Politechnika
Warszawska

Katalog
ECTS

Nazwa przedmiotu:

Mikro- i makrogeometria powierzchni

Koordynator przedmiotu:

prof. nzw. dr hab. inż. Sabina Żebrowska-Łucyk, dr inż. Jan Tomasik

Status przedmiotu:

Obowiązkowy

Poziom kształcenia:

Studia I stopnia

Program:

Mechatronika

Grupa przedmiotów:

Obowiązkowe

Kod przedmiotu:

MMP

Semestr nominalny:

6 / rok ak. 2021/2022

Liczba punktów ECTS:

2

Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:

1) Liczba godzin bezpośrednich – 31, w tym: • wykład: 15 godz. • laboratorium: 15 godz. • konsultacje – 1 godz. 2) Praca własna studenta -30 godz., w tym: • zapoznanie z literaturą i przygotowanie do sprawdzianów z wykładu: 10 godz., • przygotowanie do zajęć laboratoryjnych: 6 godz., • opracowanie sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych: 14 godz. Razem: 61 (2 ECTS)

Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:

1 punkt ