] egy CNC-be integrált, szerszámgép felügyeleti rendszerről, a miskolci NME Szerszámgépek Tanszékén kifejlesztett állapotfelügyeleti rendszerről számolnak be, amely egyrészt forgácsolási terhelésfelügyeletből (teljesítmény, nyomaték és forgácsoló erőkomponensek), másrészt a forgácsoló szerszám állapotfelügyeletéből (kopás, törés), illetve rezgésfelügyeletből (főorsó és munkadarab rezgései) áll. Angyal B. et al [F4.05-1986] a szerszámgépek és forgácsoló szerszámok állapotfelügyeletének helyzetét elemezték a Bánki Donát Gépipari Műszaki Főiskola Gépgyártástechnológia Tanszékén. A mérőrendszer az állapotfelügyelet megvalósításához a forgácsoló erő háromirányú komponensét, a nyomatékot és a teljesítményfelvételt, valamint a rezgésparamétereket (gyorsulás, sebesség, elmozdulás) használja fel. A korszerű jelfeldolgozási és döntési módszereknek a gyártócellák állapotfelügyeletében való alkalmazásáról írta PhD doktori értekezését Szalay, T. [F3.14 - 2001]. 11 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű járműanyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


Az utóbbi évek vizsgálatai közül meg lehetne említeni egyrészt D.A. Tobon-Mejia et al [F5.70–2012] munkáját, amelyben a CNC szerszámgép kopásának diagnosztizálására az ún dinamikus Bayes-féle háló (Dyanamic Bayesian Network) módszerét használták. Másrészt ebben a témában írtak tanulmányt G.M. Martinov et al [F5.71–2012] is, amelyben a távirányítású szerszámgép felügyelet és a hálózati diagnosztika módszerét tanulmányozták. Írásukban megállapítják, hogy a CNC rendszer kliens-szerver architektúráját megfelelő módon átalakítva lehetővé válik a szerszámgép távdiagnosztikája.

2.2 Szerszámgépek, forgácsoló szerszámok rezgései (rezgésvizsgálata) A szerszámgépek rezgéseit tárgyaló, „klasszikusnak” tekinthető szakkönyvek szerzői közül Armarego és Brown [F2.05–1977] a fémek forgácsoló megmunkálása során fellépő rezgéseket a következőképpen osztályozzák: - szabad rezgések, amelyek egy idő után lecsengenek, - nem a forgácsolásból eredő, külső gerjesztésű rezgések, - a forgácsolásból származó gerjesztett rezgések, - öngerjesztett rezgések, ahol a folyamat maga szolgáltatja a rezgéshez szükséges energiát. A szerzőpáros az első három rezgés fajtával nem foglalkozik, de a negyedik keletkezésének módját leírja, és elméleti úton jut el a késleltetett differenciálegyenletekhez. Gyakorlatilag nagyon hasonló a tárgyalásmódja a magyar nyelvű szakkönyveknek is. Baráti [F1.07–1988], Békés [F1.04–1984], Bali [F1.06–1988], Bakondi [F1.01–1966], Dudás [F1.09–2000], Kordoss J. [F1.02-1977] és a többiek is szinte ugyanezt a felosztást követik. A gépek rezgésvizsgálata témakörben jelent meg Lipovszky Gy. és Sólyomvári K. [F1.031977] könyve is. A külföldön, angol nyelven megjelenő könyvek közül elsőként talán a ma már klasszikusnak tekinthető Tobias N.A. [F2.01-1965] foglalkozott igen részletesen a szerszámgépek rezgéseivel. A könyvben több olyan kifejezetten szerszámgép rezgésproblémát is taglalt, melyeknek részletekbe menő megoldása azóta is foglalkoztatja a kutatókat. Ebben a sorban kell megemlíteni Weck M. és Teipel K. [F2.04-1977], König W. és Klocke F. [F2.16-2002], valamint Weck M és Brecher Ch.[F2.19-2006] könyvét, akik szintén összefoglalóan elemzik a szerszámgép rezgések témakörét. A gépek rezgésvizsgálatával és állapotfelügyeletével általánosságban Collacott R. A. [F2.06-1979], Barber A. [F2.10-1992], Mitchell J. S. [F2.11-1993], Taylor J. I. [F2.13-1994], Wowk W. [F2.09-1996], Barron R. [F2.14-1996], valamint Rao B. K. N. [F2.15-1996] foglalkoztak. A rezgésmérés elméletét tárgyalja Newland D. E. [F2.12-1995], míg a gyakorlati módszertanát összefoglaló módon ismerteti Broch J. T. [F2.07-1980]



A, A szerszámgépek rezgéseit általánosságban vizsgáló tanulmányok A céltudatosan csak a szerszámgép-rezgéseket tárgyaló, korábbi tanulmányok közül megemlítendő Kals H. J.J. [F6.01 - 1971], aki a forgácsolási folyamat során a rezgéseket csillapító hatásokat veszi górcső alá. Meghatározza a frekvencia átviteli függvényeket és kísérleteket végez nyúlásmérő bélyegekkel, és a folyamat során fellépő csillapító hatásokat vizsgálja. A pneumatikus szuperfiniselő berendezések üzemelés közben tapasztalható rezgéseit tanulmányozta Szabó O. [F4.03-1984]. A kereskedelemben kapható, Simulink szoftver segítségével a forgácsoló megmunkálás dinamikai viselkedését vizsgálják Dalpiaz et al. [F8.01 - 2000]. A szerszámgépek pozicionáló mozgása vezérlésének/szabályozásának kérdéskörét és annak a rezgésekre gyakorolt hatását vizsgálja a PhD disszertációjában Bearre R. [F3.19-2002]. Martinez L. R. C. [F3.21-2006] a disszertációjában a forgácsoló megmunkálás során keletkező rezgések forrásait próbálja azonosítani elméleti és kísérleti úton. A kísérleteket ortogonális forgácsolási viszonyok között, különböző forgácsolási sebességek alkalmazásával végezte, melyek során Kistler 9257B dynamometerrel mérte a forgácsolási erőt. A kapott értékeket korrekciós tényezőkkel helyesbítette, frekvencia átviteli függvényeket (FRF Frequency Response Function) határozott meg, ellenőrizte a felületi minőséget, majd felvázolta a forgácsolás stabilitási tartományát az öngerjesztett rezgések figyelembe vételével. A szerszámgépek dinamikus viselkedésének szimulációjára vonatkozó módszereket tekinti át terjedelmes, „state of the art” jellegű, összefoglaló tanulmányában Albertelli P. [F8.05-2007]. Sorra veszi az egyes problémás területeket, kezdve a szabályozással, a felületminőséggel, és a forgácsolási folyamat stabilitásával, majd áttekintést ad a kereskedelemben kapható, gépdinamikai számításokhoz használt szoftverekről. A CNC szerszámgépek fizikai paramétereinek, valamint a kopás jelenségének forgácsolás közbeni változásáról írnak Makarov V.F. et al [F7.06 - 2010]. Kísérleteiket National Instruments műszerekkel, Sinumerik 802 típusú elektronikával fölszerelt 16K20 típusú esztergán végezték. Írásukban tapasztalati képleteket közölnek, amelyek adott szerszámgeometria esetén az előtolás, a fogásmélység és a szerszámkopás függvényében a rezgéssebességet és zajszintet írják le. B, Szerszámgépek szerkezeti rezgései elméleti megközelítésben A digitális számítógépnek a szerszámgépek statikus és dinamikus méretezésében játszott szerepéről Pokorádi Á. és Hajdú Gy. [F4.01-1974] írtak cikket. A modális elemzés módszerének a szerszámgép vizsgálatokban való alkalmazhatóságát vizsgálja Pápai F. (in:[F1.07-1988] és [F3.10-1991]). Bemutatja a véges szabadságfokú, állandó együtthatós lineáris lengőrendszerek tárgyalásához szükséges elvi alapokat (mátrix egyenletek, sajátérték 13 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű járműanyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


számítási módszerek, modális jellemzők), majd numerikus példákkal is szemlélteti az eljárás gyakorlatban való alkalmazhatóságát. A szíjhajtással kombinált szerszámgép főhajtóművek transzverzális rezgésekre vonatkozó stabilitási térképét készítették el Patkó Gy. és munkatársai [F4.17-1999], [F3.06-1985], valamint Faragó K. [F4.14-1997], [F4.15- 1998], [F4.16- 1998] és Szalai R. [F5.25-2004]. A szerzők a vizsgálathoz kétdimenziós rezgésmodellt állítanak fel. A különböző irányú sebességekre vonatkozó, Kirchhoff-féle hipotézis bevezetése és egy speciális koordináta transzformáció alkalmazása után egy nemlineáris, parciális integro-differenciálegyenletet kapnak, melyet a Galerkin-féle módszerrel oldanak meg. Ennek lényege, hogy a megoldást egy trigonometrikus sor alakjában tételezik fel, amely a vizsgált intervallumban ún ortogonális rendszert alkot. Egyszerűsítések után egy ugyancsak nemlineáris, de már közönséges (azaz nem parciális) differenciálegyenlet adódik. A nemlinearitást okozó tag bizonyos körülmények között elhanyagolható, s ennek alapján az ún Mathieu típusú differenciálegyenlet adódik. A differenciálegyenletet megoldva kapják a hajtószíj keresztmetszetének függvényében a stabilitási feltételeket. Kollányi T. [F3.17-2003] a szíjágak transzverzális rezgéseit, Hossam [F3.27-2011] a marógépek öngerjesztett rezgéseit tanulmányozta, míg Kersting P. [F3.28-2011] a marógépek regeneratív rezgéseinek szimulációjáról írt tanulmányt. Kovacic, J. [F5.09-1998] a fémek forgácsolása során fellépő öngerjesztett rezgésekről ír, elméleti megközelítésben. Moon, F.C. és Kalmár-Nagy T. [F5.14-2001] a forgácsoló megmunkálás során szerepet játszó összes nemlineáris jelenséget sorra veszi. Megvizsgálja a következőket: anyagi tulajdonságok (feszültség – nyúlás – hőmérséklet), súrlódás a szerszám és a munkadarab között, a szerszám és a munkadarab érintkezésének megszakadása forgácsolás közben, a forgácsoló szerszámgép hajtómotor dinamikai tulajdonságai. A vizsgálatot egy szabadságfokú lengő rendszer segítségével tárgyalja. Warminski J. et al [F5.17-2003] analitikus megoldást kerestek a nemlineáris forgácsolási modell öngerjesztett rezgéseire. Al-Regib, E. [F5.16-2003] a főorsó fordulatszámának változtatása révén igyekszik az öngerjesztett rezgések erősségét redukálni. A vizsgálathoz használt elméleti számítások során egy szabadságfokú rendszert elemez, s közben a főorsó fordulatszámát színuszfüggvény szerint változtatja. Tse P. W. et al [F5.21-2004] a szerszámgépek rezgésdiagnosztikai vizsgálatához az ún wavelet analízist használják, amely elsősorban ütésszerű hibák kimutatására (pl. gördülőcsapágyak hibás futófelülete) alkalmas. A szerszámgépek öngerjesztett rezgéseinek egyik nemlineáris modelljét mutatja be Bala D. [F5.22-2004], amelyet a forgácsoló erő tapasztalati képletének Taylor sorba fejtése révén kap. Younes R. et al. [F8.04-2004] a forgácsolás rezgéseinek stabilitását vizsgálták, s ehhez egy új analitikus módszert fejlesztettek ki, amelyben a nemlineáris hatásokat is figyelembe vették. 14 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű járműanyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


Ortogonális forgácsolási viszonyokat tételeztek föl, majd a kinetikai a potenciális, és a disszipációs energia, valamint az általánosított erő fogalmának értelmezése után a Lagrange egyenletekből vezetik le a forgácsolás során keletkező rezgések mozgásegyenleteit. A forgácsolási folyamatot kétfajta elméleti megközelítéssel vizsgálják Wang X.S. et al [F5.34-2006]. Az egyik az általuk hagyományosnak nevezett, késleltetett differenciálegyenlet módszere, míg a másik az ún Litak-féle modell. Ez utóbbi a korábbi periódushoz tartozó elmozdulás függvényt színuszosnak tekinti, és a forgácsoló erőt leíró nemlineáris egyenletbe bevezeti még a Heaviside-féle ugrásfüggvényt is. Ezáltal a mozgást leíró differenciálegyenlet már nem a korábbi, késleltetett típusú, hanem csupán egy közönséges differenciálegyenlet lesz, ami megkönnyíti a vizsgálatot. A kutatók az elméleti vizsgálatot ortogonális viszonyok feltételezésével végezték el. A forgácsolási sebességnek a rezgésre gyakorolt hatását vizsgálták Bourdim A. et al. [F8.022007]. Bisu C. F. [F3.22-2007] a disszertációját ugyancsak a forgácsolási folyamat során keletkező öngerjesztett rezgések témájából írta. A szerszámgépeknek a megmunkálás során fellépő dinamikus viselkedése szimulációját vizsgálja Siedl, D. [F3.23-2008] a disszertációjában. Kereskedelemben kapható, a véges elemek módszerét alkalmazó számítógépes szoftver segítségével megvizsgálja konstrukciós szempontból az általa kialakított, merev illetve rugalmas testek kombinációjából álló szerkezetet. P. Jayashwal és N. Gupta [F5.69–2012] a szerszámgép rezgés, mint állapotjelző paraméter változását vizsgálták. Mérték a szerszámgép (munkadarab, szerszám és szerszámgép) rezgéseit különböző forgácsolási sebesség, előtolás és fogásmélység esetén. A mért változó az ISO 10816 szerint értelmezett rezgéserősség (RMS és csúcsérték) volt. A szerzők megállapították, hogy a rezgéserősség mindhárom paraméter növekedésével egyenes arányban nő. A mérés helye a főorsó csapágy, illetve a szerszámtartó volt. A forgácsoló szerszám kopásának és a forgács kialakulásának a szerszám rezgéseire gyakorolt hatását vizsgálták Antic A. et al [F5.64-2012]. A kísérleteket egy GU600 típusú CNC esztergán, 42CrMo4 próbatesteken, több fordulatszámon egy NI625 típusú, National Instruments gyártmányú műszerrel analizálták. Dombóvári Z. [F3.29-2012] a forgácsolási folyamatok lokális és globális viselkedését vizsgálja a PhD dolgozatában. A forgácsoló erőt az ún empirikus karakterisztikával veszi figyelembe. A nemlineáris, és nem sima, valamint rövid regeneratítv hatásokat az egy szabadságfokú, ortogonális forgácsolási modellen keresztül vizsgálja. A dinamikus forgácsleválasztás tulajdonságait időben harmonikusan változtatott forgácsvastagság segítségével elemzi. Litwinski K. M. [F6.20 -2008] a szerszámgépek öngerjeszett rezgéseiről ír.



C, Az esztergálás és marás, mint megmunkálási folyamat rezgései és stabilitása A stabil esztergálás és marás problémakörét vizsgálják, s ennek érdekében a szerszámgépek dinamikai viselkedését (frekvencia átviteli függvények kísérleti úton történő meghatározása) kutatják Brecher J. et al. [F6.16-2008]. Számítógépes szimulációval tanulmányozzák az öngerjesztett rezgések keletkezését, s ennek alapján határozzák meg a stabil működési tartományt. Ugyancsak egy szabadságfokú modell alkalmazásával az esztergálási folyamat stabilitását vizsgálták Insperger és Stépán [F5.24–2004], [F3.15-2002] oly módon, hogy a főorsó fordulatszáma nem állandó, hanem az állandó alapértékhez egy szinuszosan változó amplitúdójú komponens adódik. A rezgő mozgás leírására egy ún. késleltetett differenciálegyenletet használnak, melynek segítségével összehasonlítják az állandó fordulatszámmal való, és az előbbiekben említett módon változó fordulatszámú főorsóval való forgácsolás paramétereit. Cahuc O. et al [F5.52-2010] az esztergálási folyamat öngerjesztett rezgéseit vizsgálták. A forgácsolási erőt és nyomatékot egy 5 komponensű dynamometerrel mérték, majd az adatokat a SAMCEF® szoftver segítségével értékelték ki. Denkena et al [F5.62-2011] arról számolnak be a cikkükben, hogy a marási folyamat stabilitásának növelése érdekében az öngerjesztett rezgések folyamatába aktívan be kell avatkozni egy, a marógép főorsójába integrált elektromágneses aktuátor révén. A nagy sebességű marási folyamatok rezgéseinél tapasztalható öngerjesztett rezgések komponenseinek frekvenciáit térképezték fel Insperger és Stépán [F5.26–2004], amelynek meghatározására képleteket is megadnak, és a stabilitási diagramokat is fölrajzolják. Az esztergálás és a marás öngerjesztett rezgéseinek jellemzőit összehasonlítva megállapítják, hogy míg az esztergálásnál egyetlen frekvencia a meghatározó, addig a marásnál a jellemző frekvenciák száma végtelen, s ezeket egy-egy képlettel lehet meghatározni. A regeneratív hatásoknak kitett, nagy sebességű marás nemlineáris dinamikai szempontjait elemezték Stépán et al. [F5.23–2004], [F5.10-1998]. Megvizsgálják az ún. megszakított forgácsolási folyamat általános dinamikai jellemzőit, és feltérképezik a stabil/instabil tartományokat, valamint meghatározzák a tranziens, illetve az ún kaotikus rezgések keletkezésének feltételeit. A marási folyamat stabilitását vizsgálták egy és két szabadságfokú rendszerek esetén Insperger és Stépán [F5.24–2004]. Szalai et al. [F5.25–2004] a kis előtolással végzett, nagy sebességű marás (low immersion, high speed milling) általános dinamikai vizsgálatát végezték el. Megállapítják, hogy ebben az esetben a vágási idő lényegesen hosszabb, mint a vágások közötti szünet, ezért a klasszikus regeneratív rezgési modell leegyszerűsödik, és egy diszkrét matematikai modell lesz belőle. A vizsgálathoz egy szabadságfokú lengő rendszert használnak, és a feltételezésük szerint a forgácsoló erő csak a geometriától, azaz a forgács szélességétől, vastagságától és egy empirikus konstanstól. A kutatás célja az ún kaotikus oszcilláció vizsgálata volt. 16 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű járműanyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


Le Lan J. V. et al [F5.38-2007] a marási folyamat rezgés-stabilitási térképeit készítették el véges elemes analízis segítségével, kifejezetten ipari alkalmazási céllal. Ehhez példaként a 130 kW-os Renault 2.0 dCi dízelmotoros személyautó motorblokkjának marási műveleteit hozza fel. A forgácsolási folyamatok stabilitását kísérleti úton vizsgálta Berkes O. [F3.01 1982]. Marási műveletek stabilitását vizsgálta különböző megmunkáló központokon Ónodi K. [F3.02 - 1983]. A forgácsolási folyamatok modellezéséről és a folyamat stabilitásáról írta doktori értekezését Stengele [F3.24 – 2008]. A marógépek öngerjesztett rezgéseiről írta a disszertációját Hossam [F3.27 – 2011]. és Kerstig P. [F3.28 – 2011]. A szerszámgépek öngerjesztett rezgéseiről és azok csökkentésének lehetőségeiről írta disszertációját Nassir, H.: [F3.04 - 1984] és Hassan, N [F3.05 - 1985]. Gradisek, J. és szerzőtársai [F5.29-2005] a marási folyamat stabilitásáról írtak cikket. [F5.38-2005]. Stépán G. [F5.13-2001] a fémek forgácsolás során fellépő, nemlineáris regeneratív hatásokról írt. Insperger és szerzőtársai [F5.18-2003] a marási folyamat során fellépő öngerjesztett rezgésekről írtak. Le Lan J.V. és szerzőtársai [F5.38-2007] a marási folyamat stabilitási térképét készítette el. L.N. Lopez de Lacalle et al. [F5.43-2008] a szerszám geometriának és bevonatának az alumínium forgácsolására gyakorolt hatását elemezték. Brecher C és szerzőtársai [F6.16-2008] az esztergálás, marás stabilitását vizsgálták. D, A káosz, mint jelenség szerszámgépek rezgésvizsgálatában A fémek gyors, képlékeny deformációjánál fellépő káoszjelenségekről írnak Pálmai, Z. és Csermák G. [F4.23-2006], [F4.27-2008], [F5.40-2008] s ehhez a forgácsolás példáját használják. Megállapítják, hogy a munkadarab-szerszám-gép nemlineáris rendszerben a stabil, állandósult és periodikusan rezgő állapot mellett – konkrét technológiai tapasztalataik szerint – kimutatható az aperiodikus, kaotikus állapot is, amely meghatározott paraméterintervallumokban sajátos viselkedést idéz elő. Két dimenzióban, ún szabad forgácsolást feltételezve egy ausztenites acél jellemző adatait felhasználva, de elméleti úton, vizsgálják a nyírási folyamatot. A vizsgálathoz az AUTO bifurkációs, illetve a TISEAN nemlineáris, idősor elemző szoftvert használják. Ugyancsak a káosz jelenségét kutatja Stépán [F5.282005]. Pálmai, Z. és Csermák G. [F4.30-2010] vizsgálják az élrátét képződésének termomechanikai modelljét az esztergálás példáján keresztül. Megállapítják, hogy az élrátét képződés gyakori jelenség, amelynek eredménye – többek között – a forgácsolási erő fluktuációja, s ami a munkadarab-szerszám-gép rendszer rezgéseit is befolyásolja. E, Szerszámgépek és szerszámok más jellegű rezgésvizsgálatai Baldanzini N. [F8.03-2001] a zaj és rezgésszegény gépek és gépi berendezések mechanikai méretezésének kérdéskörét foglalja össze tanulmányában. Az általa használt módszer a 17 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű járműanyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


statisztikai energiaelemzés, amelynek alkalmazási példáit a vasúti és a közúti járművek (közlekedés) területéről veszi. A köszörülési folyamat során, a szerszám-munkadarab-szerszámgép rendszer dinamikus viselkedését tanulmányozta Dieye M. [F3.20-2006] a PhD disszertációjában. Vizsgálja a megmunkálási folyamat során keletkező rezgéseket és elemzi azok stabilitását. Továbbfejleszti az immár klasszikusnak tekinthető, Tobias-féle modellt, amelynek megoldását a Matlab/Simulink szoftvercsomaggal vizsgálja. Kozocskin M.P. et al [F7.04 – 2009] a keményfémmel történő forgácsolás vibroakusztikai vizsgálata során szerzett tapasztalatairól számolnak be cikkükben. Méréseiket az új (éles) illetve a kopott (használt) szerszám közti különbség hatásának szemléltetésére koncentrálták. Overcash J.L. és Cuttino J.F. [F5.48-2009] az ultrahang frekvenciával működő, rezgő forgácsoló modellezéséről írtak egy tanulmányt. Az ultrapontos forgácsolás rezgésviszonyait, különös tekintettel a környezetből érkező rezgésekre, azok MKGS rendszerre való hatását és hatás minimalizálását vizsgálta tanulmányában Szabó O. [F4.31-2012]. Esztergálásnál a forgácsképződést, mint oszcillátor jelenséget vizsgálták Naszad T. G. és Kozlov G. A. [F7.01-2007] a nagysebességű forgácsolás során fellépő rezgésekről írták cikküket.

2.3 A forgácsolás további jellemzőinek (erő, hőmérséklet) vizsgálata Szakirodalmi források szerint a forgácsolásra fordított energia két részből áll. Egyrészt a forgácsolt anyag alakváltozására (nyírás, szétválás, forgács alakváltozása), másrészt a súrlódás legyőzésére (homloklapon, hátlapon) fordítódik. Tönshoff és Denkena (idézi Szmejkál [F1.12–2012]) szerint a két munka egymáshoz viszonyított aránya a forgácsvastagság növelésével egyre inkább az alakváltozás javára dől el. A két szerző szerint a forgácsolás során keletkezett hő hatására változik egyrészt a munkadarab (méret, alak, mechanikai tulajdonságok), másrészt a szerszám (keménység, éltartam, kopás), illetve ezeken keresztül akár a megmunkálási pontosság is. A, A forgácsoló erő vizsgálata, monitorozása Szmejkál [F1.12-2011] megfogalmazásában a forgácsoló erő egy térbeli erő, amelynek három komponense a főforgácsoló erő, az előtolás irányú (előtoló erő), és a fogásvételi irányú (mélyítő, szárirányú, passzív) erő, amelynek ismerete elengedhetetlen, mert ennek alapján számítható/méretezhető egyrészt maga a szerszám, másrészt a szerszámgép is. A forgácsoló erő figyelembe vételével történik a munkadarab pontosságának, alakhűségének, valamint a szerszámgép teljesítményigényének meghatározása. A forgácsoló erő a forgács felületén megoszlik, de a forgácsolás során ennek ellenére koncentrált erőnek szokás tekinteni. A 18 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű járműanyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


számítások egyszerűsítése érdekében bevezették a fajlagos forgácsoló erőt, amely a forgácsoló erő és a forgács keresztmetszetének hányadosa. A fajlagos forgácsoló erő nagymértékben függ a forgácsolt anyagtól, de mégsem tekinthető anyagjellemzőnek, mert számos más tényezőtől is függ. Dudás [F1.09 – 2000] 10 ilyen tényezőt sorol föl, melyek többek között pl. a forgácsvastagság, a forgácsolási sebesség, és a szerszámgeometria. Szerinte az anyagi tulajdonságok közül a legfontosabb a szakítószilárdság, és a keménység, de ezen kívül hatása van még a szövetszerkezetnek, az ötvözőknek és a hőkezelésnek is. A forgácsoló erőnek a manapság leggyakrabban használt számítási módszere a VictorKienzle féle egyenlet (idézi: Szmejkál [F1.12–2011]), amelyben a forgácsoló erő hatványfüggvények szorzatából álló függvény. Ebben szerepel a forgács szélessége és vastagsága (előtolás, fogásmélység), valamint egy fajlagos forgácsoló erőnek nevezett tényező, amelynek értéke csak megadott feltételek (munkadarab és a szerszám anyaga, élgeometria, sebességtartomány) állandósága mellett értelmezhető. Ebben az értelemben a fajlagos forgácsoló erő nem tekinthető csupán anyagjellemzőnek, mert az számos más tényezőtől (forgácsvastagság, forgácsolási sebesség, szerszám homlokszöge, stb.) is függ. A Victor-Kienzle formula alkalmazása révén is viszont csupán statikus erőt kapunk, amelyben a forgácsoló erőnek az időbeli változása nem szerepel, s ezt méréssel szokás meghatározni. A szerszámgép asztal hibrid szabályozásának alkalmazási lehetőségeit taglalják közvetett érzékeléses forgácsoló erő monitorozása segítségével Takei M. et al [F5.57–2011]. A mért paraméterek a főorsót hajtó motor áramerőssége, valamint az elmozdulás idő szerinti második deriváltja, azaz a gyorsulás voltak. Bisu C. et al [F5.56–2011] a forgácsoló erő mérésével kapcsolatos kísérletekről számolnak be. A forgácsoló erőt Kistler 9257B típusú dynamometerrel mérték 3 irányban, míg a rezgésméréshez Brüel & Kjaer és PCB gyorsulásérzékelőket, valamint National Instruments gyártmányú, NIUSB-6216 típusú, analóg/digitális adatgyűjtőt használtak. Az erőmérés során az eredményeket az idő függvényében ábrázolták (Fx, Fy és Fz), és összehasonlították azokat a gyorsulásmérőkkel kapott eredményekkel, valamint a 700 – 2500 Hz szűrővel kapott envelope adatokkal. A kapott jelsorozatot frekvencia tartományban is elemezték, és a spektrumokat vízesés diagramban ábrázolták. Megállapították, hogy az Envelope módszer jól alkalmazható a szerszám vágó kapacitásának jellemzésére. CNC marógépeknél a forgácsoló erő real-time monitorozásának szenzor rendszerét ChaoChing Ho et al. [F5.58–2011] tanulmányozták. A vizsgálatokhoz vezeték nélküli gyorsulásérzékelőket használtak, melyeket a szerszámtartóra erősítettek. A működéshez szükséges energiát napelemek szolgáltatták. Végül megállapították, hogy más paramétereket, így pl nyomatékot, rezgést stb is lehet vezeték nélküli, napelemes szenzorokkal mérni, illetve a mérések másfajta szerszámgépekre is alkalmazhatóak. Wiercigroch M. és Cheng A.H-D. [F5.08-1997] a forgácsolási folyamatot vizsgálták oly módon, hogy a forgácsolási ellenállás 19 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű járműanyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


sztochasztikus módon (egydimenziós Gauss eloszlás) változott. Ez a munkadarab változó szemcseszerkezetét szimulálja. A vizsgálatot elméleti úton, egydimenziós, orthogonális forgácsolást feltételezve folytatták le. Megállapították, hogy a forgácsolási erő amplitúdója bizonyos esetekben akár 300%-kal is meghaladhatja a stacionárius állapotban mért erő nagyságát. Sun S. et al [F5.44-2009] a titán ötvözetek forgácsoló megmunkálásakor a forgács képződését és a forgácsoló erők alakulását vizsgálták Ti6Al4V ötvözet forgácsolása során. A kísérletek során különböző forgácsolási sebességeket, előtolási és fogásmélység értékeket próbáltak ki, s közben mérték, regisztrálták a dinamikus forgácsoló erőt. Megállapították, hogy a forgácsoló erő periodikusan változik, és az abszolút értéke egyenes arányban nő a vágási sebességgel, és fordítottan arányos az előtolással. Segonds et al [F5.33-2006] a homlokmarásnál fellépő erők gyors meghatározására vonatkozó eljárás kidolgozását tűzték ki célul. Az előtolás és a fogásmélység, valamint a fog pozícióját leíró szöghelyzet függvényében írták le a korábbiaknál pontosabb képleteket. A forgácsolási erő, mint dinamikus jel elemzését végezték el Kovács T. et al [F4.25-2008], valamint Dalpiaz G. et al [F8.01-2000]. A forgácsoló erő kiértékeléséről és az öngerjesztett rezgések fellépésének lehetőségeiről írtak tanulmányt Lacerda H. B. és Lima V. T. [F5.272004]. A forgácsoló erő mérésének kérdéseiről, pontosabban szólva a piezoelektromos dinamométerekről írtak cikket L. Ricardo Castro és szerzőtársai [F5.32-2006]. Kirchheim A. és szerzőtársai [F6.03-1995] a forgácsolási erő és az akusztikus emisszió mérésére kifejlesztett szenzorral való mérések tapasztalatiról számoltak be cikkükben.

B, A forgácsolási hőmérséklet mérése, monitorozása A forgácsoláskor keletkező hőmennyiségre nézve Arshonov és Alekszejev [F2.03–1976] a forgácsolási erő képletéhez hasonlóan, ugyancsak egy hatványfüggvényekből álló szorzatot ad meg, amelyben a munkadarab anyagát egy konstans jelzi, míg a keletkezett hő szerintük a forgácsolás sebességétől, és a forgács méreteitől (vastagság, szélesség) függően degresszív módon változik. Az általuk megadott hatványkitevők értéke nem egyezik meg a többi szerző adataival. A forgácsolási hőmérsékletet Bali [F1.06–1988] úgy határozza meg, mint a szerszám és a forgács kontaktfelületének átlagos hőmérsékletét, melynek meghatározására nézve megad egy tapasztalati képletet is, amely egy hatványfüggvények szorzatából álló függvény, s amelyben szerepel a forgácsolás sebessége, és a keresztmetszete. Ezt a képletet több, magyarországi szerző is átveszi. A forgácsolás hőmérsékleti viszonyait elemzi Dudás is [F1.09–2000]. Megállapítja, hogy a forgácsolás során jelentős mennyiségű hő keletkezik (a bevitt teljes energia 90%-a), amely kihatással van a keletkező forgács jellemzőire, a munkadarabra és a szerszámra. A keletkező hő forrásai Dudás szerint a belső súrlódás a 20 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű járműanyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


nyírási sávban, az anyagszétválasztás a szerszám csúcsánál, a súrlódás a homlokfelület és a hátfelületen, és az anyag deformációja. A hő káros hatásai Dudás szerint többek között a kopás elősegítése, és a szerszám kilágyulása. Más szerzőkkel egyetértésben szerinte is célszerű a hőmérséklet minél alacsonyabb szinten való tartása, amely hűtéssel érhető el. A forgácsoláskor keletkezett hő mérésére nézve Bakondi és Kardos [F1.01–1966] a következő lehetőségeket vázolja föl: kaloriméter (a keletkező forgács belehull a vízbe, az átadott hő mérhető), hőelemes mérések (összeerősített, különböző fémek között hő hatására elektromos feszültség keletkezik, ami mérhető), optikai eljárás (hőelemes), metallográfiai (szövetszerkezeti változások nyomon követése révén), hőjelző festékek használata. Megemlítik még a számítások módszerét is (Fourier-féle hővezetés elmélete), valamint a tapasztalati képletek alapján való számításokat is. A múlt század második felében megjelent könyvekben leírtakhoz képest azonban igen nagyot változott a világ. A mozgó/forgó alkatrészek hőmérsékletének mérésére ma már kiterjedten alkalmazzák a hőkamerákat, amely a hősugárzás mérése elvén alapul. Ezzel a témával foglalkozik az idegen nyelvű szakkönyvek közül például Gossorgue G. [F2.08-1988], Walker N. J. [F2.17-2004], Minkina W. és Dudzik S. [F2.20-2009], míg a magyar nyelvűek közül Nagy I. [F1.11-2007], és Weltsch Z. (in: [F1.13-2012] ). A termográfia alkalmazásával kapcsolatos témában írt kandidátusi disszertációt Hai N. T. [F3.09-1990], valamint Ozsváth P. [F3.25-2009]. Ugyanebben a témában jelent meg több tanulmány is, így többek között Takács et al. [F5.03-1990], [F5.04-1990], valamint Szabó J. és Kégl T. cikke [F4.19-2001]. A forgácsolási folyamat során keletkezett összes hőmennyiség eloszlása a forgács, a munkadarab, és a szerszám között jelentős mértékben függ a forgácsolás sebességétől, valamint az anyagok hőtani tulajdonságaitól. Grzesnik és Niesloy (idézi Szmejkál [F1.12– 2012] ) szerint a kísérleteink során tervezett v= 150 m/perc forgácsolási esetén a forgács viszi el a keletkezett hőmennyiség 90%-át, míg a maradék 10% kb fele-fele arányban oszlik el a szerszám és a munkadarab között. Bali [F1.06–1988] szerint az alumínium kiváló hővezetési tulajdonságai miatt a hőnek az átlagosnál nagyobb része távozik a munkadarabba, azaz kevesebb jut a forgácsba. Bali egy táblázatot is közöl, amely szerint alumínium forgácsolása esetén a forgács hőfoka 150 C, és a keletkezett hőnek kb negyede megy a forgácsba, háromnegyede a munkadarabba és elhanyagolható része a szerszámba. Acél forgácsolása esetén a forgács hőfoka 450 C, a hőáramlás iránya fordított, de a szerszámba jutó hő ebben az esetben is elhanyagolható. Schrijer F.F.J. [F3.18-2003] a delfti egyetemen (Hollandia) hőkamerás mérések témakörében készített dolgozatában az igen rövid ideig tartó hőmérséklet mérési folyamatokról ír. A szerző a hőátadási kísérletekhez AGEMA 880 LWB hőkamerát használt, amelynek HgCdTe kvantum-fluxus detektora van. A szenzor spektrális érzékenysége 8-12 21 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű járműanyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


µm, s ezt egy folyékony nitrogén hűtésű Dewar kamra fölé helyezik, amely lehűti a szenzort 77 K hőmérsékletre. A hűtés azzal az előnnyel jár, hogy nagy lesz a különbség a szenzor és a mérendő tárgy hőmérséklete között, ami a Stefan-Boltzmann törvény szerint (a hőmérséklet negyedik hatványa miatt) eleve erős jelet szolgáltat, másrészt a jel/zaj viszony is javul. Esztergálás során a szerszám hőmérsékletének ellenőrzésére kidolgozott új módszerről számolnak be Olson L. et al [F5.20–2004]. A szerszámgép főorsó termikus elemzését D. A. Clough & al. [F5.68–2012] végezték el állapotfigyelési (condition monitoring) szempontból. A kísérlet során örvényáramú mérőszondákkal (Eddy current probes) a főorsó elmozdulását, míg a hőmérsékletet felületre szerelhető hőelemekkel, illetve hőkamerával mérték. A hőmérséklet és az elmozdulás között mért empirikus összefüggés matematikai leírására harmad és negyedfokú polinomokat használtak, mivel a hőtágulás szerintük nem lineáris. Smith, S. et al [F5.47-2009] a CNC szerszámgépek egy újfajta forgácstörő berendezésének, a szerszámvezetőnek a hőmérsékleti felügyeletéről írták meg cikküket. Kiss L. [F4.21-2003] a cikkében azt javasolja, hogy a forgácsolási folyamatok tanulmányozását a kísérleti úton meghatározott elmozdulás és hőmérsékletmérési adatokból kiindulva, numerikus módszerekre hagyatkozva kell kialakítani. A forgácsolási folyamat hőmérsékletének változását Rezsnyikovra hivatkozva hullámtermészetűnek tételezte föl, s azt AGA Thermovision System 680 típusú hőkamerával vizsgálta. A kapott adatok alapján, a rugalmas alakváltozásra érvényes Hooke törvény, valamint a képlékeny alakváltozásra vonatkozó Prantl-Reuss egyenleteket felhasználva megállapítja, hogy a fontosabb alakváltozási jellemzők (rugalmassági modulus, folyáshatás, stb.) az idő függvényében is meghatározhatók. A nagy sebességű, ortogonális forgácsolás homlokmarásnál keletkező forgács hőmérséklet eloszlását Sutter G. et al [F5.45-2008] vizsgálták kísérleti úton, melyhez a próbatestek XC18-as szénszegény, illetve 42CrMo4 ötvözött acélból készültek. A forgácsolási sebesség 10 m/s és 120 m/s között változott. A hőmérsékletet pirométeres eljárással mérték a látható fény tartományban. A mérési eredményeket hőfényképek formájában publikálták. Lopez L.N. et al [F5.43-2008] a szerszám bevonatnak és a szerszám geometriának a hengerlési alumínium ötvözetek száraz marására gyakorolt hatását vizsgálták. Megállapítják, hogy a forgácsoló megmunkálás során a bevitt energia 97%-a hővé alakul, ezért ennek a hatását feltétlenül vizsgálni kell. A szerzők részben elméleti úton, két, kereskedelmi forgalomban levő szoftver (ABAQUS Explicit és AdvantEdge) használatával, részben pedig infravörös pirométer segítségével, a λ= 2-2,8 μm hullámhosszúságú tartományban mérték a hőmérsékletet. A hőmérsékletmérésekkel kimutatták, hogy a szerszámcsúcs hőmérséklete periodikusan változik. A méréseket 5 különböző szerszám (kétféle keményfém bevonat nélkül és bevonattal, valamint gyémánt) alkalmazása során végezték. 22 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű járműanyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


Grzesik W. et al [F5.31-2005] a különböző bevonatú szerszámokkal végzett forgácsolás során a hőmérséklet eloszlás véges elemes modellezéséről írták meg tanulmányukat. Nawan J. W. [F5.35-2006] ortogonális forgácsolás során a szerszámbevonatoknak a termodinamikai folyamatokban játszott szerepéről írt tanulmányt. Dinc C. és szerzőtársai [F5.39-2008] ortogonális forgácsolás során a hőmérséklet alakulását vizsgálták hőkamerával. Bhattacharya S. N. et al [F5.53-2011] száraz marás során a hőmérsékleti viszonyokat térképezték föl véges elemek módszerével. Jam J.E. és Fard V. N. [F5.61-2011] a szerszámforgács érintkezése során hővezetési viszonyokat vizsgálták egy új módszerrel. Heisel U. et al [F5.65-2012] ortogonális forgácsolás során a hőhatásokat vizsgálták. F.Z. Fang [F5.19-2003] a magnézium ötvözetek nagysebességű forgácsolásának hőmérséklet mérési problémáiról ír. C, Egyéb paraméterek mérése, monitorozása A szerszámgépek energiafogyasztásának automatikus monitorozásáról számolnak be Vijayaraghavan A. és Dornfeld D. [F5.50–2010]. Megállapítják egyrészt, hogy a szerszámgép energiafogyasztása használható a szerszámgép életciklus elemzésére (LCA= life cycle analysis), másrészt azt is, hogy az energiafogyasztás lényegesen nagyobb annál, mint ami konkrétan a forgács leválasztásához elméletileg szükséges. A szerszám élességének a forgácsolás termodinamikai és mechanikai jelenségeire gyakorolt hatását Outeiro J. C. [F5.36-2007] vizsgálta. Bevezeti a relatív szerszám élességet (RTS = Relative Tool Sharpness), amely a forgácsvastagság és a szerszámcsúcs sugár hányadosa. Ha ez nagy érték, akkor a szerszám éles/hegyes, míg ellenkező esetben tompa. Megállapítja, hogy nagy RTS, azaz „éles/hegyes” szerszám esetén a vágási zóna hőmérséklete emelkedik, illetve a forgácsoló erő számítási és mérési eredményei a forgácsoló erő esetében a korábbiakhoz képest sokkal jobban egybeesnek. Morozova E. V. és Dubina M. K. [F7.02– 2009] a forgácsoló megmunkálás során észlelhető akusztikus emisszió jelenségét kutatták. Magnézium alapú hibrid anyagok száraz megmunkálásáról (minimálkenéssel) írtak cikket Szmejkál A. et al [F4.24-2007]. A magnézium alapú hibrid anyagok kemény-puha határátmeneteit vizsgálták Ozsváth P. és Takács J. [F4.26-2008]. Ozsváth P. és szerzőtársai [F4.28-2008] a magnézium alapú hibrid anyagok száraz marását vizsgálták. Mátyási Gy. és Lakos P. az alumínium száraz megmunkálását elemezték. [F4.29-2009]

2.4 A megmunkált felület alakhűsége, méretpontossága, felületminősége A megmunkált felület alakhűségével, az elkészült munkadarab méretpontosságával és a felület érdesség kérdéseivel nagyon sok szerző foglalkozott. A teljesség igénye nélkül fel kellene sorolnom a „klasszikus”, magyar nyelvű szakirodalom összes szerzőjét, és meg kellene említenem nagyon sok külföldi szerzőt is. Ezt nem teszem, hanem helyette idézem Takács J. et al. [F1.10–2004] megfogalmazását, amely szerint a felületi érdességet a 23 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű járműanyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


forgácsoló él alakjának a megmunkált felületre való leképezése, a forgács keletkezésekor létrejött képlékeny alakváltozások, a forgácsolási folyamat során keletkező rezgések, valamint a felületnek a véletlen jelenségek során előforduló megsértése okozzák. A felületi érdesség számos tényezőtől függ, melyek többek között az előtolás, a fogásmélység, a csúcssugár, a forgácsolási sebesség, a szerszámgeometria, és a szerszámkopás. A felületi érdességnek a különféle tényezőktől való hatását Békés [F1.04-1984] egy hatványfüggvények szorzatából álló, tapasztalati képletben foglalja össze. Az NC szerszámgépek pontossági kérdéseit Hajdú Gy. és Péchy Gy. [F4.02-1974] vizsgálták a cikkükben. Cselle T. és Hajdú Gy. [F4.07-1988] írásukban sorra veszik a szerszámgépekkel kapcsolatos fejlesztési területeket a szerszámbemérés, és beállítástól kezdve, az útmérőkön és a tapintófejeken át (érintéssel és érintés nélkül működő) egészen a koordináta mérőgépekig, és megállapítják, hogy a méréstechnika egyre növekvő szerepet fog játszani a gépgyártásban. Wharton és Vincent [F5.02–1989] a szerszámgépek dinamikai vizsgálatáról és az ehhez kapcsolható diagnosztikai rendszerről számolnak be. Megállapítják, hogy a szerszámgép rezgések nagyon gyakran okoznak minőségi (pl. felületminőség) problémákat. Bárdos et al [F4.20-2001] a szerszámgép vizsgálatok előírásrendszerét tekintik át a gépipari pontossági vizsgálatokra vonatkozó szabványok és szabvány jellegű dokumentumok tükrében. A szerszámgép főorsó mozgása során a radiális irányú hibák kompenzációját Sarhan A.A.D. et al [F5.59- 2011] vizsgálták elmozdulás mérő szenzorok és forgácsoló erő (Kistler 9257B dynamometer) mérése segítségével. Mérték a főorsó x, y és z irányú mozgását, s az eredményekből megállapították, hogy a főorsó radiális irányú mozgása nem csupán a forgácsoló erő következménye, hanem azt a geometriai hibák is befolyásolják. CNC szerszámgépek pontosságának monitorozást veszik górcső alá Kosinar M. és Kuric I. [F5.55–2011], [F5.66–2011]. Ehhez a szerszámgép ún. minőségi paramétereit veszik sorra, azoknak a termék minőségére gyakorolt hatását vizsgálják. Megállapítják, hogy a napi használat során bekövetkező kopás miatt a pontosság idővel egyre csökken. J.Dekan és S. Mocik: [F5.67–2012] a marógép működése során a körkörös interpoláció mérésének lehetőségeit vizsgálták. A vizsgálathoz QC20W ballbar típusú, Renishaw gyártmányú készüléket használnak. A vizsgált, öttengelyes marógépről megállapítják, hogy a hibák mikron nagyságrendűek. Heissl, U. [F6.21-2009] a felületminőség és a gép fizikai állapota közötti összefüggést kutatja marás esetén. Aryaszov és szerzőtársai [F9.05- xxxx] a megmunkálás során fellépő rezgéseknek a munkadarab méretpontosságára gyakorolt hatását vizsgálták. A marási folyamat stabilitása és a megmunkált felület minősége összefüggéseit vizsgálta Bachrathy D. [F9.04-2010]



2.5 Hibrid és kompozit anyagok forgácsolása, határátmenetek vizsgálata A forgács leválasztás Szmejkál [F1.12 – 2011] megfogalmazása, és értelmezése szerint úgy történik, hogy a szerszám behatol az anyagba, és ennek során s rideg anyagokat repesztéssel választja le, míg a képlékeny anyagok esetén a forgács akkor válik le, amikor az anyag elszakad. Ami a forgács típusait illeti, azt a szakirodalom négy csoportba sorolja: folyó forgács, lemezes forgács, nyírt forgács, és végül töredezett forgács. Az alumínium-acél hibrid próbatestek forgácsolása esetén csakis folyó, illetve esetleg lemezes forgács várható, mert a másik két típus kialakulásához nem elég nagy a forgácsolási sebesség, illetve az anyag nem rideg. A kísérletek során ugyancsak elképzelhető az élrátét képződés. A forgácsképződést befolyásoló tényezők Szmejkál szerint a következők: a munkadarab anyaga, a szerszám anyaga, és élgeometriája, a szerszámgép statikus, ill. dinamikus merevsége, a kenés, ill. a hűtés, a forgácsolási paraméterek, a forgácsleválasztás módja. A forgács jellemzője az ún. térkitöltési tényező, amely a forgács valóságos és elméleti térfogatának a hányadosa. Békés [F1.04–1984] szerint az a forgácsfajta tekinthető kedvezőnek, amelynek a térkitöltési tényezője 40-50-nél kisebb. Békés meghatároz egy olyan előtolás-fogásmélység tartományt is, amely szerinte kedvező forgácsot eredményez. A forgácsoló megmunkálás jövőjét vázolja fel terjedelmes cikkében Weinert K. [F6.081997]. Megállapítja, hogy nemcsak az egyes forgácsolási módok optimálása, illetve a termelés fokozása, hanem a költséghatékony és jó minőségű termelés is fontos, emiatt a teljes folyamat optimálása a feladat. Különösen fontos ez a légiközlekedésben, az úrhajózásban és a járműiparban, ahol újra és újra fölmerül az egyre könnyebb anyagok alkalmazása. Ugyancsak a szálerősítéses könnyűfém hibrid anyagok megmunkálásáról ír cikkében Biermann D. [F6.09-1997]. A szerző ismerteti a kopás jelenleg ismert mechanizmusát, és a bemutatott elméletet számításokkal és saját mérésekkel támasztja alá. Végül a gyémánt bevonatú szerszámok alkalmazásának lehetőségeit (előnyeit és hátrányait) tárgyalja. Würz T. [F6.102002] ezzel szemben a zónaátmenetekről, illetve az ezen terület kutatásaival kapcsolatba elért eredményekről számol be a cikkében. Kísérleteit főként esztergálás és marás módszerével, különböző szerszámokkal végezte, beleértve a kerámia és a köbös bórnitrid szerszámokat is. Az eredmények kiértékelésének szempontjai szerszámok esetén a mikro,- és makrogeometria, valamint a kopás, a munkadarab esetén a felületminőség, a keménység, valamint az illesztések, míg a forgácsolási folyamatok esetén a nyírási zónában végbemenő folyamatok és a forgácsoló erő voltak. Scherer J. et al. [F6.12-2006] a biztonságos, hatékony forgácsolásról, és azon belül a szerszámok és a készülékek méretezéséről, valamint a szerszámgépek kiválasztásáról írnak. Megadják a fellépő erők számításához használt képleteket is. M. Patz et al. [F6.13-2006] a kemény anyagok új szerszámokkal és technológiákkal történő megmunkálásáról írnak. Beszámolnak többek között egy kísérletről is, amelynek során egy eredetileg hengeres, ϕ80 25 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű járműanyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


mm átmérőjű és 2x35=70 mm hosszú munkadarab hossz-esztergálására került sor. A két részből összerakott munkadarab egyik része kifejezette puha, míg a másik része kifejezetten kemény anyagból készült. Ezt a hibrid anyagot esztergálták különféle CBN és kerámia lapkákkal v =150 m/perc vágósebességgel, és f = 0,1 mm/fordulat előtolással a 0,2 mm fogásmélységgel. A forgácsolást mindkét irányban (puha-kemény, kemény-puha) addig folytatták, amíg a szerszám kopása el nem érte a 0,2 mm értéket. A kísérletek eredményeképpen megállapították, hogy a szerszám élettartama és az átmenet iránya (puhakemény vagy kemény-puha) között nem lehet egyértelmű összefüggést megállapítani. A különböző szerszámok alkalmazása esetén ugyanis mindig más és msá eredmények adódtak. Az inhomogén munkadarabok forgácsoló megmunkálásának kísérleti és szimulációs analíziséről ír egy tanulmányában Grünert S. [F6.15-2008]. A szerző megállapítja, hogy viszonylag kevés ismeret áll rendelkezésre a kemény-puha és a puha-kemény átmenetek forgácsolási paraméterekre gyakorolt hatásairól. Ez ugyanis rezgéseket gerjeszthet, ami rontja többek között az előállított felület minőségét. Grams, J. V. [F3.16-2012] a gyémánt bevonatú szerszámokkal kapcsolatos marási tapasztalatokról ír a PhD disszertációjában. Munkája során elemzi az alumínium forgácsolására használt gyémánt szerszámokkal kapcsolatos tapasztalatait. Külön kitér a tribológiai vizsgálatokra, és ezen belül a munkadarab illetve a vágószerszám felületi energiájának meghatározására. Kísérletek alapján megállapítja, hogy a gyémánt szerszám a leginkább alkalmas az eutektikus, erősen koptató hatású alumínium ötvözetek megmunkálására. Christoffel K. [F6.23-2010] a hibrid anyagok forgácsoló megmunkálásához kifejlesztett speciális szerszámokat és megmunkálási eljárásokat mutatja be cikkében. Patz M. [F6.18-2008] a forgácsolási folyamat során a határátmenetekről írta cikkét. Kosch K. G. és Stumpf I. [F6.19-2008], valamint Behrens B. és szerzőtársai [F6.22-2010] az acélalumínium hibrid anyagok kovácsolásáról, illetve tömeggyártási problémáiról írták tanulmányaikat. Bodini M. [F8.06-2011] az alumínium hab alkalmazásáról írt egy tanulmányt.

2.6 Komplex vizsgálatok A forgácsoló erő mérése során erőmérő és akusztikus emisszió egyidejű mérésével próbálkoztak Emel E. és Kannatey-Asilu E. [F5.01-1989]. A próbatestek 4340 típusjelű acélból készültek. A vizsgálatot minden egyes sorozatnál új szerszámmal kezdték, és addig folyatták, amíg egyrészt annak kopása el nem érte a 0,508 mm-t, másrészt egy kráter nem keletkezett a szerszámon. Szabó J. Z. és Kégl T. [F4.19-1999] a rezgésanalízisnek és a termovíziónak a gyártórendszerek gépdiagnosztikájában játszott együttes szerepét vizsgálják. 26 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű járműanyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


Bolygókerekes hajtóművön, konkrét ipari helyszíneken végzett rezgés,- és termovíziós mérések alapján megállapítják, hogy a két módszer együttes alkalmazása pontosabb, hatékonyabb gépdiagnosztikát, és ezáltal az üzembiztonság növelését eredményezi. Castro et al [F5.32-2002] a piezoelektromos elven működő erőmérő cellák mérési pontosságát vizsgálták, amelyhez frekvencia átviteli függvényeket határoztak meg. A kísérletekhez PCB gyártmányú gyorsulásérzékelőket és Brüel & Kjaer 2032 típusú rezgésanalizátort használtak, s ezekkel egy Kistler 9255B típusú erőmérő cellát ellenőriztek. A mérési eredményeket összehasonlítva megállapították, hogy 0 Hz és 2000 Hz között alig van különbség az erőmérő cella, és a gyorsulásmérő által regisztrált jelek alakja között, de e fölött az eltérés jelentős. Ebből a szerzők azt a következtetést vonják le, hogy a magasabb frekvenciatartományban a dynamometerrel végzett erőméréseket feltétlenül korrigálni kell. Lacerda h.B. és Lima V.T. [F5.27-2004] a marás során fellépő forgácsolási erőt és annak az öngerjesztett rezgésekben játszott szerepét vizsgálták. A vizsgálathoz acél és öntöttvas próbatesteket használtak, a méréseket Kistler dynamometerrel végezték, s az adatokat MATLAB szoftverrel dolgozták föl. A forgácsolási folyamat szimulációjáról írnak Schermann T. et al [F6.14-2006]. A vizsgálat során a gép dinamikai viselkedését is figyelembe veszik. Megállapítják, hogy a szimuláció révén drága kísérleteket, és még annál is sokkal költségesebb üzemi tapasztalatokat lehet megspórolni. A szerzők az ABAQUS fantázianevű, kereskedelmi forgalomban kapható szoftver felhasználási lehetőségeit ismertetik, amely magába foglalja a szignifikánsan nemlineáris folyamatok modellezését. Abele E. et al. [F6.17-2008] a marási folyamat és a gép struktúrájának összefüggéseit kutatják az ipari robot példáján keresztül. Ezen belül kiemelten a a rezgésekre és a forgácsoló erő modellezésére helyezik a hangsúlyt. A szerszám állapotfigyelésének jelenlegi állapotát (state of the art) mérték föl Botsaris P.N. és Tsanakas J.A. [F5.72–2008] cikkükben. A monitoring módszereket 13 csoportba osztva vizsgálják. Megállapítják, hogy a legelterjedtebb módszernek a forgácsolási erő, a rezgés és az akusztikus emisszió mérése számít, s ezeket nem csupán kutatási, hanem ipari szinten is alkalmazzák. Ennél jóval kevésbé gyakori a főorsót hajtó motor áramának, a forgácsolási zajnak, a felületi érdességnek, és a forgácsolási hőmérsékletnek a vizsgálata. Az adatfeldolgozási módszereket áttekintve megállapítják, hogy széles körben elterjedt a statisztikai paraméterek használata, és azoknak az idő függvényében való elemzése, a Fourier transzformáció és a wavelet analízis. Ami a diagnosztikai eszközöket illeti, nagyon gyakori az ún fuzzy logikai eljárások és a neuron hálók alkalmazása. Végül pedig megállapítják, hogy az infravörös thermográfiának a jövőben a jelenleginél feltehetően nagyobb szerepe lesz. Cotterell M. és Byrne G. [F5.41-2008] titánium ötvözet orthogonális forgácsolása során a forgácsképződés mechanizmusát tanulmányozták. Írásukban megkülönböztetik a 27 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű járműanyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


hagyományos, folyamatos forgácsképződés és a szegmentált forgácsképződés között. A kísérletek során az erőméréseket Kistler 9272 típusú erőmérő cellával végezték, míg a forgácsképződést 24 ezer kép/sec sebességű gyorskamerával filmezték. Manovickij A. Sz. [F7.03–2009] edzett acél próbatest esztergálása során a forgácsoló erő, a felületminőség és a termelékenység közötti összefüggést vizsgálta. Tapasztalati összefüggéseit táblázatban, illetve grafikonon adta meg. Szimuta, N.A. et al [F7.05–2010] a forgácsoló szerszám műszaki állapotát diagnosztizálják működés közben. Állapotjelző paraméterként a szerszám kopását, a rezgést és a hődilatációs változásokat választották. Rusinek, R. [F5.51-2010] a forgácsoló erő, és a forgácsolás további négy paraméterének kapcsolatát vizsgálja karbon szállal erősített, epoxy-polimer mátrixú kompozit anyag marása során. Schwarz, F. [F3.26-2010] az esztergálás során a szerkezet és a folyamat egymásra hatását vizsgálta számítógépes szimulációval. Véges elemes analízis segítségével górcső alá veszi a szerszámgép dinamikai tulajdonságait. Ezután a forgácsoló erő kialakulásának részletekbe menő elemzése következik, amit a súrlódás és a kopás modellezése követ, s végül a hőmérséklet mérése zár. A dolgozat egy konkrét esetre vonatkozó alkalmazási példa elemzésével zárul. Cus F. és Zuperl U. [F5.54–2010] a marási folyamat real-time szerszám állapotfelügyelet fejlődését és jelenlegi helyzetét elemezték. Megállapítják, hogy a szerszám állapotfelügyelet terén az ún multiszenzor rendszer irányába fejlődik, azaz általában nem hagyatkoznak egyetlen érzékelőre, hanem több szenzor alkalmazását részesítik előnyben. Kísérleteiket egy Heller gyártmányú marógépen végezték, amelyhez egy Kistler erőmérőt használtak. Vogel M. és Kaltenbrunner M. [F6.24-2012] a gyors kamerával való rezgésmérésről írnak a cikkükben, szerszámgépes alkalmazás esetén. A méréshez még egy adatfeldolgozó szoftverre is szükségük volt, amely a megjelölt pontok mozgásának útját követi nyomon, illetve az időfüggvényből spektrumot készít. A szerzők ehhez a WINalyze szoftvert használták. A ráfordított idő és az eredmények alapján a szerzők maguk sem ítélik versenyképesnek ezt a módszert a „hagyományos” rezgésméréssel szemben. Aryassov, G.P. et al [F9.05–xxxx] a forgácsolási folyamatot kísérő rezgéseknek a munkadarab geometriai pontosságára való hatását vizsgálták. Az elméleti levezetésekben előbb egy 1, majd egy 2 szabadságfokú modell vizsgálatát végzik el, amelyben a MATLAB szoftvert használják. A munka kísérleti oldalát a Kistler erőmérő, illetve az SKF CMVL10-es adatok feldolgozása jelentik.

Jemielniak, K. és szerzőtársai [F5.11-2011] a forgácsoló szerszám állapotfigyelését többféle jel elemzése révén végezték el.



2.7 Az irodalom összefoglalása a célkitűzések meghatározásához Az irodalom feldolgozása alapján állítottam össze a 2.1 táblázatot, amely a különböző munkákról, azok komplexitásáról ad jó áttekintést. A táblázatból az is kiolvasható, hogy ugyanolyan anyagokra sem készült teljes komplexitású vizsgálat, amely az egyes vizsgálati technikák előnyös vagy hátrányos jellemzőinek megismerését segítené. Az irodalom feldolgozásából az is megállapítható, hogy a kompozitok a mikroszerkezet közeli léptékű tartományban mutatnak megmunkálási sajátosságokat. Jellemzően a szálerősítések befolyásolják a kopást, hőképződést, de a szálak statisztikailag kezelhető eloszlásainak hatása a forgácsolási dinamikára a makró tartományban kevésbé mutat karakteres tulajdonságokat. Ezért a dolgozati célkitűzések közé a makroszkópikusan és dinamikailag karakteresebb hibrid anyagok vizsgálatára szeretnék fókuszálni.





3. A kutatás célkitűzése A doktori értekezés célja az irodalmi összefoglalás alapján, hibrid modell anyagokon a következő: - forgácsoló erő vizsgálata Kistler erőmérő cellával, adatfeldolgozás Matlab szoftverrel, - rezgésvizsgálat többféle módszerrel és műszerrel (DLI, CSI, SKF, Brüel & Kjaer), - a különféle paraméterekkel mért rezgések, a kereskedelemben kapható, különböző frekvenciamodulációs rezgésmérési eljárások összehasonlítása a forgácsolási paraméterek megfigyelhetősége szempontjából, - hőkamerával, és gyorskamerával a folyamatok nyomon követése és beazonosíthatóságának segítése, - geometriai (alakhűség), és felületminőségi (érdesség) vizsgálatok a forgácsolás után. Mindezen vizsgálatok összehangolt célja a hibrid anyagok megmunkálásának jobb megismerése, és annak a kérdésnek a megválaszolása, hogy a komplex vizsgálatok alapján, azoknál egyszerűbb, olcsóbb vizsgálatok alkalmasak lehetnek-e a folyamat állapotfelügyeletére. A kutatások célja tehát annak kiderítése, hogy a nagybonyolultságú integrált mérőrendszer alkalmazása milyen feltételek mellett helyettesíthető egy viszonylag egyszerűbb, és várhatóan olcsóbb mérőrendszerrel az eljárás minőségi paraméterei változásának kimutatására. Ennek alapján jelzést lehet adni a szükséges beavatkozásra, amikor cserélni kell a forgácsoló szerszámot, illetve változtatni kell a technológián. A kísérleti eredmények kiértékeléséhez a mérőrendszerek saját szoftverein kívül - a forgácsoló erő vizsgálatához egy MATLAB környezetben írt saját kiértékelő programot, míg - a korrelációs erősségek meghatározásához pedig az EXCEL szoftver korrelációs szolgáltatását tervezem használni. A kutatási célkitűzések megvalósítása érdekében a komplexitás minél teljesebb figyelembe vételével, valamint a lehetőségek (géppark, műszerek, stb) elérhetősége alapján, a 3.1 táblázat szerinti kutatási tervet állítottuk össze.



3.1 táblázat – kutatási terv Kísérletsorozat

Próbatest

Előzetes vizsgálatok marógépen

brazing sheet 3 rétegű alumínium

Kereszt esztergálás

Szinterfém, ill. alumínium henger, benne különböző keménységű (alumínium, C45 acél, szerszámacél, és bronz dugók)

Ortogonális esztergálás

Alumínium hengerek, benne azonos anyagú (C45), ám különböző módon hőkezelt dugók

Forgácsoló erő vizsgálata

KISTLER erőmérő + Matlab adat feldolgozás

KISTLER erőmérő + Matlab adat feldolgozás

Rezgés

A vizsgálati módszer Forgácsolási Gyorskamera hőmérséklet

DLI analizátor

WUHAN Guide hőkamera

iSpeed kamera

CMVA10 analizátor (SKF gyártmány)


iSpeed kamera

2135 analizátor (CSI gyártmány)



FLIR hőkamera


FLIR hőkamera

Alakhűség, Felületminőség

AGEMA hőkamera

iSpeed kamera

alakhűség felületi érdesség

Brüel&Kjaer analizátor



4. Kísérleti próbatestek, alkalmazott szerszámok és technológiai adatok A kísérletsorozat időben és feladatában is három, jól elkülöníthető részre oszlik. Ennek megfelelően a kísérletekhez használt anyagok előkészítését is három szakaszban tárgyalom. 4.1 Előzetes vizsgálatok marógépen A vizsgálat tárgya a járműiparban széles körben használt „brazing sheet”, amely szendvics jellegűen, három különböző vegyi összetételű és mechanikai tulajdonságokkal rendelkező, egymásba hengerelt alumínium lemezből álló hibrid anyag. A próbatest anyagainak vegyi összetétele és mechanikai tulajdonságai a 4.1 táblázatban láthatók. 4.1 táblázat – Az előzetes vizsgálatokhoz használt próbatestek vegyi összetétele Anyag 3003 4343

Si 0,430 7,800

Fe 0,180 0,250

Cu 0,140 0,050

Mn 1,100 0,020

Mg 0,0030 0,0200

Cr 0,004 0,010

Zn 1,450 0,010

Ti 0,1500 0,0200

Rm 110 MPa 145 MPa

ReH 41 MPa 70 MPa

HB 28 39

Látható, hogy a „szendvics” egyes rétegeinek vegyi összetételében és mechanikai tulajdonságaiban jelentős különbség van, amely a megmunkálás során is figyelembe veendő. Kívül, azaz a „szendvics” külső felületén van a 4343-as, míg belül a 3003-as ötvözet. A próbatest hőkezelés és előzetes metallográfiai vizsgálatok nélkül a 6.1 ábra szerint méretre vágva került föl a marógépre.

4.01- ábra Az előzetes marási vizsgálat technológiai vázlata

A marás főbb adatai a következők voltak: - KOMUNARAS marógép, 676 P típus, - Ceratizit Maximill A270.50.R.05-12 típusú marószerszám, - LW610 bevonat nélküli, keményfém lapka - fordulatszám n= 1330/min - forgácsolási sebesség: vc = 288 m/min (4,8 m/s) - előtolás: vf = 400 mm/min. 33 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű járműanyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


4.2 Keresztesztergálás Az egyes feladatok technikai megoldásának egzaktabbá tétele, valamint az optikai rálátás biztosítása és a vizsgáló eszközök jobb elhelyezése, kihasználása érdekében keresztesztergálást választottam.

4.02a- ábra A keresztesztergáláshoz használt próbatestek vázlatos rajza

4.02b- ábra A keresztesztergáláshoz használt próbatestek fényképe

A vizsgált próbatestek anyaga egy hengerből, és egy abba zsugorkötéssel beleerősített, más anyagból készült dugó volt. A próbatestek anyagát takarékossági okokból nem kereskedelemből szereztük be, hanem a kutató munkát támogató cégektől (Alcoa-KÖFÉM és Technoplast) ún minta érték nélkül címszó alatt, akik a próbatestek anyagának vegyi összetételére nézve sajnos nem tudtak garanciát vállalni. Emiatt a próbatesteknek mind a vegyi összetételét, mind pedig a mechanikai tulajdonságait, és a metallográfiai szövetszerkezetét meg kellett vizsgálni. 4.2 táblázat – A próbatestek adatai

Próbatestek mérete Henger: külső átmérő 90 mm, kezdeti hosszúság 100 mm Dugó: külső átmérő 90 mm, kezdeti hosszúság 100 mm

A vizsgálathoz előkészített próbatestek azonosítási száma és anyaga Nr. 1-1 S1 SD11E szinterfém

Nr. 1-2 S2 SD11E szinterfém



Alu ötvözet

Alu ötvözet

Sárgaréz

AZ91 Mg ötvözet

Nr. 2-1

Nr. 2-2

Nr. 2-3

Nr. 2-4

Nr. 2-5

Nr. 2-6

Alu ötvözet (Zn)

Alu ötvözet

Alu ötvözet

Alu ötvözet (Zn)

Alu ötvözet (Zn)

Alu ötvözet

Alu ötvözet (Mg)

húzott köracél

húzott köracél

rozsdamentes acél

Sárgaréz

nincs

A próbatestek vegyi összetételét a BME Gépészmérnöki Kar Anyagtudományi és Technológiai Tanszékének laboratóriumában ellenőriztük. Az ellenőrzéshez PMI-MASTER SORT típusú, hordozható spektrométert használtunk, amely nagyfrekvenciás, ívhúzó eljárással működik argon vagy levegő környezetben.



4.03 ábra PMI Master Sort spektrométer

4.04 ábra A mintavevő fej

4.3 táblázat – Az alaptest (henger) anyagának vegyi összetétele [%]

4.4 táblázat – A dugó anyagának vegyi összetétele [%]

A próbatestek vegyi összetétele a 4.3 és 4.4 táblázatokban látható. Megjegyzem, hogy a gyártóktól kapott próbatestek vegyi összetétele a szigorú előírásoknak nem feleltek meg, ezért is nehézkes a mérések alapján az egyes ötvözetek beazonosítása.



Az Nr.1.4 dugó kereskedelemből származó AZ91 anyag volt, annak a vegyi összetételét nem vizsgáltam. Az ellenőrzés eredményeképpen megállapítható, hogy a hengerek közül - az 1.1, a az 1.2 és az 1.3 sorszámúak korábban ellenőrzött összetételű szinterfémből, - a 2.1, a 2.4 és a 2.5 sorszámúak, valamint - a 2.2, a 2.3 és a 2.6 sorszámúak azonosnak tervezett, leselejtezett, de az amerikai számozás szerint mindenképpen 3xxx-es sorozatú, alumínium ötvözetből készültek. Ezzel szemben a dugók vegyi összetételének elemzése után kiderült, hogy - a 2.2-es egy Mg-s ötvözet, amely elvileg keményebb, mint a henger, amely igen nagy valószínűséggel 5456-os, de mindenképpen 5xxx-es kódszámú ötvözet, - a 2.3 és a 2.4 gyengén ötvözött szénacél, valószínűleg C45-ös, míg - a 2.5 sorszámú egy erősen ötvözött krómacél, valószínűleg 1.4034-es kódszámmal. Az összeszerelt próbatestek közül a további vizsgálatokra kiválasztott darabokon keménységmérést is végeztünk a BME GJT anyagvizsgáló laboratóriumában. Az ún. Brinell keménységméréshez alkalmazott acélgolyó átmérője 2,5 mm, míg a nyomóerő 153 N ill. 613 N volt. A keménységet a lenyomat átmérője alapján határoztuk meg, és megállapítottuk, hogy az internetes anyagkatalógus alapján becsült adatoktól való eltérés mintegy 10-15% körül van. A továbbiakban természetesen a saját, mért adatainkat használtuk. 4.5 táblázat – A próbatestek Brinell keménység adatai Próbatest Henger Dugó

1.1 105 79,6

A próbatesteken mért Brinell keménység átlagos értéke (HB) 1.2 1.3 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 109 117 39,8 36,6 38,1 37,3 36,6 105 218 67,3 191 225 251

4.05 ábra – Hannemann típusú mikrokeménység mérő készülék

2.6 41,5 225

4.06 ábra – A mikrokeménység (HV) eloszlása a betét/tüske kerülete mentén

A kiválasztott próbatestek dugói közül, a 2.3 és 2.4 sorszámúak anyagát ún mikrokeménység vizsgálatnak is alávetettük, amely arra világított rá, hogy a dugó keménysége nem állandó a kerület mentén, hanem változó, ami szintén gerjesztő hatású lehet, bizonyos frekvenciákon. 36 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű járműanyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


4.07 ábra – A 2.1, 2.4 és 2.5 aluminium henger anyagának szövetszerkezete (Mg ötvözet)

4.08 ábra – A 2.3 és 2.4 dugók anyagának szövetszerkezete (szerkezeti acél)

A megmunkálási jellemzőkre kihatással van a próbatestek szövetszerkezete, ezért mikroszkópos metallográfiai vizsgálatnak vetettük alá a próbatesteket. Az eredmények közül kettő a 4.07. és a 4.08 ábrákon látható, míg a többi az M03 mellékletben megtekinthető. (Az eredmények összevethetőségéhez ez fontos adat.)

4.09a- ábra A keresztesztergálási folyamat vázlata

4.09b - ábra Az egyik próbatest az eszterga tokmányban

A keresztesztergálás főbb adatai a következők voltak: - EU-400/01 eszterga, - Mitsubishi SEET13T3, AGEN-JL F7030 TIN, - Előtolás: vf = 0,1 mm/fordulat, - Fogásmélység: a = 0,5 mm, - fordulatszám n= 560/min, ill. 1060/min, - átlagos forgácsolási sebesség: vc = 162 m/min, ill. 330 m/min (2,7 m/s ill. 5,5 m/s). 37 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű járműanyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


4.3 Ortogonális esztergálás A forgácsolási vizsgálatoknál az egyes jellemzők jobb szétválaszthatósága érdekében szabadforgácsolást, mint jól modellezhető eljárást szokás választani. A folyamat egyszerűbb megfigyelése érdekében vizsgálatokat folytattam ilyen beállításokkal is. Az ehhez szükséges próbatestek alapanyagát a kereskedelemben szereztem be. A henger anyaga AlMgSi1F30 alumínium ötvözetből készült, ϕ110-es rúd, míg a dugó anyaga ϕ22-es, C45 minőségű húzott köracél. A dugó többféle keménységét különböző hőkezelési eljárásokkal állítottuk be. Az edzés és megeresztés megfelelő paramétereit a BÖHLER [F9.06-2013], illetve a ThyssenKrupp [F9.07-2013] ajánlásai alapján határoztam meg. -

4.10a ábra Az ortogonális esztergáláshoz előkészített próbatestek vázlatos rajza

4.10b ábra Az ortogonális esztergáláshoz előkészített próbatestek fényképe

A folyamat első lépése az ún átedzhető átmérő meghatározása volt, amelyhez a szakirodalomból (idézi Lovas [F1.14– 2012]) ismert Grossmann-formulát használtam. Erre azért volt szükség, mert a dugó felülete mindenképpen gyorsabban hűl, mint a belseje, azaz kívül és belül nem lesz azonos a keménység. A különbség annál nagyobb, minél nagyobb a dugó átmérője. Ebből a szempontból tehát célszerű lett volna minél kisebb átmérőjű dugót választani. A forgácsoló erő, a hőmérséklet és a rezgés mérése szempontjából viszont határozottan előnyösebb a minél nagyobb átmérőjű dugó, ezért kompromisszumos megoldást kellett keresni. A Grossmann-formula értelmében a hengeres próbatest átedzhető átmérője ideális esetben, a vegyi összetevők függvényében a következőképpen határozható meg: Did50 = 8 . 1,1 (8-n) .

. (1 + fMn . Mn%) . (1 + fSi .Si%) . (1 + fCr . Cr%)

(4.1) 38

Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű járműanyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


ahol n az ASTM szabvány szerint az 1 mm2 –re eső szemcsék száma, fxx a különböző ötvözőelemekhez tartozó korrekciós tényező, míg a vegyjel helyére az ötvözetben szereplő elem %-ban megadott mennyiségét kell beírni. Mivel a C45 acél összetétele ismert (C=0,45%, Si= 0,3 %, Mn= 0,7%), ezért a részletszámítások mellőzésével Did50=30,8 mm adódik. Ezt az ideálisnak tekintett értéket meg kell még szorozni a hűtés körülményeit figyelembe vevő, tapasztalati tényezővel. Esetünkben (vízhűtés, közepes áramlással) ez a tényező Grossmann szerint 0,75-re adódik, amiből d = 0,75 . 30,8 = 23 mm adódik. A kereskedelemben az adott pillanatban kapható, ehhez legközelebb eső átmérőjű húzott köracél ϕ22-es volt, így azt választottam a kísérletezéshez. A katalógus adatok alapján az edzés után HRc = 57 lesz, míg a megeresztés után a 4.04 táblázatban rögzített adatok várhatók. 4.6 táblázat – A dugó szilárdsági paraméterei katalógus adatok alapján

(Forrás: Böhler és Thyssen-Krupp adatok – ld. az M-01 mellékletet) Katalógusokból kiolvasott adatok Megeresztési hőmérséklet

HRc keménység

HB keménység

100 0C 200 0C 300 0C 350 0C 400 0C 500 0C

57 54 49 42

607 549 472 393 252 204

Rm szakító szil.

A katalógus adatokból interpolált adat HV keménység

850 690

761 644 518 416 254 205

A dugó keménységét illetően nem elégedtem meg a katalógus adatok interpolációja módszerével, hanem a hőkezelés után keménységet, és mikrokeménységet is mértem, továbbá mikroszkóppal megvizsgáltam a szövetszerkezetet is. A hőkezelés első lépése az edzés volt, amelyet a tanszéki laboratóriumban található, OH 63 típusú kemencében történő felfűtés (830 0 C ), majd a vízben történő lehűtés követett. 4.7 táblázat – A dugók hőkezelési adatai (edzés)

Edzés

Nr. 1. dugó

Nr. 2. dugó

Nr. 3. dugó

Nr. 4. dugó

Nr. 5. dugó

Felfűtés: Hőntartás Hűtés

T= 830 0C 15 perc víz





4.8 táblázat – A dugók hőkezelési adatai (megeresztés) Megeresztés

Nr. 1. dugó

Nr. 2. dugó

Nr. 3. dugó

Nr. 4. dugó

Nr. 5. dugó

Felfűtés: Hőntartás Hűtés

T= 100 0C 60 perc levegő







A C45-ös keménységmérési mintákból egy ún gyémántszemcsés darabolóval pogácsa alakú, 2x5 db kisméretű próbatestet vágtam le, majd azokat hőkezelésnek vetettem alá, az előzőekben ismertetett adatokkal (hőmérséklet, hőntartási idő, hűtőközeg).

4.11 ábra Hannemann-féle mikrokeménységmérő

4.12 ábra A vizsgálandó próbatestek

A 4.13 ábrán a vízszintes tengelyen a próbatest palástjától a középpontja irányában mért távolság látható mm-ben, míg a függőleges tengelyen a mért HV keménység értéke látható. (Részletes mérési adatok az M02 mellékletben.)

4.13 ábra A mikro-keménység értéke, a dugó palástjától a középpontja felé mért Δr távolság függvényében

4.14 ábra A Δr távolság értelmezése a dugón belül

A 4.13-es ábrán az egyes mérési sorozatok sorszáma a próbatest (dugó) sorszámával egyezik, vagyis pl az 1-es sorozat az Nr.1. próbatest (dugó) mért keménységi adatait jelenti.



A 4.13 ábrából látható, hogy a keménység a próbatest középpontjától mért radiális távolságtól függ. Az esztergakés ebben a radiális irányban változó keménységű közegben forgácsol, de az excentrikusan elhelyezett dugó miatt nem azonos dugó koordináta rendszerbeli sugáron elhelyezkedő anyagot választ le, hanem a két körív által meghatározott vastagságú anyagban halad. 4.9 táblázat – Az egyes dugók mikrokeménysége a palásttól mért különböző távolságokban A palásttól mért Δr távolság mm-ben Mért adatok

2 mm 4 mm 8 mm Katalógus alapján interpolált keménység Az általam bevezetett, ún. jellemző keménység

Az egyes dugók mikrokeménysége a palásttól a dugó középpontja felé mért, különböző távolságokban [HV] Nr. 1 Nr. 2 Nr. 3 Nr. 4 Nr. 5 848 592,5 498,5 387 324,5 848 612 498,5 397,5 336 424 389 368 305 298 761 644 518 254 205 700

600

500

400

300

Az előzőek miatt úgy határoztam, hogy bevezetem a dugó „jellemző keménysége” elnevezésű fogalmat, amelyet a katalógus adatok és a mérési adatok átlagolása, és a kapott érték kerekítése alapján határozok meg, s amelyet az egyes dugókra nézve állandónak tekintek a forgácsolás során. A részletes mérési adatsorokból látható, hogy a gyémántszemcsés vágókoronggal, folyamatos vízzel való hűtés közben felvágott pogácsák trendjükben közelítik az elméletileg elvárt keménységi értékeket (ld. M02 melléklet).

4.15 ábra Az Nr. 1. dugó szövetszerkezete a palást szélén (500x nagyítás)

4.16 ábra Az Nr. 1. dugó szövetszerkezete a palásttól 4 mm-re (500x nagyítás)

4.17 ábra Az Nr. 1. dugó szövetszerkezete a palásttól 8 mm-re (500x nagyítás)

Az adatsorból kiragadtam a Δr = 2, 4 és 8 mm távolságban mért keménység értékeket. Az ortogonális esztergálás során ebben a Δr „mélységben” történő forgácsolás során mértem a 41 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű járműanyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


forgácsoló erőt, a rezgést és a hőmérsékletet, és ezekhez a keménységi értékekhez rendelem hozzá a mérendő forgácsoló erőt és a különböző rezgésparamétereket (rezgéserősség, gyorsulás burkológörbe, stb.). Az azonos anyagú (C45), de különbözőképpen hőkezelt dugókon szövetszerkezeti (metallográfiai) vizsgálatot is végeztem, melynek eredményét az M03 mellékletben láthatjuk. A legkeményebb dugó mikroszkópos vizsgálatának eredményei a 4.15-4.17 ábrákon láthatók.

4.18 ábra Az ortogonális esztergálás vázlatos rajza Az ortogonális forgácsolás főbb adatai - Szerszámgép: EU-400/01 eszterga - Fordulatszám: n = 265/min, - Előtolás: vf = 0,1 mm/fordulat - Forg. sebesség: vc = 78 m/min (1,3 m/s) - Szerszám-1: L151F - SAFM/P25 MT-5 Mircona - Szerszám-2: Sandvik COROMANT - R154.91-25-25-30 - R154.91-3300-S18810



5. A kutatás eszközei és módszerei A forgácsolási vizsgálatokat esztergálási és marási műveleteknél hajtottuk végre. A vizsgálatoknál fontos volt, hogy a megfelelő felműszerezés és az optikai rálátás körülményeit biztosítani tudjuk, ezért hagyományos gépeket használtunk. Az egyes forgácsolási műveletek során az 5.1 táblázatban felsorolt szerszámokat használtuk. A kísérletekhez használt mérőeszközök a 6.1, 6.7, 6.8, 6.9, 6.10, 6.11, 6.12, 6.13, 6.14, 6.18 ábrákon láthatók. 5.1 táblázat – Összefoglaló, a forgácsolás főbb, jellemző adatairól Forgácsolás jellemző adatai

Szerszámgép típusa

Forgácsoló szerszám (lapka)


Fordulatszám n= 1330/min Előtolás: vf =400 mm/min Fogásmélység: a=1 mm Forg. sebesség: vc = 288 m/min (4,8 m/s) :

KOMUNARAS marógép, 676 P típus,

Ceratizit Maximill A270.50.R.05-12 típusú marószerszám, LW610 bevonat nélküli, keményfém lapka

Keresztesztergálás

Fordulatszámok: n = 1060/min, n= 530/min Előtolás: vf = 0,1 mm/ford, Fogásmélység: a=0,5 mm. Forg. sebesség: vc = 162 – 330 m/min (2,7-5,5 m/s)

EU-400/01 eszterga

Mitsubishi SEET 13T3 AGEN-JL F7030 TIN


Fordulatszám: n = 265/min, Előtolás: 0,1 mm/fordulat Forg. sebesség: 78 m/min (1,3 m/s)

EU-400/01 eszterga

L151F SAFM/P25 MT-5 Mircona Sandvik COROMANT R154.91-25-25-30 R154.91-3300-S18810

5.1 Termikus folyamatok vizsgálata A korábbiakban leírtak szerint a szerszám és a forgács kontaktfelületének átlagos hőmérséklete mérési módjára nézve többféle lehetőség (kaloriméter, hőelem, hőjelző festékek, ill. a termográfia) volt. Ezek közül a szakirodalmi ajánlások, illetve a tanszéki tapasztalatok N.G. Hai [F3.09-1991], Takács-Szilágyi et al [F5.03-1990], [F5.04-1990], valamint Ozsváth [F3.25-2009], továbbá Kégl és Szabó [F1.08-1995] alapján a szóba jöhető módszerek közül a hőkamerát választottam. A mérési eljárás lényegét a FLIR leírás alapján [F9.03-2013] a továbbiakban röviden ismertetem.

43 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű anyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


A hősugárzás Kirchhoff tétele szerint egy testre érkező hősugárzás egyrészt elnyelődik (abszorpció), másrészt visszaverődik (reflexió), harmadrészt pedig továbbítódik (transzmisszió), azaz α (abszorpció) + ρ (reflexió) + τ (transzmisszió) = 1

(5.1)

ahol α, ρ és τ anyagjellemzők, amelyeket a hősugárzás meghatározása során figyelembe kell venni. A szakirodalom [F2.17-2004], [F2.20-2009] szerint a spektrális emissziós képesség e (ν,T) és a spektrális abszorpciós képesség a(ν,T) hányadosa állandó minden testre, azaz E (ν, T) =

ν ν

(5.2)

ahol minden test emissziós és abszorpciós képessége azonos az abszolút fekete testével. A fenti elven, azaz a kisugárzott hőenergia spektrális eloszlásán alapul a termográfia, azaz a hőkamerás hőmérsékletmérés. Lehetőségem volt arra, hogy a kísérletekhez többféle hőkamerát használjak, melyek legfontosabb jellemzőit az 5.2 táblázatban foglaltam össze. 5.2 táblázat – A vizsgálathoz használt hőkamerák főbb adatai A kamera főbb tulajdonságai Detektor

Felbontás Spektrum Hőmérséklet mérési tartomány Adatgyűjtés, adatfeldolgozás Alkalmazás

A vizsgálathoz használt kamera típusa és főbb adatai WUHAN Guide IR928 AGEMA880 LWB FLIR SC325 amorf szilikon HgCdTe kvantum-fluxus FPA (Focal Plane Array) mikrobolométer detektor, egy folyékony típusú, hűtés nélküli nitrogén hűtésű, ún. mikrobolométer Dewar kamra fölött elhelyezve 320xx240 pixel 320 x 240 pixel 8-14 mikrométer 8-12 7,5 – 13 mikrométer -20 0C – tól -20 0C – tól -20 0C – tól +1500 0C - ig +1500 0C - ig +350 0C - ig IIA System szoftver Ún. vonali üzemmódban 60 kép/sec 2500 Hz frekvenciával FLIR Research IR Max adatfeldolgozó szoftver Előzetes vizsgálatok Marás szimulációja Marás szimulációja marógépen esztergálással esztergálással Marás szimulációja esztergán


A tanszéken korábban is volt használatban egy AGEMA 880 LWB hőkamera, amelyet ún vonali üzemmódba kapcsolva, nagy sebességű folyamatok megfigyelésére is lehet használni. A szenzort le kell hűteni 77K hőmérsékletre, amely azzal az előnnyel jár, hogy nagy lesz a különbség a szenzor és a mérendő tárgy hőmérséklete között, ami a Stefan-Boltzmann törvény 44 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű anyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


szerint (a hőmérséklet negyedik hatványa miatt) eleve erős jelet szolgáltat, másrészt a jel/zaj viszony is javul. A Stefan-Boltzmann törvény ugyanis kimondja, hogy az ún fekete test által kisugárzott energia a test hőmérsékletének negyedik hatványával arányos, azaz E = σ . T4 [W] σ = 5,67 . 10

-8

[

(5.3)

] az ún. Stefan-Boltzmann állandó. A másik két kamera más elven

működik, azok használatához nem szükséges a folyékony nitrogénnel való hűtés. 5.2 A forgácsoló erő vizsgálata, az adatok feldolgozásának módja A forgácsoló erő meghatározására szolgáló eljárások közül a számítások többnyire csak egy statikus erőt adnak meg, noha a forgácsoló erő változik. A forgácsoló erőnek az időbeli változását emiatt méréssel kell meghatározni. Erre vonatkozóan a korábban általánosan használt, hagyományos módszerek (rugós erőmérő, hidraulikus erőmérő, villamos ellenállás változáson, maradó alakváltozáson, vagy teljesítménymérés alapján történő erőmérés) helyett a korszerű, piezoelektromos elven működő KISTLER cellás erőmérőt (ld. 5.2 táblázat). A forgácsolás erőviszonyai az 5.1 ábrán láthatók.

5.1 ábra – A forgácsolás erőviszonyai (Forrás: F1.15 – 2012]) A forgácsolási erő adatait egy A/D konverteren feldolgozva txt fájlokban tárolta a számítógép, amely adatokat később a Matlab szoftverben írt program segítségével dolgoztam fel. A feldolgozó program folyamatábrája az 5.2 ábrán látható. 45 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű anyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


5.2 ábra – Az erőmérés adatainak feldolgozására írt Matlab program folyamatábrája 5.3 táblázat – a forgácsoló erő méréséhez használt eszközök Tulajdonságok Erőmérő típusa Kalibrált mérési tartomány Kalibrációhoz használt eszköz Merevség Linearitás Sajátfrekvencia Adatfeldolgozás Alkalmazás

Az erőmérő és kiegészítő berendezéseinek főbb adatai KISTLER 9265B + 9441B dynamometer, 5001 töltéserősítő -20/+20 kN PCE/FG500 erőmérő (www.pce-instruments.com ) cx és cy = 0,8 pC/N, míg cz =2 kn/N a teljes mérőtartományra vonatkoztatva < +-0,5%; 1,5 kHz 10 kHz mintavételezés és A/D konverzió után a MATLAB 2010b szoftverrel kereszt esztergálás ortogonális esztergálás



5.3 Folyamatdinamika, rezgéselemzés A rezgéselemzés alapját általában egyrészt a felvett időfüggvény vizsgálata, másrészt pedig az időjel Fourier transzformáltjának, azaz a spektrumnak a vizsgálata jelenti. Hivatkozva a szakirodalomra [F1.05-1977], [F2.06-1979] röviden ismertetem a rezgésanalízis módszerét. Fourier tétele alapján minden periodikus függvényt különböző amplitúdójú, és többféle fázisú harmonikus rezgésre lehet felbontani. A Fourier által megfogalmazott tétel szerint 



k 0

k 1

f (t )   ak cos( k t )   bk sin(k t ) .

(5.4)

ahol f (t) periodikus időfüggvény, amely definíció szerint kielégíti a következő feltételt: f(t) = f(t + nTo),

-   n  + .

(5.5)

A feltétel azt jelenti, hogy minden, a t független változótól függő f(t) függvényérték a T0 periódusidő egész számú többszöröse után megismétlődik. A sorba fejtésben az egyes diszkrét rezgések amplitúdóit és fázisát az ak és bk együtthatók (Fourier-együtthatók) adják meg. Ezek az alábbi integrálokból számíthatók ki, ha az f(t) időfüggvény matematikailag kifejezhető alakban áll rendelkezésre: 2 ak  T0

T0 / 2

 f (t ) cos (k0 t )dt

T0 / 2

2 bk  T0

(5.6) (5.7)

T0 / 2

 f (t ) sin (k 0 t )dt ,

T0 / 2

1 a0  T0

T0 / 2



f (t )dt .

(5.8)

T0 / 2

A T0 periódusidőre és az ωk körfrekvenciára érvényes a következő összefüggés: k  k 0 

2 k  2f0 k T0

(5.9)

Az f0 = 1/T0 mennyiség az f(t) periodikus függvény alapfrekvenciája Mindez tehát azt jelenti, hogy egy periodikus függvény az f0 alapfrekvenciájú és egész számú többszöröseinek megfelelő frekvenciájú, diszkrét harmonikus rezgésekre bontható, azaz sorba fejthető. Az f(t) függvény Ak és k értékekkel leírt spektrumát az k = k0 helyeken függőleges vonalakkal ábrázolják, amely vonalak hosszúságát az Ak, ill. k adják meg. Az 47 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű anyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


ilyen spektrumot ezért vonalas spektrumnak nevezik. Két ilyen szomszédos vonal előfordulási helyének távolsága fordítva arányos a periódusidővel és ezt az alábbi összefüggés írja le: f 

1 2 , ill.   . T T0 0

Ez azt jelenti; hogy a vonalak annál sűrűbben követik egymást, minél nagyobb a jel T0 alapperiódusa, ill. minél kisebb a jel f0 alapfrekvenciája. A rezgésméréshez használt mérő-elemző rendszer egy piezoelektromos gyorsulásérzékelőből, a hozzátartozó kábelből, egy rezgés-analizátorból, a hozzá tartozó adatfeldolgozó szoftverből, valamint esetenként egy-egy szakértői rendszerből állhat. Ez utóbbi (szakértői rendszer) viszont esetünkben nem jellemző, hiszen a feladat speciális jellege miatt ilyen rendszer nem áll rendelkezésre.

5.3 ábra – A rezgésvizsgálatokhoz használt műszerek elvi felépítése

5.4 ábra – A piezoelektromos gyorsulásérzékelő elvi felépítése

A rezgésmérés egyik legfontosabb eleme az érzékelő, amely esetünkben minden alkalommal egy piezoelektromos elven működő gyorsulásérzékelő, amelynek jeléből a rezgés-analizátor integrálás révén adja a sebességet és az elmozdulást. A rezgésérzékelő karakterisztikája (érzékenység, frekvenciasáv, rezonanciafrekvencia, stb.) a mérés során alapvető fontosságú. Éppen ezért a mérés-sorozat folyamán a lehetőségek szerint mindig az adott feladathoz legjobban illő érzékelőt használtam. A rezgést leíró függvények (elmozdulás, sebesség, gyorsulás) közül a szerszámgépes alkalmazás a két utóbbit, melynek időjelét csúszó átlagolás (overlapping) után különböző szűrőkön (Flat-top, Hanning, stb.) kell átengedni. Az adott esethez tartozó beállítást az adott mérés adatai mellett megadtam. A rezgésjelek feldolgozásához több, az irodalomban elfogadott módszert használtam. Ezek egyike a rezgésmérővel fölvett időjelek (gyorsulás és sebesség) közvetlen elemzése, másrészt az időjelek gyors Fourier transzformációja (közkeletű rövidítése szerint FFT) révén keletkező spektrumok elemzése, illetve az egyes műszergyártó cégek által kidolgozott, posztprocesszáló eljárások (pl. SKF Envelope Acceleration, CSI PeakVue, stb.) alkalmazása után 48 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű anyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


kapott jelek elemzése. Ez utóbbiak jellemzője, hogy a kapott értékeket csak az ugyanolyan beállítás (térben, időben, paraméterek) mellett mért értékekkel lehet összehasonlítani, azaz például az egyik gyártó cég rezgés-analizátora által feldolgozott jel nem hasonlítható össze egy másik cég – elvileg hasonló - eljárással mért jelével. A tévedések elkerülése érdekében emiatt ezeknek általában más és más elnevezésük, illetve mértékegységük van. Pl az SKF poszt-processzált jelének neve gyorsulás burkológörbe (Envelope Accelaration), s a mértékegysége gE, nem pedig g (9,81 m/s2). A legtöbb cég által használt poszt-processzáló eljárás (PeakVue, Spike Energy, etc.) általában a mért rezgésjeleknek az ún Hilbert transzformációján alapul, amelyek kiemeli az ütközés közben keletkező tranziens jeleket. Mivel a kutató munkám során elsősorban az SKF által szabadalmaztatott gyorsulás burkológörbe (Envelope Acceleration) eljárást használtam, ezért bővebben csak ezt ismertetem az eredeti szabadalmi leírás [F9.13-1994] alapján. A többi esetben csak hivatkozom a szakirodalomra. Az SKF által kidolgozott Envelope Acceleration eljárás blokkvázlata az 5.5 ábrán látható. A rendszer egyrészt a mérendő géphez (5) rögzített gyorsulásérzékelőből (10), a jelkondicionálóból (15), a választható, Bessel típusú sávszűrőkből (22-24-26-28), a kapcsolóból (30), az ún Envelope detektorból (40), egy aluláteresztő szűrőből (50), illetve az FFT analizátorból áll.

5.5 ábra – A gyorsulás burkológörbe (Envelope Acceleration) eljárás blokkvázlata az eredeti szabadalmi leírás alapján [F9.14-1994] A sávszűrés célja az, hogy csak az abba a sávba tartozó frekvenciájú jeleket engedje tovább. Ehhez a rendszer ún Bessel típusú sávszűrőt használ, amelynek az az előnye, hogy a jel eredeti hullámalakját megtartja. A választható frekvenciasávok a következő: - 22-es szűrő: 0.5 Hz – 10 Hz, - 24-es szűrő: 5 Hz – 100 Hz, - 26-os szűrő: 50 Hz – 1 kHZ, - 28-as szűrő: 500 Hz – 10 kHz 49 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű anyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


Meg kívánom jegyezni, hogy a sávszűrők frekvenciahatárai időközben többször változtak ([F9.15-2013], [F9.16-2013], [F9.17-2013]), de itt az eredeti szabadalom szerint értelmezett sávhatárokat adtam meg. Ami magát az Envelope detektort illeti, ott a trigonometrikus sorba fejtett függvény (rezgésjel) négyzetre emeléséről van szó, amelynek következtében egy szinuszos tagok szorzatából álló függvény keletkezik. Az alábbi, ismert trigonometriai összefüggés felhasználásával: 1 sin   sin    cos    cos   2 a függvény szétválik egy kisebb (α - β) és egy jóval nagyobb (α + β) frekvenciájú komponensre, melyek közül csak a kisebb frekvenciájú komponens esik bele a mérési tartományba. Az FFT eljárás ezek után már csak az (α - β) frekvenciájú összetevőkre vonatkozik. Az eredményként kapott jel neve gyorsulás burkológörbe (Envelope Acceleration) mértékegysége gE, ami nyilván nem vethető össze az eredetileg értelmezett gyorsulásjel g (9,81 m/s) mértékegységével. 5.4 táblázat – A vizsgálatok során használt rezgés-analizátorok A rezgésméréshez (elemzéshez) használt analizátorok főbb adatai DLI Watchman adatgyűjtő és analizátor

CMVA10 adatgyűjtő és analizátor

CMVA60 adatgyűjtő és analizátor

CSI 2130 kétcsatornás analizátor

Érzékelő(k) típusa, jellemzői

triaxiális gyorsulásérzékelő

CMSS2200 100 mV/g

CMSS2200 100 mV/g

A0760 GP gyorsulásérzékelő 100 mV/g

Tartozékok

kábelek

kábelek

kábelek

kábelek

Szoftver

ALERT

Prims4

Prism4

Gyártó

Azima-DLI

SKF

SKF

Emerson

Felhasználás


Marás szimulációja esztergálással Ortogonális esztergálás

Marás szimulációja esztergálással Ortogonális esztergálás

Marás szimulációja esztergálással

3560B-140 hardver konfiguráció 4518-05 miniatűr gyorsulásérzékelő 0,5 – 20 kHz 100 mV/g 4514-A-021 gyorsulásérzékelő 1-10 kHz, 10 mV/g 4189-A-021 mérőmikrofon és előerősítő Pulse 16.1 Windows 7 Brüel & Kjaer Ortogonális esztergálás

A spektrumok ábrázolásának egy speciális módja, a vízesés diagram mellett az ún. Palogram (5.6 ábra), amely a rezgés-elemző munkát megkönnyíti. (Az SKF védjegye.)



5.6 ábra – A Palogram értelmezése 5.4 A forgácsolási folyamat elemzése gyorsfényképezéssel Az alumínium-acél hibrid próbatestek forgácsolási kísérletei során, a különböző feltételek mellett hőkezelt acéldugók forgács darabjainak különböző leválási módjainak vizsgálatára a korábban alkalmazott módszerek (pl. a munkadarab felületén a karcolatok deformációjának megfigyelése, optikai feszültségvizsgálat stb.) helyett a nagysebességű kamera alkalmazása mellett döntöttem. Ennek előnye, hogy a valóságban lezajló eseményeket rögzítve azok a későbbiekben, megfigyelés céljából, a valóságosnál lassabban lejátszhatók. A nagysebességű kamerákkal kapcsolatos problémákat Weltsch [F1.13-2012] négy csoportba osztja: - a felvételekhez szükséges fény előállítása, - a keletkező, hatalmas adatmennyiség tárolása, - a hosszú adatrögzítési idő, - a felvételi idő rövidsége. 5.5 táblázat – a nagysebességű kamera fontosabb jellemzői Tulajdonságok Típus Rögzítési sebesség Felbontás Fényforrás Alkalmazás

A gyorskamera és kiegészítő berendezéseinek főbb adatai Olympus iSpeed 33,000 kép/sec 320x240 pixel és 800x600 pixel között választható Olympus ILP-1 frekvenciafüggetlen fényforrás marás szimulációja esztergálással ortogonális esztergálás



A kamera fényérzékeny lapkáira jutó fény a rögzítés sebességével fordítottam arányos, ezért a természetes fény általában nem elegendő a nagyobb sebességű felvételekhez. Éppen ezért a hálózattól független, mesterséges megvilágítást kell alkalmazni. 5.5 A forgácsolt alkatrész geometriai vizsgálata Az eltérő anyagrészeknek a munkadarab végső alakjára, felületminőségére gyakorolt hatását csak az ortogonális esztergálás próbadarabjain végeztük el. Az elkészült munkadarabok elméleti alaktól való eltérésének mérését nemzetközi szabványok határozzák meg, melynek összefoglalóját az M12 mellékletben adom meg. A megadott jellemzők közül a körkörösségtől való eltérést (ISO 1101), és a felületi érdesség (ISO 1302) mérőszámait határoztam meg az 5.6 táblázatban felsorolt eszközök (Knorr-Bremse laboratórium, Budapest) segítségével. 5.6 táblázat – alakhűség és felületi érdesség vizsgáló eszközei Feladat Körkörösségtől való eltérés vizsgálata Felületi érdesség vizsgálata

Mérőeszköz és a fontosabb jellemzők MahrSurf XCR20 V1.20-4 (SP2) Mahr Perthometer PCV

Alkalmazás Ortogonális esztergálás utáni vizsgálat Ortogonális esztergálás utáni vizsgálat



6. A kutatás részterületei, a vizsgálatok lefolyása 6.1 Előzetes vizsgálatok marógépen A vizsgálatot egy 676P típusú marógéppel végeztük el, melynek fontosabb adatait illetően utalok az 5. fejezetre, és ezen belül az 5.1 táblázatra. A próbatestet úgy alakítottuk ki, hogy a „szendvics” három rétege függőlegesen álljon, s ez által a marófej kétszer is áthaladjon a vizsgálandó határrétegeken. A rezgésjeleket a főorsón, illetve a próbadarabot rögzítő satu oldalfalán vettem föl egyrészt időjelként, másrészt több (egy alacsonyabb, és egy magasabb) frekvenciatartományban. A 6.3. ábrán látható, hogy a határátmenetek a főorsón (az adott paraméter beállítás mellett) éppen csak észlelhetők.

6.1 ábra A mérőrendszer összeállítása

6.2 ábra A marófej hőkamerával készített képe

A hőkamerával rögzített képet a 6.2. ábrán láthatjuk, amelyből kivehető, hogy a forgácsolási folyamatban dolgozó lapkák és a marófej környezetének hőmérséklete – a várakozásoknak megfelelően - magasabb, mint a próbadarab távolabb eső részei.

6.3 ábra A főorsón fölvett rezgésjel időtartományban

6.4 ábra A főorsón fölvett rezgésjel frekvencia tartományban



6.2 Keresztesztergálás vizsgálata A vizsgálatokat egy EU-400/01 típusjelű, viszonylag nyílt munkaterű esztergagépen végeztem. A forgácsolási folyamat fontosabb adatai, valamint a vizsgálathoz eszközök a 6.1 táblázatban láthatók. A vizsgálatokat három mérési sorozatban folytattuk le. 6.1 táblázat – A vizsgálatok főbb adatai, mérőeszközök 1. vizsgálat (ezen belül több mérési alsorozat)

2. vizsgálat (ezen belül több mérési alsorozat)

3. vizsgálat (ezen belül több mérési alsorozat)

Főorsó fordulatszáma

n = 530/min n = 1060/min

n = 530/min n = 1060/min

Előtolás

vf =0,1 mm/ford

n = 265/min n = 530/min n = 1060/min vf =0,1 mm/ford

vf =0,1 mm/ford

Fogásmélység

a=0,5 mm

a=0,5 mm

a=0,5 mm

Átlagos forgácsolási sebesség

v= 162 – 336 m/min (2,7-5,5 m/s)

v= 84 – 336 m/min (1,4-5,6 m/s)

v= 162 – 336 m/min (2,7-5,5 m/s)

Hőkamerás mérés

WUHAN Guide

AGEMA

FLIR

Forgácsoló erő mérése, és az adatok feldolgozása

KISTLER dynamometer Matlab



Rezgésmérés

CMVA10 Microlog (SKF gyártmány)

21305 (CSI gyártmány)

CMVA60 Microlog (SKF gyártmány)

Gyorskamerás felvételek

iSpeed 2 kamera (Olympus)



A három vizsgálat sorozat összesen mintegy két éves időtartamban zajlott. A KISTLER erőmérő, és az iSpeed-2 gyorskamera beállításai minden esetben azonosak voltak. A különböző típusú és gyártmányú hőkamerák, valamint az ugyancsak különböző rezgésanalizátorok beállítási paramétereit értelemszerűen az egyes méréseknél adom meg. Az első sorozat célja az volt, hogy általános képet kapjunk a forgácsolási folyamat során keletkező erők időbeli változásáról, majd pedig azt a MATLAB szoftverrel elemezve az erőfüggvény spektrumáról. Ezt kiegészítette az SKF gyártmányú, CMVA10 típusú rezgésadatgyűjtő/analizátorral való mérés. A második sorozat célja egy nagyteljesítményű rezgés-adatgyűjtővel való adatrögzítés, majd azt követően azok kiértékelése és a korábbi rezgésvizsgálati adatokkal való összehasonlítás. A harmadik sorozat során a fő cél egyértelműen az volt, hogy a nagy teljesítményű, AGEMA hőkamerát vonali üzemmódba kapcsolva megállapítsuk a forgácsolási hőmérséklet időbeli változását. 54 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű anyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


6.5 ábra – A próbatest a tokmányban

6.7 ábra – A fordulatszám ellenőrzése

6.9 ábra – A KISTLER erőmérő ellenőrzése

6.6 ábra – A próbatest és a szerszám

6.8 ábra – A gyorskamera, fölszerelve

6.10 ábra – Az AGEMA hőkamera számítógépi háttere és a CMVA10-es rezgésanalizátor 55

Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű anyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


infrakamera MCT detektor

kereszt előtolás

érzékelés síkja

trigger adó

6.11 ábra – Az AGEMA hőkamera mérési összeállítása (a kamera, a detektorral és a trigger-jel adóval) 6.3 Ortogonális esztergálás vizsgálata A folyamat hatékonyabb tanulmányozása érdekében ortogonális szabadforgácsolási viszonyok között újabb próbatesteket vizsgáltam meg egy, a tanszéki műhelyben levő esztergagépen. Az esztergagép típusa EU-400/01, míg a főbb forgácsolási paramétereket illetően ismételten utalok az 5. fejezetre és azon belül az 5.1 táblázatra. Az erőmérőt a következő értékekre kalibráltam: - X irány (forgástengely iránya): 40 N/V - Y irány (vízszintes irány): 200 N/V - Z irány (függőleges irány): 100 N/V A vizsgálat – a feltételeknek megfelelően - ismét több sorozatban zajlott. A mérés azonosító jelének (6.2 és 6.3 táblázatok) értelmezését illetően utalok a 4.10-es és a 6.16, 6.17-es ábrákra. 56 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű anyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


A, Első sorozat – komplex ortogonális esztergálási vizsgálatok (B&K analizátor) 6.2a - táblázat – A próbatest beállítása (31-es próbatest) Nr. 31. Próbatest

Az esztergált borda sorszáma, és a mérés azonosító jele

Mérés sorszáma 1 2 3 4

1-es borda 31z1 31a1 31b1 31c1

Nr. 32. Próbatest



1-es borda 32z1 32a1 32b1 32c1

Nr. 33. Próbatest



1-es borda 33z1 33a1 33b1 33c1

Nr. 34. Próbatest


Mérés sorszáma 1 2 3 4 5 6

1-es borda 34z1 34a1 34b1 34b12 34b13 34c1

Nr. 35. Próbatest



1-es borda 31z1 31a1 31b1 31c1

2-es borda 31z2 31a2 31b2 31c2

3-as borda 31z3 31a3 31b3 31c3

Megjegyzés

z - 0 (csak Al) a - 2 mm (C45) b – 4 mm (C45) c – 6 mm (C45)

6.2b - táblázat – A próbatest beállítása (32-es próbatest) 2-es borda 32z2 32a2 32b2 32c2

3-as borda 32z3 32a3 32b3 31c3

Megjegyzés

z - 0 (csak Al) a - 2 mm (C45) b – 4 mm (C45) c – 6 mm (C45)

6.2c - táblázat – A próbatest beállítása (33-es próbatest) 2-es borda

Megjegyzés

3-as borda z - 0 (csak Al) a - 2 mm (C45) b – 4 mm (C45) c – 6 mm (C45)

6.2d - táblázat – A próbatest beállítása (34-es próbatest) 2-es borda

Megjegyzés


6.2e - táblázat – A próbatest beállítása (35-ös próbatest) 2-es borda

Megjegyzés




6.12 ábra – A mérési összeállítás (eszterga, gyorskamera az állványon)

6.13 ábra – A mérési összeállítás közelről (FLIR hőkamera, KISTLER erőmérő, próbatest a tokmányban)

6.14 ábra – A gyorsulásérzékelő a szerszámtartón rögzítve

6.15 ábra – A rezgésméréshez tartozó adatfeldolgozó egység a számítógéppel

6.16 ábra – Szabad forgácsolás

6.17 ábra – A forgácsolás során használt mérési jelölések (a, b, c, e, f, g) értelmezése 58



B, Második sorozat– komplex ortogonális esztergálási vizsgálatok (SKF analizátor) Ebben a méréssorozatban SKF műszerekkel ismételtem meg az ortogonális szabadforgácsolás vizsgálatát a tanszéki műhelyben levő, EU-400/01esztergán. A főbb forgácsolási paraméterek megegyeztek az első sorozat adataival. A hőkamerás mérésekhez a felületi visszatükröződést (emissziós tényező) csökkentő TECTANE típusú grafitsprayt használtunk.

6.18 ábra – A komplex ortogonális vizsgálat összeállítása A 6.18 ábrán a komplex ortogonális vizsgálat összeállítása látható. A tokmányban a munkadarab, előtte a szerszámtartóra fölszerelve a KISTLER erőmérő cella, jobbra középen az állványon a gyorskamera, mögötte a hőkamera, míg a két széken a 2 db CMVA60-as rezgésanalizátor az egyidejű (függőleges és vízszintes irányú) rezgésmérés biztosítása érdekében 6.3a - táblázat – A próbatest beállítása (31-es próbatest) Nr. 31. Próbatest



1-es borda 31w1 31e1 31f1 31g1

2-es borda

Megjegyzés

3-as borda z - 0 (csak Al) e - 2 mm (C45) f – 4 mm (C45) g – 6 mm (C45)



6.3b - táblázat – A próbatest beállítása (32-es próbatest) Nr. 32. Próbatest



1-es borda 32w1 32e1 32f1 32g1

Nr. 33. Próbatest



1-es borda 33w1 33e1 33f1 33g1

Nr. 34. Próbatest



1-es borda 34w1 34e1 34f1 34g1

Nr. 35. Próbatest



1-es borda 35z1 35a1 35b1 35c1

2-es borda

Megjegyzés


6.3c - táblázat – A próbatest beállítása (33-as próbatest) 2-es borda

Megjegyzés


6.3d - táblázat – A próbatest beállítása (34-es próbatest) 2-es borda

Megjegyzés


6.3e - táblázat – A próbatest beállítása (35-ös próbatest) 2-es borda 35z2 35a2 35b2 35c2

3-as borda 35z3 35a3 35b3 35c3

Megjegyzés

z - 0 (csak Al) e - 2 mm (C45) f – 4 mm (C45) g – 6 mm (C45)



7. A kutatás eredményei A vizsgálatokat a 3. fejezetben (3. A kutatás célkitűzése) leírt kutatási tervnek megfelelően végeztem el, azaz vizsgáltam a termikus jelenségeket, az erőhatásokat, a rezgéseket, a forgácsképződés folyamatát, és a munkadarab forgácsolás utáni, geometriai méreteit. 7.1 A keresztesztergálás vizsgálati eredményei A vizsgálat során használt szerszámgép, szerszám, forgácsolás adatokat, és a vizsgálati módszereket illetően hivatkozom a 4. fejezetben leírtakra, valamint a 4.09a és 4.09b ábrákra. A, Termikus jelenségek vizsgálata A WUHAN Guide hőkamerával készített felvételek a 7.1, és a 7.2 ábrákon láthatók. Megfigyelhető, hogy a szerszám hőmérséklete a két esetben, azaz az alumínium illetve az acéldugó forgácsolása esetén eltérő. Az alumínium forgácsolása során - a színskála szerint – a szerszámcsúcs 42,8 0C (kék szín), míg a henger 30 0C (lila szín) hőmérsékletű. Amikor a szerszám beleér a dugóba, akkor a szerszámcsúcs hőmérséklete hirtelen fölmegy 75 0C-ra (piros szín), míg a környezet ennél feltétlenül kisebb 42,8 – 68,3 0C (kék – zöld – sárga) hőmérsékletű marad. A különböző anyagok (a hibrid jelleg miatt) eltérő emissziós tényezői miatt a hőmérsékleti értékek tájékoztató jellegűek.

7.1 ábra – Wuhan Guide hőkamerával készített felvétel abban a pillanatban, amikor a szerszám az alumínium hengert forgácsolja (Nr 1.3 próbatest) [T.03-2011]

7.2 ábra – Wuhan Guide hőkamerával készített felvétel abban a pillanatban, amikor a szerszám a dugót forgácsolja (Nr 1.3 próbatest) [T.03-2011]

Az AGEMA kamerával, vonali üzemmódban készített felvételsorozat a 7.3 ábrán látható. Ezen a hőmérséklet értékeket olyan síkban rögzítettük, amelyet a forgácsoló lapka csúcsa közelében, vonal mentén pásztázott a hőkamera. A balodali vonal (metszéke) a lapka élének geometriai helyével azonosítható. Az élre függőleges irányú metsző síkot fektetve azt kiterítjük (lásd az ábra jobb szélső 20%-a). Az ábrán az él hőmérséklet változása fordulatonként nyomon követhető, amelyen a világos görbe, mint hőprofil beazonosítható. A hőmérséklet értéke a 7.3 ábra baloldali hőskáláján leolvasható.



7.3 ábra – keresztesztergálás termikus vizsgálata letapogatással (1.4 próbatest, vonali üzemmódban készített felvételek [T05-2012], [T10.-2013]) 62 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű anyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


A hőmérséklet ábrázolása egy kvázi-háromdimenziós ábrában történik, amelynek vízszintes tengelye a geometriai távolság, míg a függőleges tengelye az idő. A függőleges tengely mentén 0,4 ms időközönként (2500 Hz-es pásztázási sebesség) itt rögzítettünk egy-egy távolság-hőmérséklet vonalat. A hőmérséklet értékét a különböző színek jelölik. Az ábra bal oldalán több ciklus képe látható, míg az ebből kimetszett négyzet alakú részlet egy szakasz kinagyítása, amelyeken a részletek is megfigyelhetők. Nyomon követhetők a szkennelési síkba kerül forgács elemek, valamint a hőmérséklet időbeli változását (0,4 ms mintavételezéssel) mutató diagram (7.3 ábra jobb felső sarkában). A vizsgálat alapján megállapítható, hogy a magnézium anyagú dugó forgácsolásakor a szinterelt acél forgácsolásához képest – a magnézium jobb hővezető képessége miatt lecsökken a hőmérséklet. A csökkenés mértéke, a különbség értékei a thermal profil (hőprofil) diagramból kiolvashatók. Megállapítottam, hogy a forgácsoló szerszám hőmérséklete a munkadarab egy fordulatán belül periodikusan változik.

7.4 ábra – A szerszámról FLIR hőkamerával készített felvétel (2.6 próbatest – [T.09-2013] )

7.5. ábra – FLIR kamerával rögzített felvétel, a 2.6 számú próbatest hőmérsékletét mutatja a forgácsolási folyamat során – [T.09-2013]

Egy másik próbatest (2.6 számú, amely alumínium henger és C45 acéldugó) forgácsolás során FLIR hőkamerával készített felvétel a 7.4 ábrán, míg a kamerához tartozó szoftver segítségével készített idődiagram a 7.5 ábrán látható. Bár a mintavételezés sebessége nem elegendő ahhoz, hogy éles felbontású képet láthassunk, de az mindenképpen látható, hogy a szerszám hőmérséklete ebben az esetben is periódikusan változik, s a periódusidő éppen a megegyezik a munkadarab egy fordulatának megtételéhez szükséges idővel. (A 7.5 ábra vízszintes tengelyén egy beosztás éppen a fordulatszámhoz tartozó periódusidőt jelenti). Az AGEMA és a FLIR hőkamerával is készített mérések adatait nem lehet számszerűen (azaz 0Cokban mérve) közvetlenül összehasonlítani. A, A keresztesztergálási folyamat erőváltozásainak vizsgálata Az erőmérés, amelyet a KISTLER erőmérő cellával végeztem, a 2.1 számú próbatest (alumínium henger, dugó nélkül) esetében a MATLAB szoftverrel történt adatfeldolgozás (ld. 5.1 ábrán a folyamatábra) után a 7.6 ábra szerinti eredményeket adta. Látható, hogy az időjelben nem fedezhető fel a fordulatszámhoz köthető periódicitás, hiszen annak alapján kb. T=0,1 sec periódusidő adódna. A spektrum is jellegtelen, azaz nincsenek benne markáns 63 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű anyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


összetevők. A függőleges tengelyen az Fc főforgácsoló erő dimenziótlanított értéke látható, amelyet Fcn –nel jelöltem. Fcn

Idő [s] Fcn

Frekvencia [Hz] 7.6 ábra – A 2.1 számú próbatest (dugó nélküli eset) forgácsolása során az Fcn főforgácsoló erő dimenziótlanított értékének időjele (felső), ill. spektruma (alsó ábra) ( Mérés Kistler erőmérő cellával, adatfeldolgozás Matlab szoftverrel [T.04-2011])

A 2.2 számú próbatest (lágy alumínium ötvözetből készült henger, benne egy kemény, ugyancsak alumínium ötvözetből dugó) erőmérése már jellegzetesebb képet mutat. Az időfüggvényen (felső ábra) felismerhető a kb. T=0,1 sec periódusidőhöz tartozó ismétlődés, ami gyakorlatilag a fordulatszámnak megfelelő frekvencia reciprok értéke. A spektrum azonban még mindig jellegtelen, a csúcsok alig emelkednek ki a zajszintből (7.7 ábra). Fcn

Idő [s] Fcn

Frekvencia [Hz] 7.7 ábra – A 2.2 számú próbatest forgácsolása során az Fcn főforgácsoló erő dimenziótlanított értékének időjele (felső ábra), ill. spektruma (alsó ábra) (Mérés Kistler erőmérő cellával, adatfeldolgozás Matlab szoftverrel [T.04-2011])

A 2.5 számú próbatest (alumínium henger, C45 acélból készült dugó) erő-idő diagramján (7.8 ábra felső diagram) viszont már teljesen egyértelműen látszanak a dugóba való felütközések, amelyek kb. T=0,1 sec periódusidővel követik egymást. A spektrum is sokkal markánsabb képet mutat, és jól elkülöníthető komponensek láthatók (7.8 ábra alsó diagram). A függőleges tengelyen az Fc főforgácsoló erő dimenziótlanított értéke látható, amelyet Fcn –nel jelöltem.



Fcn

Idő [s] Fcn

Frekvencia [Hz] 7.8 ábra – A 2.5 sz. próbatest forgácsolása során az Fcn főforgácsoló erő dimenziótlanított értékének időjele (felső ábra), ill. spektruma (alsó ábra) (Mérés Kistler erőmérő cellával, adatfeldolgozás Matlab szoftverrel [T.04-2011])

A Matlab szoftver segítségével azonban nemcsak időfüggvényt, vagy spektrumot lehet képezni, hanem ún spektogramot is. A spektogram egy kvázi-háromdimenziós ábra, amely a vízszintes tengelyen az időt, míg a függőleges tengelyen a frekvenciát mutatja. Az erőhatás amplitúdójának dimenziótlanított értéke pedig színekkel van jelölve (ábra jobb oldalán), azaz a spektogram egy nagyon nagy felbontású vízesés diagramnak is tekinthető.

7.9 ábra – A 2.1 sz. próbatest forgácsolása során fölvett spektogram [T.04-2011] A 7.9 ábra egy ilyen spektrogramot mutat, amely a 2.1 próbatest (dugó nélkül) forgácsolása során fölvett adatokból lett képezve. A főforgácsoló erő Fcn relatív amplitúdóját a színek jelölik, amelynek relatív értékét az ábra jobb oldalán levő skála alapján lehet leolvasni. A 7.10 ábra a 2.5 számú próbatest spektogramját mutatja. Láthatóan sokkal markánsabbak a jelek, azaz sokkal nagyobb erőhatások lépnek föl. 65 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű anyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


7.10 ábra – A 2.5 sz. próbatest forgácsolása során fölvett spektogram [T.04-2011] C, Hibrid anyagú munkadarab keresztesztergálásának rezgésvizsgálata Megjegyzés: A rezgés-analizátorok regisztrátumai (betűméretek) a műszer gyári beállításai szerint adottak. A szükséges kicsinyítés miatt az olvashatóság sajnos korlátozott. Az ábrák értelmezéséhez szükséges, legfontosabb jelöléseket emiatt a folyó szövegben megismétlem.

7.11 ábra – Az 1.2 számú próbatest forgácsolása során, előtolás irányban CMVA10-es analizátorral fölvett rezgés-időjel [T.02-2013] A keresztesztergálás első fázisban a rezgésvizsgálatokat egy CMVA 10-es (SKF) rezgésanalizátorral végeztem el. Ennek eredménye a 7.11 – 7.13 ábrákon látható. A függőleges 66 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű anyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


tengely az ún Envelope Acceleration függvényt mutatja. Az 1.2 próbatest forgácsolása során fölvett rezgés-időjel Enveloped Acceleration függvény látható a 7.11 ábrán. Felismerhető a szerszámnak a munkadarab fordulatonként egyszeri beleütközése a henger anyagánál keményebb dugóba. A 7.12. ábrán ugyanez a függvény látható kinagyítva (ZOOM-olva). Ennek megfelelően az ábrán látható ütésjel kettős csúcsa torzításmentesen jelenik meg, amelyből kivehető, hogy a puha-kemény átmenet, azaz a kettős csúcs közül az időben első sokkal erőteljesebb ütközést jelent (5 körüli gE érték), mint a második, azaz a kemény-puha átmenet (2-3 közötti gE érték).

7.12. ábra – A 7.11 ábrán látható jel kinagyított (ZOOM-olt) változata [T.02-2013] A 7.13 ábrán látható, hogy a homogén anyagok (Nr.1.1 és Nr.2.1 számú próbatestek) forgácsolása során keletkező rezgések spektrumai jóval kisebb amplitúdójú összetevőket tartalmaznak, mint az inhomogén anyagok spektrumai (Nr.2.2 és Nr.2.3 próbatestek). Az M05 mellékletben látható időjelekből szabad szemmel leolvasható rezgés-amplitúdókat (vertikális irány, gyorsulás burkológörbe, Env3 szűrővel mérve) a 7.1 és 7.2 táblázatokban foglaltam össze. Látható, hogy van összefüggés a próbatestben elhelyezett dugó keménysége és a függőleges irányban mért, azaz a főforgácsoló erő irányába eső rezgés-amplitúdók között. A korreláció értéke 0,769592. 67 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű anyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


7.13 ábra – a különböző próbatestek forgácsolása során CMVA10-es analizátorral fölvett spektrumok axonometrikus ábrázolásban (SKF PalogramTM, 1060/perc) [T.02-2011] 7.1 táblázat – A dugó keménysége és a rezgés-amplitúdó korrelációja I. (SKF CMVA10-es rezgés-analizátorral mérve) Jellemzők Rezg. ampl. - Fc irány (Acc/Vert) Rezg. ampl. - Fc irány (Env3/Vert) Dugó keménysége HB

Nr 2.2

A forgácsolt próbatest sorszáma, amelyen a rezgésmérés történt és a korrelációs együttható értéke Nr 2.3 Nr 2.4 Nr 2.5 Korrelációs együttható értéke

0,35

0,15

0,4

0,2

-0,32813

3,2

7

13

9

0,828371

67,3

191

225

251

7.2 táblázat – A dugó keménysége és a rezgés-amplitúdó korrelációja II. (SKF CMVA10-es rezgés-analizátorral mérve) A forgácsolt próbatest sorszáma, amelyen a rezgésmérés történt, és a korrelációs együttható értéke Jellemzők Rezg. ampl. - Fc irány (Acc/Vert) Rezg. ampl. - Fc irány (Env3/Vert) Dugó keménysége HB

Nr 1.1

Nr 1.2

Nr 1.3

Korrelációs együttható értéke

0,6

0,15

0,2

-0,560762

4

6

8

0,93925

79,6

105

218

Meg kívánom jegyezni, hogy a 2.4-es próbatest Fc irányú mérésekor kapott 13-as amplitúdó érték (7.1 táblázat) erősen eltér a többi méréstől, ami lehet egy esetleges mérési vagy beállítási hiba is. Ezt kizárva a feldolgozásból lényegesen jobb korrelációt (0,999814) kapunk, ami gyakorlatilag igazolná a munkadarab keménysége és az Acc Env módszerrel mért amplitúdó adatok közötti összefüggést. 68 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű anyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


A keresztesztergálás második fázisában egy CMVA60-as (SKF) rezgés-analizátort használtam, melynek teljes eredménye az M05 mellékletben, míg azok közül néhány szemléletes példa a 7.14 – 7.16 ábrákon látható.

7.14 ábra – Üresjárásban, forgácsolás nélkül fölvett spektrum Fcn irányban [T.09-2013] Az első kép (7.14 ábra) a szerszámgép üresjárási (forgácsolás nélkül) állapotában lett rögzítve. A függőleges tengely az ún Envelope Acceleration függvényt mutatja.

7.15 ábra – A 2.2 számú próbatest forgácsolása során Fcn irányban fölvett időjel [T.09-2013] 69 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű anyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


Az 2.2 próbatest forgácsolása során fölvett rezgés-időjel Envelope Acceleration függvény látható a 7.15 ábrán. Felismerhető a szerszámnak a munkadarab fordulatonként egyszeri beleütközése a henger anyagánál sokkal keményebb dugóba.

7.16 ábra – A különböző próbatestek forgácsolása során, Ff előtolás irányban fölvett spektrumok axonometrikus ábrázolásban (SKF PALOGRAMTM ábra ) - [T.09-2013] A 7.16 ábrán látható, hogy a spektrumok első néhány komponense a vízszintes tengely mentén arányosan növekszik, a dugók keménységének megfelelően. A spektrumokból leolvasható rezgés-amplitúdókat (Ff irány, gyorsulás burkológörbe, Env3 szűrővel mérve) a 7.3 táblázatban foglaltam össze. A próbatestben elhelyezett dugó keménysége és a vízszintes irányban mért rezgés-amplitúdók között a korreláció értéke 0,746214. 7.3 táblázat – A dugó keménysége és a rezgés-amplitúdó korrelációja III. (SKF CMVA60-as rezgés-analizátorral mérve)

Jellemzők

A forgácsolt próbatest sorszáma, amelyen a rezgésmérés történt és a korrelációs együttható értéke Nr 2.2 Nr 2.2 Nr 2.3 Nr 2.4 Korrelációs együttható értéke

Rezg. ampl. (Env3/Hor)

0,12

0,12

0,14

0,45

Dugó keménysége

67,3

191

225

251

0,746214

A keresztesztergálás harmadik fázisában egy CSI2130-as (Emerson) rezgés-analizátort használtam, melynek eredménye a 7.17 és a 7.18 ábrán illetve az M06 mellékletben (összesen 12 db ábra) látható. A mérés során mind Ff (hor.), mind pedig Fc (vert.) irányban rezgéssebességet és az ún PeakVueTM paramétert mértem, amely az Emerson cég által bejegyzett, poszt-processzáló eljárás neve. A CSI2130-as rezgés-analizátor automatikusan számítja a rögzített jel négyzetes középértékét (RMS), illetve az ún CREST faktor értékét, amely a jelben található, kiugró csúcsok relatív értékére jellemző, azaz több, erőteljes ütés esetén a CREST faktor értéke nagyobb lesz. 70 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű anyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


A PeakVue és a CREST faktor kifejezéseket illetően utalok az [F9.10-2013], [F9.13-2001], valamint – többek között - az [F2.06-1979], [F2.09-1991] szakirodalomra.

7.17 ábra – 2.4-es próbatest, vízesés diagram, amely a függőleges tengelyen a sebesség RMS értékét mutatja a vízszintes tengelyen látható frekvencia függvényében, alulról fölfelé haladva különböző időpillanatokban rögzítve - (Vel,Vert, CSI2130, [T.07-2012])

7.18 ábra – 2.4-es próbatest, vízesés diagram, amely a függőleges tengelyen a gyorsulás PkPk értékét mutatja a vízszintes tengelyen látható frekvencia függvényében, alulról fölfelé haladva különböző időpillanatokban rögzítve - (Pk-Pk-Acc, CSI2130, [T.07-2012]) 71 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű anyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


Az előző két ábra (7.17 és 7.18 ábrák) azt szemlélteti, hogy a rezgésdiagnosztikában általánosan használt sebesség szerinti értékelés az adott vizsgálatokhoz nem ad elég információt. 7.4 táblázat – A dugó keménysége és a rezgés-amplitúdó korrelációja IV. Jellemzők

PeakVue

Rezgéssebesség

A forgácsolt próbatest sorszáma, amelyen a rezgésmérés történt és a korrelációs együttható értéke (n=750/perc) Nr 2.2 Nr 2.3 Nr 2.4 Nr 2.5 Korrelációs együttható értéke 0,161 0,337 0,537 0,993547 2,878 4,872 4,334 5,652 0,524718

Ff (HOR) irány

Pk-to-Pk Crest

Fc (VER) irány Ff (HOR) irány

Pk-to-Pk Crest

4,092

0,153 6,515

0,505 9,731

0,717 6,912

0,1891325 0,189133

RMS Crest

0,609 5,88

0,720 4,023

1,315 3,139

1,631 4,368

0,834152 -0,82278

Fc (VER) irány

RMS Crest

0,423 3,379

0,776 3,853

16,9 1,160

12,22 1,603

0,732854 -0,64787

Dugó HB

67,3

191

225

251

Az M06 mellékletben a mérési eredmények (idő-diagramok, spektrumok, vízesés diagramok) láthatók, és meg vannak adva a jelfeldolgozás fontosabb számértékei is (Pk-Pk, RMS, Crest factor). Ez utóbbiakat a 7.4 táblázatban foglaltam össze, és a „Microsoft EXCEL” szoftverben található „KORREL” utasítás segítségével meghatároztam az egyes dugók keménysége, illetve ezen számértékek közötti korrelációt. 8-ból 4 esetben nem a korreláció a probléma, hanem annak a jellemzőnek a kiválasztása, amelyik leginkább alkalmas a diagnosztizálásra. A számsorok közötti korreláció abszolút értéke 0,5 fölött van, ami azt jelenti, hogy határozottan van kapcsolat a két jellemző, azaz a dugó keménysége és a rezgés jellemző számai között. Sőt, az Ff (vízszintes) irányú PeakVue és a jellemző keménység, valamint a vízszintes irányú rezgéssebesség és a jellemző keménység között különösen erős (0,993547 ill. 0,834152) a korrelációs együttható, ami különösen figyelemre méltó, hiszen ennek alapján a hatékony vizsgálati eljárások kiválaszthatók.



7.2 Az ortogonális esztergálás eredményei A vizsgálat során használt szerszámgép, szerszám, forgácsolási adatokat, és a vizsgálati módszereket illetően hivatkozom a 4. fejezetben leírtakra, valamint a 4.10 a és 4.10 b ábrákra. A, Termikus jelenségek vizsgálata (FLIR kamerával) Az ortogonális szabadforgácsolás hőkamerás vizsgálatai során a FLIR kamerát használtam. A forgács maximális hőmérsékletének mérései közül a 31-es próbatest adatait emeltem ki, mert ennél a leginkább jellegzetes a kép (ld. 7.21 ábra). Itt a legkeményebb a dugó, s ebben az esetben a legnagyobb a szerszám igénybevétele. Látható, hogy a forgács hőmérséklete periódikusan változik, s a periódusidő a fordulatszámhoz köthető, annak 60-ad részének reciprok értéke. A maximális hőmérséklet eléri a 350 0C-ot, míg a minimális 70 0C körül van.

7.19 ábra – A forgács maximális hőmérséklete a 31-es számú próbatest megmunkálása során [T.10 – 2013] A forgácsoló lapka hőmérsékletét a dugóba való beleütközés során a 7.21 ábrán láthatjuk. Közel állandó hőmérséklet (kék és lila színű görbék) csak azokban az esetekben alakul ki, amelyekben a dugó keménysége nem túl nagy (34, 35-ös próbatestek). A keményebb dugók esetén a hőmérséklet periódikus változása figyelhető meg, s a periódusidő egyértelműen a fordulatszámhoz köthető (31-es és 32-es próbatestek). A vízszintes tengelyen ugyanis az egyes csúcsok közötti „távolság” kb. 0,1 sec, ami elfogadható közelítéssel éppen az 530/perc fordulatszámnak felel meg, hiszen 530/60=8,83 Hz, amiből 1/8,33=0,12 sec. A 33-as próbatest ebből a szempontból átmenetinek tekinthető, mert a hőmérséklet változása nem jelentős (lila vonal), és a periódicitás is kevésbé markáns. 73 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű anyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


7.21 ábra – A forgácsoló lapka hőmérséklete a különböző (31, 32, 33, 34, 35) számú próbatestek ortogonális forgácsoló megmunkálása során [T.10 – 2013] Az egyes próbatestek forgácsolása miatt fellépő hőmérsékletingadozás terjedelme a 7.5 táblázatban látható. Az ingadozás periódusideje a fordulatszámhoz köthető. 7.5 táblázat – A próbatestek hőmérsékletingadozása Jellemző adatok ΔT hőmérséklet ingadozás A dugó jellemző keménysége

A próbatestek sorszáma 33 34

31

32

35

kb. 35 0C

kb. 20 0C

kb. 10 0C

kb. 5 0C

kb. 5 0C

700 HV

600 HV

500 HV

400 HV

300 HV

A 31-es, és a 35-ös számú próbatestek ortogonális forgácsoló megmunkálása során a forgácsoló lapkákról készített hőkamerás felvételek a 7.22 ábrán láthatók. Megfigyelhető, hogy a keményebb dugó esetén a hőmérséklet is magasabb. Számszerű értékek leolvasása az emissziós tényező pontos értékének ismerete nélkül nem lehetséges.



M07-01. ábra - 31a1 mérés

M07-02. ábra – 31b1 mérés

M07-03. ábra – 31c1 mérés

M07-13. ábra - 35a1 mérés

M07-14. ábra – 35b1 mérés

M07-15. ábra – 35c1 mérés

7.22 ábra – A forgácsoló lapkákról készített hőkamerás felvételek a 31-es, és a 35-ös számú próbatestek ortogonális forgácsoló megmunkálása során [T.10 – 2013] B, A forgácsoló erő vizsgálati eredményei (adatfeldolgozás a Matlab szoftverrel) Az erőmérés az előző kísérletsorozathoz hasonlóan most is a KISTLER erőmérő cellával történt. Az adatfeldolgozás viszont ezúttal több, különböző módszerrel valósult meg. Egyrészt ábrázoltam a forgácsoló erőt az idő függvényében (7.26 és 7.27 ábrák, valamint az M08 melléklet ábrái). Másrészt az ábrázolt időfüggvény maximális értékeit a diagramról leolvasva azok, és a dugó keménysége közötti korrelációt vizsgáltam az „EXCEL” szoftver segítségével. Harmadrészt pedig a „Matlab” szoftver segítségével elkészítettem a forgácsoló erő komponenseinek, mint az idő függvényének Fourier transzformáltját annak érdekében, hogy a spektrumokat is tanulmányozni lehessen. A forgácsoló erő komponenseinek alumíniumra normált (azaz az homogén alumíniumban történő forgácsolási erőhöz viszonyított, relatív) értékeit az idő függvényében a 7.23 - 7.24 ábrák mutatják. Látható, hogy a kemény dugóba történő beleütközés (ld. a t=3,8 sec, illetve t=4,0 sec időhöz tartozó amplitúdók) minden esetben jóval nagyobb abszolút értékű lökést jelent, mint a furatban történő forgácsolás (t=3,7 és t=3,9 időponthoz tartozó amplitúdó). A várakozásoknak megfelelően a függőleges irányú erőhatás (Fc), azaz a főforgácsoló erő minden esetben nagyobb, mint a vízszintes irányú (Ff). Az ábrákba, a mérési regisztrátumok fölé – tájékoztató jelleggel – belerajzoltam a főforgácsoló erő nagyságának irodalmi adatokon alapuló, hozzávetőleges, számított értékét. Az ott közölt képlet [F1.01-1966] szerint a főforgácsoló erő abszolút értéke a próbatest anyagának keménységével egyenesen arányos. A próbatestek keménysége alatt ebben az esetben az általam bevezetett jellemző keménység értékét értem (vö. 4.3 fejezet, 4.9 táblázat).



7.23 a -ábra – Az alumíniumra normált forgácsoló erő változása az idő függvényében (KISTLER cella, Matlab szoftver, 31-es próbatest – a jobboldali kép ZOOM-olva) Az ábra feliratában a jelölések a következők: Fz = Fc és Fy=Fp

7.23 b –ábra – A 7.26 a ábra ZOOM-olt változata Az ábra feliratában a jelölések a következők: Fz = Fc és Fy=Ff 76 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű anyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


7.24-a ábra – Az alumíniumra normált forgácsoló erő változása az idő függvényében (KISTLER cella, matlab szoftver, 35-ös próbatest Az ábra feliratában a jelölések a következők: Fz = Fc és Fy=Ff

7.24-b ábra – A 7.24a ábra kinagyított változata Az ábra feliratában a jelölések a következők: Fz = Fc és Fy=Ff Az M08 mellékletben látható időjelekből szabad szemmel leolvasható max. erő-amplitúdókat a 7.6 táblázatban foglaltam össze. Látható, hogy a forgácsoló erő vízszintes irányú (Fp) 77 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű anyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


összetevője és a dugó keménysége között a korrelációs együttható értéke -0,70711, míg ezzel szemben a forgácsoló erő függőleges összetevője (Fc) és a dugó Vickers keménysége közötti korreláció 0,920686. 7.6 táblázat – A forgácsoló erő max. amplitúdói és a dugók keménysége közötti korreláció Jellemző adatok Fp erő (HOR) amplitúdók max. értéke (időfgv. alapján) Fc erő (VER) amplitúdók max. értéke (időfgv. alapján) Dugó jellemző keménysége

A próbatestek sorszáma 33g1 34g1

35g1

Korrelációs együttható

31g1

32g1

4,6

4,6

4,2

5,4

5,4

-0,70711

11,5

9

6,6

7,4

5,5

0,920686

700 HV

600 HV

500 HV

400 HV

300 HV

A 7.25 ábrán az EXCEL szoftver segítségével egy koordináta rendszerben ábrázoltam az Fc főforgácsoló erőnek (függőleges összetevő), mint az idő függvényének a szerszám dugóba való ütközésekor mért legnagyobb pillanatnyi értéke, és a dugó jellemző keménysége közötti összefüggést. A mért értékek szemmel láthatóan jól illeszkednek az EXCEL szoftver segítségével meghatározott regressziós egyenesre.

A főforg.erő Fc alumíniumra normált értéke

Jellemző keménység HV 7.25 ábra – Az Fc főforgácsoló erő (függőleges komponens) alumínium forgácsolásra normált időfüggvényéből leolvasott max. amplitúdó értékének változása a dugó keménységével (a mért értékekre az EXCEL szoftver segítségével illesztett egyenes)



A 31-es próbatestben egyrészt egy C45-ös, acéldugó, míg vele szemben egy ugyanolyan átmérőjű furat van. A forgácsolás során a forgácsoló erő komponenseinek értékeit az idő függvényében, a Matlab szoftver ábrázolásában a 7.26 ábra mutatja.

Fp

Ff

Fc

7.26 ábra – A forgácsoló erő három, különböző irányú komponensének (tengelyirányú pirossal, vízszintes irányú zölddel, a függőleges irányú kékkel) időbeli változása a 31-es számú próbatest megmunkálása során, a forgácsolás teljes időtartamában [T.10 – 2013]

Fp

Ff

Fc

7.27a ábra – A forgácsoló erő három komponensének időfüggvénye, a 7.26 ábra t=18-22 sec közötti szakaszának kinagyítása (ZOOM-olás révén, Matlab szoftver, [T.10 – 2013]) 79 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű anyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


A Matlab szoftver lehetőséget ad arra, hogy az időfüggvényt eltárolva, annak egy-egy meghatározott szakaszára külön elvégezzük a Fourier transzformációt, s ez által külön-külön vizsgálhassuk a jelnek egy-egy adott szakaszát. Ebben az esetben két jelenségre koncentrálok. Az egyik a szerszámnak a kemény dugóba való beleütközésére, és a furatban való esztergálásra. Mindkét esetben kijelöltem a kérdéses időszakaszokat (7.27 – 7.29 ábrák).

7.27b ábra – A főforgácsoló Fc időfüggvényének a t=19,8-20,2 s közötti szakaszának kinagyítása (ZOOM-olás révén, Matlab szoftver, [T.10 – 2013]) A 7.27b ábráról leolvasható, hogy a kemény dugóba való beleütközés például a t=19,9-20,0 sec közötti, míg a furatban történő esztergálás a t=20,0-20,1 sec közötti időszakban történik. Éppen ezért ezt a két időszakot elemzem tovább a Matlab segítségével. Felbontottam a jelet különböző frekvenciájú összetevőkre, hogy megkaphassuk a jel adott szakaszára vonatkozó FFT spektrumát. Ezt láthatjuk a 7.28 - 7.29 ábrákon.

7.28 ábra – Az Fc főforgácsoló erőnek a t=19,9-20,0 időtartamra (azaz a kemény dugóban történő esztergálásra) vonatkozó FFT spektruma A két spektrum között (dugó és furat) jellegét tekintve alig van különbség, mert mindkettőben a kisfrekvenciás összetevők dominálnak, és a spektrum a négyszög-impulzus jel elméleti spektrumát idézi mindkét esetben. Különbség van azonban az amplitúdók nagyságában, azaz a dugó mintegy négyszeres amplitúdót mutat a furathoz képest.



7.29 ábra –Az Fc főforgácsoló erőnek a t=20,0-20,1 időtartamra (azaz a furatban történő esztergálásra) vonatkozó FFT spektruma Az előzőekből látható, hogy az előnyök mellett kiviláglik az FFT analízis hátránya is, mert ennek alapján nem tudjuk eldönteni, hogy egy adott frekvenciakomponens „hol van” az időfüggvényben. Pápai F. [F9.18-2013] szerint ezt a problémát oldja meg a WAVELETtranszformáció. A főforgácsoló erő elemzése során ezért kitűzhető a kutatás következő fázisának célja, az WAVELET analízis felhasználása a mért jelek elemzése során. C, Az ortogonális szabadforgácsolás rezgés analízise I. (SKF CMVA60-as rezgés-analizátorral) A forgácsolási folyamat közben fellépő rezgéseket első körben egy CMVA 60-as (SKF) rezgés-analizátorral végeztem el. Ennek eredménye az M09 mellékletben látható. Innen kiemeltem a 31-es és a 35-ös próbatesteken mért görbéket. Gyorsulás burkológörbe (Envelope accelaration) [gE]

Idő [s] 7.30-A ábra (M09-01. ábra) – A 31-es próbatest ortogonális forgácsolása során, függ. irányban (Fc) mért rezgés időjele (Env1 szűrő, CMVA60 rezgés-analizátor) 81 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű anyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


A 7.30-A ábrán a 31-es, azaz a legkeményebb dugóval ellátott próbatest forgácsolása során rögzített időfüggvényt, míg a 7.30-B ábra ugyanennek az időfüggvénynek a Fourier transzformáltját láthatjuk. A 7.31A és 7.31B ábrák a 35-ös próbatestre mutatják ugyanezt. Gyorsulás burkológörbe (Envelope acceleration) [gE]

Frekvencia [Hz] 7.30-B ábra (M09-02. ábra) – A 31-es próbatest ortogonális forgácsolás során, függ. irányban (Fc) mért rezgés spektruma (Env1 szűrő, CMVA60 rezgés-analizátor) A függőleges tengely az ún Envelope Acceleration függvényt mutatja. Nagyon jól felismerhető a szerszámnak a munkadarab fordulatonként egyszeri beleütközése a henger anyagánál sokkal keményebb dugóba. Gyorsulás burkoló-görbe (Envelope accele-ration) [gE]

Idő [s] 7.31A - ábra (M09-09. ábra) – A 35 próbatest ortogonális forgácsolása során, függ. irányban (Fc) mért rezgés időjele (CMVA60 rezgésanalizátor) A két próbatest eredményei között a jellemző különbség az amplitúdóban van, ami a dugó jellemző keménységével arányos.



Gyorsulás burkoló-görbe (Envelope accele-ration) [gE]

Frekvencia [Hz] 7.31B - ábra (M09-09. ábra) – A 35-ös próbatest ortogonális forgácsolása során, függ. irányban (Fc) mért rezgés spektruma (CMVA60 rezgésanalizátor) Az egyes spektrumokat a Prism4 szoftver segítségével egymás mellé lehet tenni, és ez által az ún Palogram típusú ábrázolásban (7.32 ábra) könnyen össze lehet azokat hasonlítani. A 7.32 ábrán a beszúrással végzett ortogonális szabadforgácsolás eredményeit mutatom be a 32, 33, 34 és 35 próbatestekre vonatkozóan. Minden esetben 3 különböző mélységben (e, f, g) végzett forgácsolás vízszintes irányú rezgésmérésének eredményeit mutatja a 7.32 ábra. Az összesen 12 spektrum 3 csoportra osztható. Ezek közül a baloldali 3 azokat az eseteket jelenti, amikor a szerszám még nem hatol be mélyen a dugóba (ld. 6.17 ábra), míg a jobboldali 3 a legmélyebb behatolásra vonatkozik.

„e” mélység

„f” mélység

„g” mélység

7.32 ábra – különböző próbatestek (32, 33, 34, 35) ortogonális forgácsolása során mért, Fp (horizontális) irányú rezgések spektrumai (PalogramTM, ENV1 szűrő, [T.12 – 2013]) A középső 4 spektrum értelemszerűen az említett két eset közé tartozik. A csoportonkénti összehasonlításból kiderül, hogy a keményebb dugók esetében mindig nagyobb a rezgés amplitúdója. Ugyancsak észrevehető, hogy minél mélyebben hatol a szerszám a dugóba, azaz minél hosszabb ideig tart a kemény anyag forgácsolása, annál nagyobb rezgés amplitúdója. 83 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű anyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


7.7 táblázat – A gyorsulás burkológörbe (max. érték) és a dugó keménysége közötti korreláció (CMVA60, CMSS2200-as gyorsulásérzékelő, ENV1 szűrő) Jellemző adatok Rezgésamplitúdók max. értéke (időfgv. alapján)

Dugó jellemző keménysége

A próbatestek sorszáma 33f1 34f1

31f1

32f1

11

3,5 késtörés miatt az értékelésből kizárva 600 HV

700 HV

35f1

Korrelációs együttható 0,988607

8,2

7

4,5

500 HV

400 HV

300 HV

Az M09 mellékletben látható rezgés időjelekből szabad szemmel leolvasható max. amplitúdókat a 7.7 táblázatban foglaltam össze. Látható, hogy a 32-es próbatest esetén mért, a többihez képest – késtörés miatt - kiugróan eltérő amplitúdó értéket kizárjuk a vizsgálatból, akkor a korrelációs együttható értéke 0,988607 lesz, ami kiugróan erős korrelációnak számít. A mérési adatokhoz tartozó regressziós egyenes a 7.33 ábrán látható. Gyorsulás burkológörbe (Envelope acceleration) [gE]

A dugó jellemző keménysége HV 7.33 ábra – a rezgés amplitúdók leolvasott értékeire illesztett regressziós egyenes (késtörés miatt az értékelésből kizárt 32-es próbatest adatait figyelmen kívül hagyva) D, Az ortogonális szabadforgácsolás rezgés analízise II. (Brüel & Kjaer rezgés-analizátorral) A forgácsolási folyamat közben fellépő rezgéseket a második sorozatban Brüel & Kjaer műszerekkel végeztem el. Ennek eredményei az M10 mellékletben láthatók.



7.34 ábra (M10-01) – 31-es számú minta megmunkálása során fölvett rezgésgyorsulás időfüggvény, valamint annak egyes kinagyított (ZOOM) szakaszai (31a1 - [T.12 – 2013]) A sorozatból kiemeltem a 31-es próbatesten mért görbéket (7.34 és 7.35 ábrák), s ezekhez fűzök magyarázatot.

7.35 ábra (M10-02.) – B&K 4518-03 nagyfrekvenciás gyorsulásérzékelővel, a KISTLER cellával szinkronban mért rezgés-gyorsulás időfüggvény és spektrum (31a1)



A gyorsulásérzékelő ezúttal egy nagyfrekvenciás, miniatűr darab volt, amely a korábban használt SKF és CSI érzékelőkkel, valamint a KISTLER erőmérő cella ugyancsak piezoelektromos elven működő érzékelőivel szemben a kifejezetten nagyfrekvenciás tartományban is képes használható jeleket fogni. Amint azt korábban már említettem, a 31-es próbatestben egyrészt egy C45-ös, acéldugó, míg vele szemben egy ugyanolyan átmérőjű furat van. Mind a több ciklust átfogó, hosszabb időintervallumra vonatkozó, mind pedig a kinagyított diagramokon felismerhető az a pillanat, amikor a szerszám belevág a dugóba, illetve a furatba. A spektrumon egyértelműen megjelennek a nagyobb frekvenciájú rezgéskomponensek, ami annak következménye, hogy a Brüel & Kjaer miniatűr érzékelője sokkal érzékenyebb a nagyfrekvenciás jelekre, azaz magasabban van az érzékelő sajátfrekvenciája és ez által nem vágja le a nagyfrekvenciás jeleket. Ebből azt a következtetést vonom le, hogy nem lehet a teljes frekvenciatartományban egymásnak megfeleltetni az erőmérővel és a gyorsulásérzékelővel mért jeleket. A kísérletsorozatok elemzése során tehát arra a következtetésre jutottam, hogy rezgésmérési módszerek (beállítási paraméterek) olyan kombinációjára van szükség, amelynek révén hibrid anyagok forgácsolásakor hatékonyan lehet vizsgálni a határátmenetet. Megállapítottam, hogy a rezgésjelek szűrése és ún. poszt-processzálása nélkül sem a rezgéselmozdulás, sem a rezgéssebesség, sem pedig a rezgésgyorsulás jel nem alkalmas a hibrid anyagok forgácsolásakor fellépő rezgésjelenségek nyomon követésére. Megállapítottam, hogy a határátmenetek leghatékonyabb vizsgáló módszerének az ún poszt-processzáló eljárások alkalmazhatók. Megállapítottam, hogy ezek közül az ún. gyorsulás burkológörbe (Envelope Accelaration) módszerrel lehet a legjobb eredményeket elérni, azaz a legerősebb korrelációt kimutatni. E, A forgácsleválasztás elemzése gyorskamerával A próbatestek adatai, valamint a folyamathoz tartozó technológiai adatok a 4. fejezetben találhatók. A gyorskamerás felvételek célja a forgácsleválasztási folyamat megfigyelése volt, melynek során azt szerettem volna tisztázni, hogy a különböző keménységű dugók forgácsolása során észlehető-e különbség az egyes dugók (31, 32, 33, 34, 35), illetve az egyes fázisok (belépés, dugó közepe, dugóból való kilépés) között. A felvételeket az M11 melléklet tartalmazza, melyek közül kiemeltem a legkeményebb (31) és a legpuhább (35) dugóra vonatkozó képeket. A forgácsképződés jellegében van különbség. Az eltérő anyagokon eltérő a forgács alakja, jellemző hossza, és a különböző anyagok határánál pedig ezek változása.



31 e

31g

35 e

35 g

7.36 ábra – Gyorskamerával készített felvételek

F, A hibrid anyagú munkadarab ortogonális szabad forgácsolás utáni geometriai vizsgálata (körkörösség, felületi érdesség) A próbatestek, illetve a technológia adatait illetően ismét utalok a 4. fejezetre. A forgácsolás utáni, geometriai mérések célja annak megállapítása volt, hogy a különböző keménységű dugók megmunkálása miként hat egyrészt a geometriai formára (körkörösségtől való eltérés), másrészt a felületi érdességre. A részletes mérési adatok (diagramok, stb.) megtalálhatók az M12 mellékletben. Itt csupán egy-egy érdekesebb részletet ragadok ki, s azokhoz fűzök magyarázatot. A körkörösségi mérésekkel kapcsolatban megjegyzem, hogy a mérőgép a fölvett pontokra egy kört illeszt, majd pedig ehhez az elméleti körhöz képest állapítja meg a radiális max/min kitérési értékeket. Amint az a 7.37 ábrán is látható, a forgácsolt munkadarab alakja eltér az elméleti köralaktól, amit a 7.37 ábra jobb oldalán a 7 mérési pont bizonyít (3 óra állása körüli helyzetben).



7.37 ábra – 31-es próbatest, körkörösségtől való eltérés eredményei A keletkezett hiba a munkadarabban levő dugók keménységével jó korrelációt mutat, ha kihagyjuk az értékelésből azt a mintát (32-es minta), amelynek forgácsolása során eltört a szerszám. A fontosabb jellemző paramétereket az automatikus gépi leolvasás adatai alapján a 7.8 táblázatban foglaltam össze. Ebből megállapítható, hogy a mérési adatok terjedelme igen jelentős pontatlanságot mutat (0,285 mm), ami jelentékeny geometriai hiba lehet a hibrid anyagok megmunkálása során. Ennek a nagy eltérésnek az oka az MKGS rendszernek a nagy erőváltozásokkal szembeni merevségi viselkedésében keresendő. 7.8 táblázat – A körkörösségtől való eltérés mérésének eredményei A próbatestek sorszáma

Geometriai adatok [mm] 31g1

32g1

33g1

34g1

35g1

Mért átmérő

87,503

93,245

84,912

85,884

80,452

Min. érték

-0,159

-0,183

-0,088

-0,072

-0,070

Max. érték

0,125

0,238

0,133

0,079

0,057

Terjedelem Dugó jellemző keménysége

0,285

0,421

0,221

0,152

0,127

700 HV

600 HV

500 HV

400 HV

300 HV

Korreláció (keménység, és eltérések)

0,986435

Az érdességi profilt a metszettapintó a kerületi ív mentén vette föl. Ennek következtében a dinamikus erőhatásoknak az érdességre gyakorolt hatása is kimutatható. A felületi érdesség mérésének részletes mérési adatai (diagramok, stb.) megtalálhatók az M12 mellékletben. Itt csupán egy-egy érdekesebb részletet ragadok ki. 88 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű anyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


7.38 ábra – A 34-es próbatest alumínium részének felületi érdessége (34g1, Al)

7.39 ábra - A 34-es próbatest alumínium részének felületi érdessége (34g1, St) x

7.40 ábra A próbatest a tokmányban, a betét dugóval a keresztesztergálás egyik beszúrása után

7.41 ábra A szabályos felületi érdességet (hullámosság) mutató acélfelület (34-es próbatest) 89



A mellékletben található diagramokat tanulmányozva megállapítható, hogy a felületi érdességben általában nem lehet szabályosságot fölfedezni, kivéve a 34-es próbatest acéldugójának érdességi adatait, ahol az adatok az öngerjesztett rezgés megjelenésére utalnak. 7.09 táblázat – Az érdesség mérés eredményei I. (Alumínium henger felületén végzett mérések)

31g1-Al

32g1-Al

33g1-Al

34g1-Al

35g1-Al

Korreláció (keménység és érdességi jellemző)

0,728

0,313

0,400

0,498

0,404

0,834309

3,937

1,431

2,071

2,094

2,157

0,858143

5,37

3,09

2,93

2,89

3,90

0,641575

700 HV

600 HV

500 HV

400 HV

300 HV

Felületi érdesség jellemző adatai Ra [μm] átlagos érdesség Rz [μm] érdesség Rmax [μm] érdesség Dugó jellemző keménysége

A próbatestek sorszáma

7.10 táblázat – Az érdesség mérés eredményei II. (Acél dugó felületén végzett mérések)

31g1-dugó

32g1-dugó

3g13-dugó

34g1-dugó

35g1-dugó

Korreláció (keménység és érdességi jellemző)

0,259

0,336

1,045

2,277

0,781

-0,50872

0,895

1,086

5,071

7,192

3,539

-0,58871

1,29

1,68

5,50

8,32

4,79

-0,69836

700 HV

600 HV

500 HV

400 HV

300 HV

Felületi érdesség jellemző adatai Ra [μm] átlagos érdesség Rz [μm] érdesség Rmax [μm] érdesség Dugó jellemző keménysége

A próbatestek sorszáma

A hibrid anyagú próbatestek forgácsolása során, a munkadarabok geometriai (alakhűség, felületi érdesség) vizsgálata során megállapítottam, hogy a munkadarabban levő dugó keménysége és a körkörösségtől való eltérés terjedelme között a korrelációs együttható erős (0,986435). Megállapítottam továbbá, hogy a dugó keménysége és a felületi érdesség mérőszámai között ugyancsak van összefüggés. Az alumínium felületen ez erős (7.09 táblázat), míg az acéldugó felületén a korreláció közepesen erős (7.10 táblázat). A vizsgálatok alapján megállapítható, hogy a megmunkálási pontosság köralak hibája sokkal nagyobb, mint amit az érdességre gyakorolt hatások esetén ki lehetett mutatni.



8. Új tudományos eredmények összefoglalása tézisekben T-1. TÉZIS: Hibrid anyagok forgácsolásakor, optikai rálátás esetén a hőkamera vonali üzemmódban alkalmas a viszonylag nagysebességű folyamatok nyomon követésére, a hely szerinti lokalizáció biztosíthatóságával, amit a forgácsolás során a keményebb anyagba való belépések esetén a hőmérséklet periodikus felfutása igazol. A kidolgozott módszer kimutathatóvá tette a hibrid anyag eltérő tulajdonságainak a forgácsoló lapka hőmérsékletére gyakorolt hatását. Ezen vizsgálat alapján megállapítható, hogy a magnézium ötvözet anyagú dugó forgácsolásakor a szinterelt acél forgácsolásához képest lecsökken a hőmérséklet a magnézium ötvözet kisebb forgácsolási ellenállása és jobb hővezetése miatt. A csökkenés mértéke, a különbség értékei a hőprofil diagramból kiolvashatók. [T.05-2012], [T.10-2013] T-2. TÉZIS: A próbatestekben levő dugók hőkezelése, és az azt követő mikrokeménység mérésével megállapítottam, hogy a mikrokeménység értéke a dugón belül nem egyenletes, ezért az irodalmi adatok és a saját méréseim alapján bevezettem a dugó jellemző keménysége fogalmat. Megállapítottam, hogy a hibrid anyagok ortogonális szabadforgácsolása közben a szerszámcsúcs hőmérséklete ingadozásainak amplitúdója egyértelműn függ a dugó jellemző keménységétől. Minél keményebb a dugó, annál nagyobb az amplitúdó. Edzett, 700 HV jellemző keménységű dugó esetén a hőmérsékletingadozás amplitúdója elérheti a 30 0C-ot, míg lágyított esetben, azaz 300 HV esetén a hőmérsékletingadozás amplitúdója alig éri el a 23 0 C-ot. [T.05-2012], [T.09-2013], [T.10-2013] T-3. TÉZIS: Megállapítottam, hogy hibrid anyagok ortogonális esztergálása során az Fc főforgácsoló erő, és a dugó Vickers keménysége közötti korreláció 0,920686, azaz nagyon erős. Megállapítottam, hogy főforgácsoló erő mért értékei jól illeszkednek a regressziós egyenesre, azaz dinamikus körülmények között is (egy fordulaton belül is változó anyagok megmunkálásakor) igazolják a korábban, a forgácsoló erő kvázistatikus értékének meghatározására széles körben használt összefüggést, amely szerint a főforgácsoló erő arányos munkadarab szakítószilárdságával, illetve keménységével. [T.04-2013], [T.05-2013] T-4. TÉZIS: A rezgésmérési módszerek (beállítási paraméterek) olyan kombinációját fejlesztettem ki, amelynek révén hibrid anyagok forgácsolásakor hatékonyan lehet vizsgálni a határátmenetet. Megállapítottam, hogy hibrid anyagok forgácsolásakor a határátmenetnél fellépő rezgések jeleinek diagnosztikai célú elemzése a közvetlenül regisztrált gyorsulás/sebesség/elmozdulás jel helyett hatékonyabban elvégezhető valamely posztprocesszáló algoritmus alkalmazásával. Megállapítottam, hogy ezek közül az ún. gyorsulás burkológörbe (Envelope Accelaration) módszerrel lehet a legjobb eredményeket elérni, azaz a legerősebb korrelációt kimutatni. [T.09-2013], [T.11-2013], [T.12-2013] T-5. TÉZIS: A hibrid anyagú próbatestek forgácsolása során – az erő és a rezgés egyidejű mérése révén – összekapcsoltam e két jelenséget, és valós képet alkotva a folyamatról megállapítottam azok közvetlen összefüggését. Ez azt jelenti, hogy a gyorsulásérzékelő és az ugyancsak piezoelektromos elven működő erőmérő cella mérési tartományán belül mind az idő, mind pedig a frekvencia tartományban kimutatható a jelek hasonlósága. Hibrid anyagok forgácsolásakor kialakuló dinamikus erőváltozások kiértékelésével a kísérleti eredmények alapján megadhatók olyan peremértékek, amelyek a folyamatmodellezési eljárások validálását teszik lehetővé. [T.11-2013], [T.12-2013] 91 Dömötör Ferenc: Összetett szerkezetű anyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája, Doktori (PhD) értekezés, Budapest, 2013.


T-6. TÉZIS: A hibrid anyagú próbatestek vizsgálata során megállapítottam, hogy a munkadarabok forgácsolásakor, a munkadarabban levő dugó keménysége és a körkörösségtől való eltérés terjedelme között a korrelációs együttható erős, azaz az MKGS rendszer az egy munkadarab fordulaton belül fellépő erőhatás ingadozás miatt jelentős körkörösségi hibát okoz. [T.11-2013], [T.12-2013] T-7. TÉZIS: A hibrid anyagok diagnosztikai jellemzésére az erőmérés, lokális hőmérsékletmérés dinamikus jellemzői (jelalak, felfutás, periodicitás) a viszonylag egyszerűbb rezgésmérési eljárásokkal (gyorsulás burkoló görbe alapvető hasonlóságai) megállapíthatók. [T.06-2013], [T.07-2013], [T.08-2013], [T.09-2013], [T.10-2013], [T.112013], [T.12-2013],



9. A disszertáció téziseivel kapcsolatos publikációk [T1.01-2008]

Dömötör, F. (szerk.): „Rezgésdiagnosztika” tankönyv, I. kötet, Főiskolai Kiadó, Dunaújváros, 2008., ISBN: 978-963-87780-0-0

[T1.02-2011]

Dömötör, F. (szerk.): „Rezgésdiagnosztika” tankönyv, II. kötet, Főiskolai Kiadó, Dunaújváros, 2011., ISBN 978-963-9915-43-5

[T.03-2010]

Dömötör, F. - Banlaki, P: Vibration acceptance test of vehicle gearboxes used in agriculture, International Journal of Applied Mechanics and Engineering, 2010, Vol. 15. No. 2. ISSN 1425-1605

[T.04-2011]

Dömötör, F. et al: Fém-kompozit anyagok forgácsolási folyamatának komplex diagnosztikája, XXV. microCAD Nemzetközi Tud. Konf., Miskolc, 2011. ISBN:978-963-661-965-7

[T.05-2011]

Dömötör, F. et al.: Complex Diagnostics of the Cutting Process of Metal Composite Materials, IN-TECH 2011 International Conference on Innovative Technologies, Bratislava, Slovakia, 2011., ISBN 978-80-904502-6-4

[T.06-2011]

Dömötör, F. et al: Some features of the Complex Diagnostics of the Cutting Process of Metal composite Structures, 8th Danubia-Adria Symposium on Advances in Exp. Mechanics, Siofok, 2011., ISBN: 978-963-9058-32-3

[T.07-2012]

Dömötör, F. et al.: Some Features of the Complex Diagnostics of Cutting Hybrid Metal Structures, SEMDOK 17th International of PhD Students Seminar, Zilina-Terchova, Slovakia, 2012., ISBN 978-80-554-0477-6

[T.08-2012]

Dömötör F. et al.: Összetett szerkezetű, fém-kompozit anyagok forgácsolásának diagnosztikai vizsgálata rezgésméréssel és termovíziós kamerával, microCAD-2012, Nemzetközi Tudományos Konferencia, Miskolc, 2012, ISBN: 978-963-661-773-8

[T.09-2012]

Dömötör F. et al.: Complex Diagnostics of the Cutting Process of Hybrid Metal Structures with Improved Specimens, 29th International Colloquium on Advanced Manufacturing and Repair Technologies in Vehicle Industry” University of Žilina, Terchová, 21-23 May, 2012. ISBN 978-80-554-0533-9

[T.10-2012]

Dömötör, F.: Complex diagnostics of the cutting process of metal composite structures, 9th Danubia-Adria Symposium on Advances in Experimental Mechanics, Beograd, 2012, ISBN 978-86-7083-762-1



[T.11-2013]

Dömötör, F.: A rezgésösszetevők amplitúdóinak változása különböző keménységű, összetett szerkezetű, fém-kompozit anyagok forgácsolása során, microCAD-2013, Nemzetközi Tudományos Konferencia, Miskolc, 2013. ISBN: 978-963-358-018-9

[T.12-2013]

Dömötör F. et al: Some Features of the Vibration and Temperature Diagnostics of Cutting Hybrid Metal Structures, 30th International Colloquium on Advanced Manufacturing and Repairing Technologies in Vehicle Industry, Visegrád, Hungary, 22-24 May 2013. ISBN: 978-963-313-079-7

[T.13-2013]

Dömötör, F. - Weltsch, Z.: Complex Diagnostics of the Cutting Process of Metal Composite Materials, using Thermo Camera, 18th International Conference on Thermal Engineering and Thermogrammetry Budapest University of Technology and Economics, Budapest, 3-5th July 2013. ISBN: 978-963-8231-97-0

[T.14-2013]

Dömötör, F.: Combined force and vibration measurements of the cutting process of metal composite structures, under surveillance of thermo and high speed camera, In-Tech2013 Conference Budapest, 2013.09.10-12. ISBN: 978-953-6326-88-4

[T.15-2013]

Dömötör, F. et al: Some Features of the Complex Diagnostics of the Cutting Process of Hybrid Metal Composite Materials, Periodica Polytechnica Transportation Engineering, Vol.: 2013/2. ISSN: 1587-3811

10. További, a témához kapcsolható, saját publikációk S1. Disszertáció, tankönyvek, jegyzetek, egyéb dolgozatok [S1.01-1984]

Dömötör, F.: Csigaházas centrifugálszivattyúk rezgésdiagnosztikai vizsgálata során tapasztalható nemlineáris jelenségek magyarázata, Egyetemi doktori disszertáció, Miskolci Egyetem, Miskolc, 1984.

[S1.02-1991]

Dömötör, F. – Hajdú, S.: Rezgésdiagnosztika kezdőknek, Tanfolyami jegyzet az SKF tanfolyamok hallgatóinak, SKF Svéd Golyóscsapágy Rt., Budapest, 1991.

[S1.03-1991]

Dömötör, F. – Hajdú, S.: Rezgésdiagnosztika középhaladóknak, Tanfolyami jegyzet az SKF tanfolyamok hallgatóinak, SKF Svéd Golyóscsapágy Rt., Budapest, 1991.

[S1.04-1991]

Dömötör, F. (szerk.): Rezgésdiagnosztika haladóknak, Tanfolyami jegyzet az SKF tanfolyamok hallgatóinak, SKF Svéd Golyóscsapágy Rt., Budapest, 1991. 94



[S1.05-1992]

Dömötör, F. (szerk.): Advanced vibration diagnostics, Publication for the English speaking students of SKF customers, SKF Svéd Golyóscsapágy Rt., Budapest, 1992.

[S1.06-1995]

Dömötör, F.: Rezgésanalízis alapfokon, kézirat, KLTE Műszaki Főiskolai Kar, Debrecen, 1995.

[S1.07-1996]

Dömötör, F. (szerk.): A rezgésdiagnosztika elemei, SKF Svéd Golyóscsapágy Rt., Budaörs, 1996. (208 oldal, nyomda: TYRAS Kft.)

[S1.08-2011]

Dömötör, F. (szerk.): Járműdiagnosztika, TÁMOP elektronikus jegyzet, BME Közlekedésmérnöki Kar, 2011., ISBN: 978-963-279-634-5

S2. Konferencia előadások

[S2.01-1983]

Dömötör, F.: Vibration test of centrifugal pumps, Proceedings of the 7th Conference on Fluid Machinery, Akadémiai Kiadó, Budapest, 1983.

[S2.02-1985]

Dömötör, F.: Nichtlineare Erscheinungen bei Schwingungen der Maschinengruppe Zentrifugalpumpe und Elektromotor. 5. Symposium Pumpen und Verdichter, Magdeburg, 1985.

[S2.03-1992]

Dömötör, F.: Korszerű diagnosztikai eszközök, Nemzetközi Karbantartási Konferencia, Veszprém, 1992.

[S2.04-1993]

Dömötör, F.: Füstgázelszívó ventilátor rezgésdiagnosztikai vizsgálata. V. „Anyag, és – energiatakarékosság a kohászatban” című konferencia, Balatonszéplak, 1993.

[S2.05-1994]

Dömötör, F.: A gépi berendezések folyamatos állapotfigyelésén alapuló védelmi rendszerek. Nemzetközi Karbantartási Konferencia, Veszprém, 1994.

[S2.06-1995]

Dömötör, F. – Lakatos, K. – Tolvaj, B.: Vibration test of an exhausting fan. 10th International Conference on Fluid Machinery, Budapest, 1995.

[S2.07-1995]

Dömötör, F. – Gergely, M. – Terpó, Gy.: Vibration diagnostics of fire guard water pumps at Bp. Ferihegy airport. 10th Conference on Fluid Machinery, Budapest, 1995..

[S2.08-1995]

Sólyomvári, K. - Dömötör, F. – Szabó, J.: Early detection of rolling bearing defects by vibration analysis. 2nd International Symposium on Acoustic and Vibratory Surveillance Methods, CETIM, Paris-Senlis, France, 1995



[S2.09-1996]

Sólyomvári K. - Dömötör F. – J. Szabó J.: Untersuchung der Wälzlagerschaden von Vibrationsmaschinen mit der Schwingungsdiagnosemethode an Ort und Stelle. IV. Kolloquium Technische Diagnostik 14. und 15 März 1996 in Dresden. p.658-664.

[S2.10-1996]

Dömötör, F. – Terpó, Gy.: Early Deetection of Rolling Bearing Defects in a Hot Water Circulating Pump by Vibration Analysis a Budapest-Ferihegy Airport, Proceedings of COMADEM’96, University of Sheffield, Sheffield, England, 1996. ISBN: 1-85075-635-X

[S2.11-1998]

Sólyomvári, K. – Dömötör, F. –Szabó, J. – Kocka, I.: Saving maintenance costs by a susseccful detection of rolling element bearing defect ina n exhausting fan of Hungarian food processing plant. 3rd International Symposium on Acoustic and Vibratory Surveillance Methods, CETIM, Paris-Senlis, France, 1998.

[S2.12-1998]

Sólyomvári, K. – Dömötör, F. –Szabó, J. : Balancing High Speed Rotation Machinery by the Influene Coefficient Method. 3rd International Symposium on Acoustic and Vibratory Surveillance Methods, CETIM, Paris-Senlis, France, 1998.

[S2.13-2000]

Dömötör, F.: Gondolatok a magyarországi rezgésdiagnosztika fejlődéséről, GTE Orsz. Karb. Konferencia, Nyíregyháza, 2000.

[S2.14-2002]

Dömötör, F.: A műszaki diagnosztika a évezred küszöbén Magyarországon, GTE Országos Karbantartási Konferencia, Nyíregyháza, 2002.

[S2.15-2004]

Dömötör, F.- Rahne, E.: Merre tovább a rezgésdiagnosztikában? GTE Országos Karbantartási Konferencia, Nyíregyháza, 2004.

[S2.16-2010]

Bánlaki, P. – Dömötör, F. – Mesics, J.: Belsőégésű motorok minőségének javítása rezgés, - és zajanalízis felhasználásával, IFFK Konferencia, Budapest, 2010.

[S2.16-2010]

Banlaki, P. – Dömötör, F.: Vibration acceptance test of vehicle gearboxes used in agriculture, 27th International Colloquium on „Advanced Manufacturing and Repair Technologies in Vehicle Industry”, Lagow Lubuski, Poland, 2010.

[S2.17-2011]

Banlaki, P. – Devecseri, Sz. - Dömötör, F. – Stipkovits, A. : Noise and vibration measurement of a gear box during the acceptance test in the manufacturer’s workshop, 28th International Colloquium „Adv. manuf. and repair techn. in vehicle industry”, Svitavy, Czech Republic, 2011.

[S2.18-2012]

Dömötör F.: Merre tart a rezgésdiagnosztika? Karbantartás a hatékonyság és a fenntarthatóság szolgálatában, Nemz. Konferencia, Veszprém, 2012. jún. 4-5. ISBN: 978-615-5044-56-4 96



[S2.19-2012]

Bánlaki P. - Dömötör F. – Vass S.: New Sensor Constructions widen possibilities to use vibration fault diagnosis for vehicles and internal combustion systems, IFFK Conference, Budapest, 2013.08.28-30.

S3. Szakfolyóiratokban megjelent publikációk

[S3.01-1983]

Dömötör, F.: A szivattyúrezgések néhány problémája, GÉP, 1983. február

[S3.02-1982]

Dömötör, F. – Lechner, G.: Some problems of pump vibrations. Techniche Nuove Milano, Il Progesstista Industriale, 1982/9.

[S3.03-1985]

Dömötör, F. – Kondor, D.: Centrifugálszivattyúk rezgésvizsgálata mechanikai modell és diagnosztikai mérések segítségével.. GÉP, 1985/10.

[S3.04-1993]

Dömötör, F.: Modern diagnosztikai berendezések. Anyagvizsgálók lapja, 1993/1.

[S3.05-1993]

Dömötör, F.: A forgógépek tengelyeinek szintbeállítási problémái, és megoldásuk korszerű eszközökkel. Gépgyártástechnológia, 1993/3-4.

[S3.06-1993]

Dömötör, F. – Vas, F.: Rezgésdiagnosztikai eljárás alkalmazása a mobil mezőgazdasági gépek csapágyainál. Járművek, építőipari és mezőgazdasági gépek. 1993/5.

[S3.08-2010]

Banlaki, P. – Devecseri, Sz. - Dömötör, F. – Stipkovits, A. : Noise and vibration measurement of a gear box during the acceptance test in the manufacturer’s workshop, Perner’s Contacts, Special Issue, Vol. VI. may 2011, ISSN: 1801-674X

[S3.09-2011]

Bánlaki, P. – Dömötör, F.: Megmunkálási folyamatok diagnosztikája (Célkeresztben a szendvics szerkezetű, fémes anyagok forgácsolása), Gyártástrend, 2011/1.

[S3.10-2011]

Bánlaki, P. – Dömötör, F.: Komplex diagnosztika (Szendvics szerkezetű, fémes anyagok forgácsolási folyamata), Műszaki Magazin, 2011/1.

S4. Egyéb publikációk [S4.01-1981]

Csemniczky, J. – Dömötör, F.: Anlauferscheinungen bei Pumpen mit vertikaler Welle und luftgefülltem Steigrohr, 4. Symposium Pumpen und Verdichter, Magdeburg, 1981. 97



[S4.02-1983]

Suba, G. – Dömötör, F.: Kőolajiparban használatos centrifugálszivattyúk üzemének vizsgálata, különös tekintettel a gördülőcsapágyakra, GÉP, 1983/3.

[S4.03-1983]

Dömötör, F.: Pump manufacturing at Ganz-MAVAG Works, International Conference on Fluid Machinery, Teheran, Iran, 1983.

[S4.04-1988]

Dömötör, F. – Dániel, I.: Acélcsövek vizsgálata különböző vízfedések esetén, Ganz Gépgyár Budapest, 612. számú kutatási jelentés.

[S4.05-1993]

Dömötör, F.: A gépek állapotfigyelésén alapuló karbantartási rendszer bevezetésének gazdasági kérdései, Diplomaterv feladat, Miskolci Egyetem Gazdaságtudományi Kar, 1993.

[S4.06-1994]

Dömötör, F.: Rezgésdiagnosztikai beruházások gazdaságossági vizsgálata döntési gráf segítségével. Karbantartás és diagnosztika. 1994/3.

[S4.07-2007]

Dömötör, F. : A diagnosztika szerepe a karbantartásban, Fókuszban a gyógyszeripar, vegyipar, és energiaipar, Workshop, IIR – Hungary, Budapest, 2007.

[S4.08-2010]

Raisz, P - Dömötör, F. – Fegyverneki, S.: Sampling from delivered scrap, XXIV. microCAD International Scientific Conference, University of Miskolc, 2010.

[S4.09-2010]

Dömötör F. - Lakatos K. – Szamosi Z.: Mezőgazdasági hulladékból energia (Alcím: Szalmából készült pellet), XII. Műszaki Tudományos Ülésszak, Kolozsvár, 2011. nov. 26. Erdélyi Múzeum Egyesület, Műszaki Tudományok Szakosztálya

[S4.10-2013]

Dömötör F.: Szendvics szerkezetű, fémes anyagok forgácsolási folyamatának monitorozása, fejlesztése a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetemen (Alcím: Mérés KISTLER gyártmányú erőmérő cellákkal, kiértékelés MATLAB segítségével), MATLAB User Story, GAMAX Laboratory Solutions Kft. Budapest (MATHWORKS magyarországi szerződött partnere) honlap: http://gamaxlabsol.com/szendvics-szerkezetu-femes-anyagokforgacsolasi-folyamatanak-monitorozasa-fejlesztese/


Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Közlekedésmérnöki és Járműmérnöki Kar Gépjárművek és Járműgyártás Tanszék, 1111 Budapest, Stoczek utca 4.

Felhasznált irodalom F1. Szakkönyvek magyar nyelven [F1.01-1966 ]

Bakondi, K. – Kardos, Á.: A gépgyártás technológiája I. Forgácsolás, Tankönyvkiadó, Budapest, 1966.

[F1.02-1977 ]

Kordoss, J.: Szerszámgépek I.-II. (kézirat), Tankönyvkiadó, Bp. 1977.

[F1.03-1977 ]

Lipovszky – Sólyomvári - Varga: A gépek rezgésvizsgálata és a karbantartás, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1980.

[F1.04-1984 ]

Békés, J.: A fémforgácsolás tervezése, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1984. ISBN 963 10 5738 0

[F1.05-1985 ]

Hesselmann N.: Digitális jelfeldolgozás Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1985., ISBN 963 10 6422 0

[F1.06-1988 ]

Bali, J.: Forgácsolás, Tankönyvkiadó Budapest, Második kiadás, Bp. 1988. ISBN 963 180 806 8

[F1.07-1988 ]

Baráti, A. (szerk.): Szerszámgép vizsgálatok, Műszaki Könyvkiadó, Bp. 1988. ISBN 963 10 7181 2

[F1.08 - 1995 ]

Kégl – Szabó: Korszerű diagnosztikai módszerek (kézirat), Dunaújvárosi Főiskola, Dunaújváros, 1995.

[F1.09 - 2000 ]

Dudás, I.: Gépgyártástechnológia I. Tankönyvkiadó, Miskolci Egyetem, 2000. ISBN 963 661 342

[F1.10 – 2004]

Takács J. (szerk.): Korszerű technológiák a felületi tulajdonságok alakításában, Műegyetemi Kiadó, Bp. 2004. ISBN 963-420-789-8

[F1.11 – 2007]

Nagy I. et al.: Műszaki diagnosztika II. – Termográfia Delta 3N kft., Paks, 2007, ISBN 978-963-06-0808-4

[F1.12 – 2012]

Szmejkál A. - Ozsváth P.: Járműszerkezeti anyagok és technológiák II. BME KSK elektronikus jegyzet, Bp., 2011, ISBN 978-963-279-599-7

[F1.13 – 2012]

Weltsch, Z.: Nagysebességű kamerák; Termogáfia, termovízió in: Járműdiagnosztika, BME KSK elektronikus jegyzet, Budapest, 2011. ISBN: 978-963-279-634-5

[F1.14 – 2012]

Lovas A. (szerk.): Anyagismeret, BME KSK elektronikus jegyzet, Budapest, 2011. ISBN: 978-963-279-586-7

[F1.15 – 2012]

Takács J. et al: Járműgyártás és javítás, BME tankönyv, 2012. ISBN 978-963-279-600-0 99



F2. Szakkönyvek idegen nyelven [F2.01-1965 ]

N.A. Tobias: Machine-tool vibration, Blackie & Son Ltd., London, 1965.

[F2.02-1973 ]

Vulf, A.M.: Rezanie Metallov (Fémek forgácsolása), Mashinostroenie, Leningrad, 1973.

[F2.03- 1976]

V. Arshinov – G. Alekseev: Metal Cutting Theory and Cutting Tool Design, Mir Publishers, Moscow, 1976.

[F2.04-1977]

Weck, M. – Teipel, K. : Dynamisches Verhalten spanender Werkzeugmaschinen, Springer Verlag, Berlin, 1977. ISBN 3-540-08468-1

[F2.05-1977]

Armarego, E.J.A. – Brown R.H.: Obrabotka metallov rezaniem (fordítás angol eredetiből), Moszkva, Masinosztroenie, 1977.

[F2.06-1979 ]

R.A. Collacott: Vibration Monitoring and Diagnosis, G. Goodwin Ltd. London, 1979, ISBN 0 7114 5201 6

[F2.07-1980 ]

Broch J.T.: Mechanical Vibration and Schock Measurement, Brüel & Kjaer Co., Denmark, 1980, ISBN 87 87355 34 5

[F2.08-1988] ,

Zh. Gossorg: Infrakrasnaya Termografiya, Moskva, Mir, 1988. ISBN 503-000915-9 (Az eredeti, francia nyelvű kiadás: Gilbert Gaussorgues: le Thermographie Infrarouge, Pricipes-Technologie-Applications, Technique et Documentation Lavoisier, 1984.)

[F2.09-1991

V. Wowk: Machinery Vibration – Measurement McGraw-Hill, ISBN 0-07-071936-5, New York, 1991.

[F2.10-1992 ]

Barber, A.: Handbook of Noise and Vibration Control, Elsevier Ltd. Oxford, UK, 1992, ISBN 1 85617 079 9

[F2.11-1993 ]

J. S. Mitchell: Machinery Analysis and Monitoring, Penn Well Co. Ltd., Tulsa, Oklahoma, 1993., ISBN 0-87814-401-3

[F2.12-1994 ]

D.E. Newland: Mechanical Vibration Analysis and Computation, Longman Ltd. ISBN 0-582-02744-6, Harlow, Essex, UK, 1994.

[F2.13-1994 ]

J. I. Taylor: The Vibration Analysis Handbook, Vibrations Consultant Inc., Tampa FL, U.S.A., 1994, ISBN 0-9640517-0-2

[F2.14-1996 ]

R. Barron: Engineering Condition Monitoring, Longman Ltd., ISBN 0582-24656-3 Harlow, Essex, UK, 1996.

[F2.15-1996 ]

B.K.N. Rao: Handbook of Condition Monitoring, Elsevier Ltd., 1996, ISBN 1 85617 234 1

an

Analysis,



[F2.16-2002 ]

König, W. – Klocke, F.: Fertigungsverfahren I. Springer Verlag 2002. ISBN-10 3-540-23650-3

[F2.17-2004 ]

N.J. Walker: Infrared Thermography, Volume One, Principles and Practice, BINDT Series, ISBN 0903132 33 8, The British Institute of Non-Destructive Testing, Northampton, 2004

[F2.18-2005 ]

Beer, S. et al: Aluminium Motorblöcke, KS Technolgie, Verlag Moderne Industrie, München, 2005. ISBN 3-937889-18-3

[F2.19-2006 ]

Weck, M.- Brecher, Ch.: Werkzeugmaschinen – Messtechnische Untersuchung und beurteilung, dynamische Stabilität, Springer Verlag, 7te bearbeitete Auflage, Berlin, 2006. ISBN 13 978-3-540-22505-8

[F2.20-2009]

W. Minkina – S. Dudzik: Infrared Thermography, John Wiley & Sons, Ltd., 2009. ISBN 978-0-470-74718-6

F3. Disszertációk, doktori értekezések

[F3.01 - 1982 ]

Berkes O. Forgácsolási folyamatok stabilitásának kísérleti vizsgálata, Egyetemi doktori értekezés, BME 1982.

[F3.02 - 1983 ]

Ónodi, K.: Forgácsolás stabilitásának vizsgálata megmunkáló központokon, különös tekintettel a marási műveletekre, egyetemi doktori disszertáció, BME Budapest, 1983.

[F3.03 - 1983 ]

Kluft, W.: Werkzeugüberwachungssysteme für die Drehbearbeitung, Dissertation TH Aachen, 1983.

[F3.04 - 1984 ]

Nassir, H.: Self-excited Vibration and Noise of machine Tools and Ways of their Reduction, kandidátusi értekezés, BME, Bp. 1984.

[F3.05 - 1985 ]

Hassan, N.: Self-excited vibration and noise of machine tools and ways of their reductions, Candidate of Sciences (PhD), MTA, Budapest, 1985.

[F3.06 - 1985 ]

Patkó, Gy.: Közelítő módszerek nemlineáris rezgések vizsgálatára, kandidátusi disszertáció, MTA, Budapest, 1985.

[F3.07 - 1986 ]

Laczik, B.: A forgácsolás folyamat rezgésdiagnosztikája, egyetemi doktori disszertáció, BME, Budapest, 1986.

[F3.08 - 1986 ]

Monostori L.: Digitális jelfeldolgozási és alakfelismerési módszerek rugalmas szerszámfelügyeleti rendszerekben, Kandidátusi disszertáció, Bp. 1986.

[F3.09 - 1990 ]

Hai N. T.: Plazmaszórt felületi rétegek köszörülésének vizsgálata, kandidátusi értekezés, MTA Bp. 1990.



[F3.10 - 1991 ]

Pápai, F.: A modális elemzés alkalmazása a szerszámgép vizsgálatokban, egyetemi doktori disszertáció, BME, Budapest, 1991.

[F3.11 - 1991 ]

Berkes, O.: Forgácsolási folyamatok akusztoemissziós vizsgálata, kandidátusi értekezés, Bp. 1991.

[F3.12 - 1997 ]

Egresits, Cs.: Intelligens módszerek a gyártási folyamatok vezérlésében és felügyeletében, kandidátusi értekezés, Bp. 1997.

[F3.13 - 1999 ]

Viharos, Zs.: Intelligens módszerek a gyártási folyamatok modellezésében és optimalizálásában, PhD értekezés, BME 1999.

[F3.14 - 2001 ]

Szalay, T.: Korszerű jelfeldolgozási és döntési módszerek a gyártócellák állapotfelügyeletében, PhD doktori értekezés, BME, 2001.

[F3.15 - 2002 ]

Insperger, T.: Stability Analysis of Periodic Delay Differential Equations Modeling Machine Tool Chatter, BME, 2002.

[F3.16 - 2003]

Grams, J.V.: Untersuchungen zum Fräsen mit CVD diamantbeschichteten Werkzeugen, Dissertation, 2003, RW TH Aachen

[F3.17 - 2003]

Kollányi, T.: Szíjágak transzverzális rezgései, PhD disszertáció, Miskolci Egyetem, 2003.

[F3.18 - 2003]

Schrijer F.F.J.: Transient heat transfer measurements in a short duration hypersonic facility on a blunted cone flare using QIRT, Dissertation, TU Delft University of Technology, Dept. of Aerospace Engineering, 2003.

[F3.19 – 2005]

Bearre, R.: Prise en compte des phenomenes vibratoires dans la generation de commande des machines-outils a dynamique elevee, These de docteur, École Nationale Superieure d Arts et Metiers, Centre de Lille, N’d’ordre 2005-30

[F3.20 – 2006]

Dieye, M.: Comportement dynamique du systeme piece-outil-machine en rectification plane passe profonde, These PhD, École Nationale Superieure d ’Arts et Métiers, Centre de Metz 2006, ED-432

[F3.21 – 2006]

Martinez L.R.C: Identification des sources de vibration en usinage, PhD dissertation, 2006.

[F3.22 – 2007]

Bisu, C.F.: Étude des vibration auto-entretenues en coupe tridimensionelle: nouvelle modelisation appliquée au tournage, PhD These, LUniversité Bordeaux, 2007, École doctorale des sciences physique et de l’ingenieur, No d’ordre 3375.

[F3.23 – 2008]

Siedl, D.: Simulation des dynamischen Verhaltens von Werkzeugmaschinen während Verfahrbewegungen, TU München, 2008. ISBN 978-3-8316-0779-2, Herbert Utz Verlag GmbH, München 102



[F3.24 - 2008]

Stengele, G.: Modellierung und stabilitaet von Zerspanungsprozessen, Dissertation, Universitaet Bremen, Fachbereich Produktionstechnik, 2008.

[F3.25 - 2009]

Ozsváth, P.: Magnézium alapú hibrid járműanyagok környezetbarát forgácsolásának optimálása, PhD disszertáció, BME, 2009.

[F3.26 - 2010]

Schwarz, F.: Simulation der Wechselwirkungen zwischen Prozess und Struktur bei der Drehbearbeitung, PhD Dissertation, TU München, 2010.

[F3.27 – 2011]

Hossam: Ratterschwingungen bei verschiedenen Eigenfrequenzen der Fräsmaschinenachsen, Dissertation, Technische Universität Dortmund, Vulkan Verlag, Essen 2011.

[F3.28 – 2011]

Kersting, P.: Simulation und Analyse regenerativer Werkstückschwingungen bei der NC-Fräsbearbeitung von Freiformflächen, Dissertation, Technische Universität Dortmund, Vulkan Verlag, Essen 2011.

[F3.29 – 2011]

Dombóvári, Z.: Forgácsolási folyamatok lokális és globális dinamikai viselkedése, PhD disszertáció, BME, Műszaki Mechanika Tanszék, 2012.

F4. Magyar nyelvű, ill. magyarországi folyóiratokban megjelent cikkek [F4.01-1974 ]

Pokorádi Á. - Hajdu Gy.: Digitális számítógép alkalmazása a szerszámgépek stat. és din. méretezésében. - In: Gépgyártástechnológia, ISSN 0016-8580 , 1974. (14. évf.), 10-11. sz., 448-450. p.

[F4.02-1974 ]

Hajdu Gy. - Péchy Gy.: NC szerszámgépek pontossági kérdései - In: Gépgyártástechnológia, ISSN 0016-8580 , 1974. , 8. sz. 355-356. p.

[F4.03-1984 ]

Szabó O.: Pneumatikus szuperfiniselő berendezések rezgésvizsgálata, In: Borsodi Műsz.- és közg. hetek rendezvényei’84, 1984.05.15-06.07.

[F4.04-1985 ]

Monostori L.: Pattern recognition methods in vibration monitoring of machine tools. AUTOMATIZÁLÁS 18:(10) pp. 26-31. (1985)

[F4.05-1986 ]

Angyal B. - Cselle T. - Sípos S.: Szerszámgépek és forgácsolószerszámok állapotfelügyelete . - In: Gépgyártástechnológia, ISSN 0016-8580 , 1986. (26. évf.), 12. sz., 568-574. p.

[F4.06-1988 ]

Cselle T. - Soós J.: A szerszámgép-felügyelet jellemző fejlődési irányai In: Gép, ISSN 0016-8572 , 1988. (40. évf.), 5. sz., 184-189. p.

[F4.07-1988 ]

Cselle T. - Hajdú Gy.: A méréstechnika növekvő szerepe a gépgyártásban. A 7. EMO tapasztalatai . - In: Gépgyártástechnológia, ISSN 0016-8580 , 1988. (28. évf.), 11. sz., 499-508. p. 103



[F4.08-1988 ]

Tari A. - Tóth I. - Róth A. - Hajdú Gy.: A gépgyártás fejlődésének irányai a 7. EMO tükrében . - In: Gépgyártástechnológia, ISSN 0016-8580 , 1988. (28. évf.), 6. sz., 243-255. p.

[F4.09-1989 ]

Erdélyi F. - Sántha Cs. - Csáki T.: A "VILMOS" - egy CNC-be integrált szerszámgép felügyelő rendszer. In: Gépgyártástechnológia. Budapest : GTE, 1989. p. 292-295.

[F4.10-1989 ]

Bertók P.- Monostori L.: Control and monitoring problems of manufacturing cells. GÉPGYÁRTÁSTECHNOLÓGIA 29:(9-10) pp. 392393. (1989)

[F4.11-1989 ]

Bartal P. et al.: Cell level diagnostics of manufacturing cells; Requirements, and concept of an intelligent diagnostic system. AUTOMATIZÁLÁS 22:(8) pp. 7-10. (1989)

[F4.12-1990 ]

Erdélyi F. - Hajdú Gy. - Tóth T.: A gépipari gyártás automatizálása (Helyzetelemzés és fejlődési irányok) . - In: Gépgyártástechnológia, ISSN 0016-8580 , 1990. (30. évf.), 10. sz., 451-470. p.

[F4.13-1995 ]

Cselle T.: Nagy sebességű forgácsolás - szárazon - In: Gépgyártástechnológia, ISSN 0016-8580 , 1995. (35. évf.), 11-12. sz., 413-419. p.

[F4.14-1997 ]

Patkó Gy. - Faragó K.: Stabilitätskarten der mit Riemenantrieb kombinierten Hauptantriebe von Werkzeugmaschinen. In: Gép. Budapest Lapkiadó, 1997. p. 11-14.

[F4.15-1998 ]

Faragó K. - Patkó Gy. - Kollányi T.: Results of stability investigations on the main drives of machine tools. In: Gép. Budapest : Lapkiadó, 1998. p. 84-86.

[F4.16-1998 ]

Faragó K. - Patkó Gy. - Kollányi T.: Szerszámgépek szíjhajtásainak nemlineáris paraméteresen gerjesztett lengései. In: Gép. Budapest: Lapkiadó, 1998. p. 14-16.

[F4.17-1999 ]

Patkó Gy. - Faragó K. - Kollányi T.: Die Untersuchung von Torsionschwingungen bei den Riemenantrieben mit der Methode der Linearisierung über den Phasenkurve. In: Gép. Budapest : Lapkiadó, 1999. p. 35-39.

[F4.18-1999 ]

Cselle T.: Know Important from Urgent Important Development Tendencies in Tooling Aroung 2000 . - In: Gépgyártástechnológia, ISSN 0016-8580 , 1999. (39. évf.), 9. sz., 13-22. p.

[F4.19-2001 ]

Szabó - Kégl: A rezgésanalízis és a thermovízió a gyártórendszerek gépdiagnosztikájában, GÉP, L. évfolyam, 1999. 7 szám, 23-31. oldal 104



[F4.20- 2001]

Bárdos Z. - Hajdú Gy. - Szász P.: Szerszámgépvizsgálatok előírás rendszere a GÉPOVI tükrében . - In: Gépgyártás, ISSN 1587-4648 2001. (41. évf.), 3. sz., 26-27. p.

[F4.21- 2003 ]

Kiss L.: A forgácsolás mechanikai folyamatainak kísérleti vizsgálata, GÉP, LIV. évfolyam, 2003. 6. szám. 35-39. oldal

[F4.22 – 2004]

Czigány T.: Hibrid szálerősítésű polimer kompozitok Anyagvizsgálók lapja, 2004/2. pp. 59-62.

[F4.23- 2006]

Pálmai, Z. – Csernák, G.: Káoszjelenségek a fémek gyors képlékeny deformációjánál, Gépgyártás, 2006/3. pp. 19-24

[F4.24-2007]

Szmejkál Attila et al: Magnézium alapú hibrid anyagok megmunkálása szárazon vagy minimálkenéssel, Gépgyártás XLVII. évf, 2007. 2-3. szám, HU ISSN 00168580 pp.: 41-46

[F4.25 – 2008]

Kovács T. – Csizmás E. – Szabó A.: Forgácsolási folyamatok vizsgálata az erőszignál analízise alapján, Informatika a felsőoktatásban konferencia, Debrecen, 2008. augusztus 27-29.

[F4.26-2008]

P. Ozsváth – J. Takács: Investigation of Hard-Soft Boundaries of Magnesium-based Hybrid Materials, Materials Engineering, Vol. 15, 2008, No. 2a, ISSN 1335-0803, pp.15-22.

[F4.27 – 2008]

Csernák, G. – Pálmai Z.: A forgácsképződés, mint oszcillátor esztegálásnál, Gépgyártás, XLVIII. évf. 2008/3. pp. 75-80.

[F4.28 -2008]

P. Ozsváth et al.: Dry milling of magnesium-based hybrid materials, Periodica Polytechnica Transportation Engineering, 2008, 36, 1-2, HU ISSN 0303-7800, pp.73-78.

[F4.29 – 2009]

Mátyási, Gy. – Lakos, P.: Alumínium száraz megmunkálása OGÉT 2009. konferencia, Kolozsvár.

[F4.30- 2010]

Pálmai, Z. – Csernák, G.: The thermomechnical model of built-up-edge formation during turning, Gépészet 2010, Budapest, 2010.

[F4.31- 2012]

Szabó Ottó: Design of Environment Conditions for Ultraprecision Machining. ICT-2012. 13th International Conference on Tools. Proceedings. University of Miskolc, 2012. pp. 251-256. ISBN 978-963-9988-35-4



F5. Angol nyelvű, külföldi folyóiratokban megjelent cikkek, konf. előadások [F5.01 – 1989]

Emel, E. – Kannatey, E.: Acoustic Emission and force Sensor fusion for monitoring the Cutting Process, Int. J. Mech. Sci. Vol. 31. No. 11/12. pp. 795-809.

[F5.02 – 1989]

Wharton R.K. – Vincent T.P.: Machine Tool Dynamic Measurements and Diagnostic System, Technical Report ARCCB-TR-89001, US Army Armamanent Research Development and Enginering Center, Close Combat Armaments Center, Benet Laboratories, Watervliet, N.Y. 121894050, January 1989

[F5.03 – 1990]

Takács J. et al.: Thermodiagnostics of Grinding, Päzisionsschleifen Konf. videopresentation, TYROLIT (Schwaz, Austria), 2-3. Oct. 1990.

[F5.04 – 1990]

Takács J. et al.: Real time Thermodiagnostics of Microcutting, 40. CIRP General Assembly, Section G, Berlin, Germany, 1990.

[F5.05 – 1995]

Du R. et al.: Automated Monitoring of Manufacturing Processes, Part 2: Applications, Transactions of the ASME, Journal of Engineering for Industry, May 1995. Vol. 117. pp. 133- 141.

[F5.06 – 1995]

Byrne, G.: Stand von Forschung und Entwicklung bei der Werkzeug und Prozessüberwachung, VDI Berichte, 1995. Nr. 1179. pp. 17-30. (Megj.: a cikk angol nyelvű, csak a cím van németül)

[F5.07 – 1995]

Moriwaki T. – Shamato, E.: Model Based Monitoring of Milling Process VDI Berichte, 1995. Nr. 1179. pp. 115-126.

[F5.08 - 1997 ]

Wiercigroch, M. – Cheng, A. H-D.: Chaotic and Stochastic Dynamics of Orthogonal Metal Cutting, Chaos, Solitons & Fractals, Vol. 8. No4. pp. 715-726.

[F5.09 – 1998]

Kovacic, I.: The chatter vibrations in metal cutting – theoretical approach, Publications of the University of Nis, Yugoslaviya, UDC:621.91:621.3.018

[F5.10 - 1998]

Stepan, G., Delay-differential equation models for machine tool chatter, in: Nonlinear Dynamics of Material Processing and Manufacturing (Ed.: F. C. Moon), John Wiley & Sons, New York, 1998, 165-192.

[F5.11 – 1999]

Jemielniak, K.: Commercial Tool Monitoring Systems, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology (1999), 15:711-721

[F5.12 – 2001]

Li, Xiaoli: Real-time tool wear condition monitoring in turning, International Journal of Production Research, 2001, Vol. 39. No. 5. pp. 981-992, ISSN 0020-7543



[F5.13 - 2001]

Stepan, G., Modelling non-linear regenerative effects in metal cutting, Philosophical Transactions of the Royal Society 359 (2001) 739-757.

[F5.14 – 2001]

Moon, F.C. – Kalmár-Nagy T.: Nonlinear models for complex dynamics in cutting materials, Phil. Trans. R. Soc. London (2001), 359, 695-711.

[F5.15 - 2002 ]

R. Teti: Machining Composite Materials, CIRP Annals, 2002.

[F5.16 – 2003]

Al-Regib, E. – Lee, S.-H.: Programming spindle speed variation for machnie tool chatter suppression, International Journal of Machine Tools & Manufacturee 43 (2003), pp. 1129-1240

[F5.17 - 2003 ]

Warminski, J. et al: Approxiamte analytical solutions for primary chatter int he non-linear metal cutting model, Journal of Sound and Vibration (2003), 259 (4).

[F5.18 - 2003]

Insperger, T., et al: Multiple chatter frequencies in milling processes, Journal of Sound and Vibration 262 (2003) 333-345.

[F5.19 - 2003]

F. Z. Fang: Mean Flank Temperature Measurement in High Speed Dry Cutting of Magnesium Alloy, STR/03/023/MT

[F5.20 – 2004]

Olson, L. et al.: Improved Inverse Solutions for On-Line machine Tool Monitoring, Journal of manufacturing Science and Engineering, May 2004. Vol. 126. pp. 311-316.

[F5.21 – 2004]

Tse, P.W. et al.: Machine fault diagnosis through an effective exact wavelet analysis, Journal of Sound and Vibration 277 (2004), pp. 10051024.

[F5.22 – 2004]

Bala, D.: A nonlinear model of a regenerative vibrating machine tool An. st. Univ. Ovidius Constanta, Vol. 12(1) 2004. pp. 5-20.

[F5.23 – 2004]

Stepan, G. et al: Nonlinear dynamics of high-speed milling subjected to regenerative effect, in Nonlinear Dynamics of Production Systems (Eds.: G. Radons, R. Neugebauer), Wiley-VCH, Berlin, 2004 (ISBN 3-52740430-9), 111-128.

[F5.24 - 2004]

Insperger, T. - Stepan, G.: Stability analysis of turning with periodic spindle speed modulation via semi-discretisation, Journal of Vibration and Control 10 (2004) 1835-1855.

[F5.25- 2004]

Szalai, R. et al: Global Dynamics of low immersion high-speed milling. Chaos 14 (2004) 1069-1077.

[F5.26 - 2004]

Insperger, T. - Stepan, G.: Vibration frequencies in high-speed milling processes, or a positive answer to Davies, Pratt, Dutterer and Burn, ASME Journal of Manufacturing Science and Engineering 126 (2004) 481-487. 107



[F5.27 – 2004]

Lacerda, H.B. – Lima V.T.: Evaluation of Cutting Forces and Prediction of Chatter Vibrations in Milling, J. of the Brasilian Soc. of Mech. Sciences & Engineering, Jan.- March 2004, Vol. XXVI. No. 1. pp. 74-81.

[F5.28 - 2005 ]

Stepan, G. et al.: The chaotic oscillations of high-speed milling, in Chaotic Dynamics and Control of Systems and Processes in Mechanics (Eds.: G. Rega, F. Vestroni), Springer, Dordrecht, 2005 (ISBN I-40203267-6) 147-158.

[F5.29 - 2005]

Gradisek, J.,et al.: On stability prediction for milling, International Journal of Machine Tools and Manufacture 45 (2005) 769-781.

[F5.30 - 2005]

J. Böhme et. al.: The Audi Hybrid Magnesium Cylinder Block – A Challenge for Development and Production, Int. Magnesium Ass. 2005

[F5.31 - 2005]

Grzesik W. et al.: Finite Element modelling of temperature distribution int he cutting zone in turning process with differently coated tools, 13th International Scientific Conference on Achievements in Mechanical and Materials Engineering, Gliwice, Poland, 16-18. May. 2005.

[F5.32 - 2006]

L. R. Castro et al.: Correction of dynamic effects on force measurements made with piezoelectric dynamometers, International Journal of Machine Tools & Manufacture 46 (2006) pp.: 1707–1715, Elsevier Ltd., doi:10.1016/j.ijmachtools.2005.12.006

[F5.33 - 2006]

S. Segonds et al.: Method for rapid characterisation of cutting forces in end milling considering runout, Int. J. Machining and Machinability of Materials, Vol. 1, No. 1, 2006, ISSN 1748 5711 pp.: 45-61

[F5.34 - 2006]

Wang, X.S. – Hu J. – Gao J.B.: Nonliear dynamics of regenerative cutting processes – Comparison of two models, Chaos, Solitons & Fractals, 29 (2006).

[F5.35 - 2006]

Nawan J.W.: Thermal influence of cutting Tool Coatings on Tool Life, During Orthogonal Turning processes, Department of Engineering and Science, 2006, Renssealer Polytechnic Institute, 275 Windsor Str., Hartford, CT 06120 USA

[F5.36 - 2007]

José C. Outeiro: Influence of tool sharpness on the thermal and mechanical phenomena generated during machining operations, Int. J. Machining and Machinability of Materials, Vol. 2, Nos. 3/4, 2007, ISSN 1748 5711 pp.: 413-432

[F5.37 - 2007]

C. Sanz et al: Advances in the Ecological Machining of Magnesium and Magnesium-Based Hybrid Parts, Sixth International Conference on High Speed Machining 2007

[F5.38 – 2007]

Le Lan J. V. et al.: Providing stability maps for milling operations, International Journal of Machine Tools & Manufacture 47 (2007) pp. 1493 – 1496 108



[F5.39 – 2008]

Dinc C. et al: Analysis of thermal fields in orthogonal machining with infrared imaging, Journal of Materials Processing technology 198 (2008), 147-154

[F5.40- 2008]

Pálmai, Z. – Csernák, G.: The chip formation as oscillator during turning, Elsevier Science, 2008.

[F5.41 - 2008]

Cotterell – Byrne, G.: Dynamics of chip formation during orthogonal cutting of titanium alloy Ti-6Al-4V, CIRP Annals – Manufacturing Technology, 57 (2008).

[F5.42– 2008]

Vallejo A.J. et al.: On-line Cutting Tool Condition Monitoring in Machining Processes using Artificial Intelligence, Source: Book with a title „Robotics, Automation and Control, ISBN 978-953-9619-18-3, Chapter 9, Vienna 2008.

[F5.43 – 2008]

L.N. López de Lacalle et al.: Effect of coatings and tool geometry on the dry milling of wrought aluminium alloys, Int. J. Materials and Product Technology, Vol. 32, No. 1, 2008, ISSN 0268 1900 pp.: 41-55

[F5.44 - 2008]

S. Sun et al.: Characteristics of cutting forces and chip formation in machining of titanium alloys, International Journal of Machine Tools & Manufacture, 2008, 49, 7-8, pp. 561-568.

[F5.45 - 2008

G. Sutter, N. Ranc, A. Molinari, V. Pina: Experimental measurement of temperature distribution in the chip generated during high speed orthogonal cutting process, Int. J. Machining and Machinability of Materials, Vol. 3, Nos. 1/2, 2008, ISSN 1748 5711 pp.: 52-61

[F5.46 - 2008]

Grzesik, W. – Nieslony, P.: FEM-based thermal modelling of the cutting process using power law-temperature dependent concept, Archives of Materials Science and Engineering, Vol. 29. Issue 2. pp. 105-108. (2008)

[F5.47 - 2009]

Smith, S.- Woody B. – Barkman W. – Tursky D.: Temperature control and machine dynamics in chip breaking using CNC, CIRP Annals – Manufacturing Technology, 58 (2009).

[F5.48 - 2009]

Overcash J.L. – Cuttino J.F.: In-process modeling of dynamic tool-tip temperatures of a tunable vibration turning device operating at ultrasonic frequencies, Elsevier, Precision Engineering 33 (2009). pp. 505-515

[F5.49 – 2009]

Suprock, Ch.A. – Nichols, J.: A low cost wireless high bandwidth transmitter for sensor integrated metal cutting tools and process monitoring, Int. J. Mechatronics and Manufacturing Systems, 2009. pp. 441-454.

[F5.50 – 2010]

Vijayaraghavan A. – Dornfeld D.: Automated energy monitoring of machine tools, CIRP Annals – Manufacturing Technology 59 (2010), pp. 21-24. 109



[F5.51- 2010]

Rusinek, R.: Cutting process of composite materials: An experimental study, International Journal of Non-Linear Mechanics 45, Elsevier, (2010)

[F5.52 – 2010]

Cahuc O. et al.: Self-excited vibrations in turning: cutting moment analysis, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, June 2010. pp. 1-9.

[F5.53 – 2011]

Bhattacharya, S.N. et al.: 3 Dimensional Thermal Mapping of Workpiece during Dry Milling using Finite Element Methods, IJTES International Journal of Technology and Engineering Systems, Jan.-March 2011.

[F5.54 – 2011]

F. Cus - U. Zuperl: Real-Time Cutting Tool Condition Monitoring in Milling, Strojniski Vestnik – Journal of Mechanical Engineering 57 (2011) 2, pp. 142-150. Slovenia

[F5.55 – 2011]

M. Kosinar – I. Kuric: Monitoring of CNC Machine Tool Accuracy, Postepy Nauki i Techniki, Nr. 6. 2011. pp. 145- 154.

[F5.56 – 2011]

Bisu, C. et al.: The milling process monitoring using 3 D envelope method, ICASAAM, 7-10. september 2011. Bucharest, Romania

[F5.57 – 2011]

Takei M. et al.: Hybrid Control for machine Tool Table Applying Sensorless Cutting Force Monitoring, Int. J. of Automation Technology, Vol. 5. No. 4. 2011.

[F5.58 – 2011]

Chao-Ching Ho et al.: Sensor system for monitoring the cutting signals of CNC Milling machine in Real Ttime, The 10th International Symposium of Measurement Technology and Intelligent instruments, June 29-July 2. 2011. Daejeon, Republic of Korea

[F5.59 – 2011]

A.A.D. Sarhan et al.: Compensation of machine Tool Spindle Error Motions in the Radial Direction for Accurate monitoring of Cutting Forces utilizing Sensitive Displacement Sensors, Proceedings of the World Congress on Engineering 2011, Vol. I. July 6-8, 2011, London, UK

[F5.60 – 2011]

Jemialniak, K. et al.: Tool condition monitoring based on numerous signal features, Int. J. Adv. Manuf. Technol. July. 2011.

[F5.61 – 2011]

Jam, J.E. – Fard V.N.: A novel method to determine tool-chip thermal contact conductance in machining, International Journal of Engineering Science and Technology (IJEST), ISSN: 0975-5462, Vol. 3. No. 12. December 2011. pp. 8491-8501

[F5.62 – 2011]

Denkena et al: Dynamic analysis of a motor integrated method for a higher milling stability, Prod. Eng. Res. Devel. 2011, 5:691-699.



[F5.63 – 2012]

Brecher, C. et al. : Identification of weak spots in the metrological investigation of dynamic machine behaviour, Prod. Eng. Res. Devel. 2011, 5:679-689.

[F5.64 – 2012]

Antic A. et al.: Influence of Tool Wear and Chip Forming Mechanism on Tool Vibrations, Manuf. and Ind. Eng., 11(2),. 2012, ISSN 1338-6549, Faculty of Manuf. Tech. TUKE

[F5.65 – 2012]

Heisel, U. et al.: Thermal effects in orthogonal cutting, Prod. Eng. Res. Devel. (2013), Springer Verlag, 7:203-211

[F5.66 – 2012]

Kosinar, M. – Kuric, I.: The Measurement and Diagnostics of Geometric Errors in CNC Machine Tools, Manuf. and Ind. Eng., 11 (3), pp. 22- 25, 2012, ISSN 1338-6549

[F5.67– 2012]

J.Dekan – S. Mocik: Messurement of Circular Interpolation Specificity at Milling Machine, Acta Technica Corviniensis – Bulletin of Engineering, Tome V (year 2012), Fascicule 2 (April – June), ISSN 2067-3809

[F5.68– 2012]

Clough, D. et al.: Thermal Analysis for Condition Monitoring of machine Tool Spindles, Journal of Physics: Conf. Series 364, ISSN 1742-6596

[F5.69– 2012]

Jayaswal P. – Gupta N.: An Investigation of Tool Condition Monitoring, International Journal of Engineering Science and Technology, Vol. 4. No. 8. August 2012., pp. 3858-3865.

[F5.70– 2012]

Tobon-Mejia D.A. et al.: CNC Machine Tool’s Wear Diagnostic and Prognostic by Using Dynamic Bayesian Networks, Journal of Mechanical Systems and Signal Processing, 28 (2012), 167-182.

[F5.71– 2012]

Martinov G.M. et al.: Remote Machine Tool Control and Diagnostic Based on Web Technologies, COMA’13, International Conference on Competitive Manufacturing, Stellenbosch, South Africa, 2013.

[5.72 - 2008]

P.N. Botsaris – J.A. Tsanakas: State-of-the-art in methods applied to tool condition monitoring (TCM) in unmanned machining operations: a review, Proceedings of the Conference of COMADEM, Prague, 2008. pp. 73-87. Czech Republic

F6. Német nyelvű, külföldi folyóiratokban megjelent cikkek, konf. előadások [F6.01 -1971]

Kals H.J.J.: Die Dämpfung im Zerspanungsprozeß Fertigung 5/71, pp. 165-171.

[F6.02 - 1995 ]

König, W. et al.: Prozeßüberwachung beim Bohren, Fr¨sen und Schleifen unter Verwendung neuer Auswertestrategien, VDI Berichte Nr. 1179. , 1995. pp. 91-113. 111



[F6.03 - 1995 ]

Kirchheim A. et al: Piezoelektrische Sensoren zur kombinierten Messung von Kräften und Acoustic Emission für die Prozeßüberwachung, VDI Berichte Nr. 1179. , 1995. pp. 157-173.

[F6.04 - 1995 ]

Lechler, G.: Grenzen und Beschränkungen von Überwachungssystemen, VDI Berichte Nr. 1179. , 1995. pp. 199-221.

[F6.05 - 1995 ]

Kluft, W. – Schneider, G.: Methoden zur Werkzeugbrucherkennung beim Fräsen sowie beim Drehen und Bohren in der Einzelteil- und Kleinserienfertigung, VDI Berichte Nr. 1179. , 1995. pp. 259-269.

[F6.06 - 1995 ]

Wolf, A. – Schillo, E. – Klaufeld, M. – Golz, H.U. – Johannsen, P. – Sprengel, P. – Heinek, A.: Praxiserfahrungen beim Einsatz von Werkzeugüberwachungssystemen in der zerpsanenden Fertigung, VDI Berichte Nr. 1179. , 1995. pp. 283-317.

[F6.07 - 1995 ]

Nordmann, K. – Rohde, C.: System zur Prozeßüberwachung und – regelung für das Schleifen, Drehen, Bohren, Fräsen und Umformen auf der Basis neuartiger Sensortechniken, Industrielle Anwendungen und neue Entwicklungen, VDI Berichte Nr. 1179. , 1995. pp. 361-377.

[F6.08 – 1997]

Weinert K.: Zukuntfsperspektiven in der spanenden Fertigung, Tagung, Universitat Dortmund, 1997.

[F6.09 – 1997]

Biermann D.: Bearbeitung von Leichtmetall Verbundwerkstoffen, Tagung, Universitat Dortmund, 1997.

[F6.10 - 2002 ]

Würz, T.: Bearbeitung von Zonenübergängen, Forschungs Info, Ausgabe Nr 15. September 2002.

[F6.11 - 2002 ]

Schmidt J.: Bericht zum Verbundprojekt „Technologienetz Trockenbearbeitung”, Institut für Produktionstechnik wbk, Universität Karlsruhe, 2002.

[F6.12 - 2006 ]

Scherer, J. et al: Sicheres, effizientes Spanen Werkstatt und Betrieb 2006/12, pp. 1-6.

[F6.13 – 2006]

Patz M.: Hartbearbeitung mit neuen Schneidstoff und Technologien 7. Schmalkade Werkzeugtagung, 2006.

[F6.14 – 2006]

Schermann, T. et al: Simulation von Zerspanprozessen unter Berücksichtigung des dynamischen Maschinenverhaltens, 18. Deutschsprachige ABAQUS-Benutzerkonferenz, Tagungsband, 18-19. September, 2006. Erfurt, Germany

[F6.15 – 2008]

Grünert, S.: Experimentelle und simulative Analyse der spanenden Bearbeitung inhomogener Werkstücken, ISF, TU Dortmund, 2008. 112



[F6.16 - 2008 ]

Brecher, C. – Esser, M. – Witt, S.: Stabil Drehen und Fräsen, Werkstattstechnik online, Jahrgang 98 (2008), S. 31 – 38.

[F6.17 - 2008 ]

Abele, E. et al: Wechselwirkungen von Fräsprozess und Maschinenstruktur am Beispiel des Industrierobots, Preprint of an article which appeared in wt-online 9-2008, pp. 733-737, Springer-VDI Verlag

[F6.18 - 2008 ]

Patz, M.: Zonenübergänge prozesssicher zerspanen, ATZ Produktion 04/2008, pp. 41-45.

[F6.19 - 2008 ]

Kosch K.G. – Stumpf I.: Verbundschmieden hybrider Stahl-aluminium Bauteile, Materialwissenschaft und Werksofftechnik, Vol. 39., Issue. 9. pp. 599-603.

[F6.20 - 2008 ]

Litwinski K.M.: Ratterschwingungen an Werkzeugmaschinen, Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen, Universität Hannover,2008.

[F6.21 - 2009 ]

Heissl, U. Von der Oberfläche zur Maschinenbeurteilung beim Umfangsplanfräsen, Universität Stuttgart, HOB 6/92,

[F6.22 - 2010 ]

Behrens B. A. et al: Stahl-aluminium Hybridteile Massivumformung herstellen, MM Maschinenmarkt, Ausgabe 44., 2. Nov. 2010. pp. 32-35.

[F6.23 - 2010 ]

Christoffel, K.: Spezielle Vorgehensweise Werkstatt und Betrieb, 2012.

[F6.24 - 2012 ]

Vogel M. – Kaltenbrunner M.: Optische Werkzeugmaschinen, WB, 10/2012, pp. 21-23.

mittels

Schwingungsanalyse,

F7. Orosz nyelvű, külföldi folyóiratokban megjelent cikkek, konf. előadások [F7.01 – 2007]

Насад Т.Г., Козлов Г.А.: Особенности высокоскоростной обработки ВЕСТНИК САРАТОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 2007 № 2 (25), Выпуск 2

[F7.02 – 2009]

Е. В. Морозова, – М. К. Дудина: Новоуральский государственный технологический институт, Исследование процесса стружкообразования с применением акустико-эмиссионного метода 94, 2009. Издательство ИжГТУ ИЖЕВСК 2009 944 А. С. Мановицкий: ВЗАИМОСВЯЗЬ ЕРОХОВАТОСТИ ОБРАБОТАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ, РАДИАЛЬНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ СИЛЫ РЕЗАНИЯ И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПРИ ТОЧЕНИИ РЕЗЦАМИ ИЗ КИБОРИТА ЗАКАЛЕННОЙ СТАЛИ ШХ15, Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев, 2009.

[F7.03 – 2009]



[F7.04 – 2009]

Козочкин М.П., Сабиров Ф.С., Попиков А.Н : Виброакустическая диагностика при твердом точении, Вестник МГТУ «Станкин» №1 (5), 2009

[F7.05 -. 2010]

Симута Н.А., Румбешта В.А., Подвысоцкая В.С. ДИАГНОСТИКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА ПРИ МЕХАНООБРАБОТКЕ, Вестник НТУУ КПИ Приладоудивленная 2010 Вип. 39. стр. 111-116.

[F7.06 – 2010]

Макаров В. Ф.: Управление процессом точения деталей ГТД на станках, Авиацоноо космическая техника и технология 2010. No. 7. стр. 6-9.

F8. Olasz és francia nyelven, külföldi folyóiratokban megjelent cikkek, konf. előadások [F8.01- 2000]

Dalpiaz, G. – Giuliani G. – Rivola, A.: Impiego di SIMULINK ® per la simulazione del comportamento dinamico di azionamenti meccanici, MATLAB Conference 2000, 8-9. Febbraio 2000. Bologna, Italia

[F8.02 – 2001]

Bourdin et al.: La vitesse de coupe et son influence…, Universite Aboubekr Belkai Tlensen, Algerie, CPI-2007-053

[F8.03-2001]

Baldanzini N.: Progettazione meccanica per la riduzione del rumore e delle vibrazioni: lo strumento della Statistical Energy Analysis, XXX. Convegno Nazionale AIAS, Alghero (SS), 12-15. settembre 2001.

[F8.04- 2004 ]

Younes, R. et al: Étude de la stabilité des vibrations de l’usinage, XIV. Colloque, Vibrations, École Centrale de Lyon, 16-18. Juin, 2004.

[F8.05- 2007 ]

Albertelli, P.: Tecniche di simulazione del comportamento dinamico di sistemi, Laboratorio Macchine Utensile e sistemi di produzione, gennaio, 2007, Piacenza, Italia

[F8.06 – 2011]

Bodini M.: Progetto di un panneloo sandwich in schiuma di alluminio per la prova, Politecnico di Milano, Italia, 2011.

F9. Internetes források (részben azonosíthatatlan források) (Nem találtam vagy a megjelenés évét, vagy a helyét, vagy egyiket sem. Általában csak az internetes honlap címe volt elérhető, amelyeket az írások mellett megadtam.) [F9.01 - xxxx]

Casting a Spell at BMW (www.abb.com/robotics )

[F9.02 - xxxx]

Mg Showcase – Magnesium Fosters Rebirth of an Automotive Engine (www.intlmag.org )

[F9.03 - 2013]

Photometry form, Flir DGU001U-E (www.flir.com ) 114



[F9.04 - 2010]

Bachrathy, D.: A marási folyamat stabilitása és a megmunkált felület minősége, BME Kutatói Pályázatra 2010-ben beadott dolgozat (http://doktori.bme.hu/bme_palyazat/hallgato/bachrathy_daniel )

[F9.05 - xxxx]

Арясов и др.: Влияние вибрации на точность обрабатываеых деталей при резании, Таллиннский Технический Университет, Таллин, Естония ( www.mh.ttu.ee )

[F9.06 - 2013]

Böhler katalógus (www.bohler-edelstahl.com)

[F9.07 - 2013]

Thyssen-Krupp katalógus www.thyssenkrupp-steel-europe.com/en

[F9.08 - 2013]

SKF Condtion Monitoring (www.skf.com/cm )

[F9.09 - 2013]

Brüel & Kjaer katalógus (http://www.bkvibro.com)

[F9.10 - 2013]

CSI rezgésmérő műszerek katalógus (http://www2.emersonprocess.com/enus/brands/csitechnologies/pages/csitechnologies.aspx )

[F9.11 – 2011]

Réti T. – Zsoldos I.: Válogatott fejezetek az anyagtudományból Széchenyi István Egyetem, oktatási anyag, 2011.

[F9.12 - xxxx]

J. Courrech – M. Gaudet: Envelope analysis – the key to rolling-element bearing analysis, Brüel & Kjaer Application Note

[F9.13 – 2001]

J.C. Robinson – J. E. Berry: Description of Peak Vue and Illustration of its Wide Array of Applications in Fault Detection and Problem Severity Assessment, Emerson Process Reliabilty Conference, 2001.

[F9.14 – 1994]

Envelope Enhancement System for Detecting Anomalous Vibration Measurements, WIPO Patent Application WO/1994/014038 International Application Number: PCT/US93/11984, Inventor: A.J. Smulders (San Diego, CA 92127, USA), Applicant: SKF Condition Monitoring Inc., 4141 Ruffin Road, San Diego, CA 92123, USA

[F9.15 – 2013]

Early Warning Fault Detection in Rolling Element Bearings Using MICROLG Enveloping, SKF Application Note, CM3021

[F9.16 – 2013]

Questions and Answers about Enveloping, SKF Application Note, CM3013 What are Enveloping and SEE? SKF Application Note, CM3014

[F9.17 – 2013] [F9.18 - 2013]

Pápai F.: WAVELET transzformáció (kézirat), in: Robotok és vizsgálatuk című tantárgyhoz készített segédanyag, BME, KSK, ÉAGT, 2013.


Összetett szerkezetű járműanyagok (hibridek, kompozitok) határfelületei megmunkálási folyamatainak korszerű technológiai diagnosztikája

Recommend Documents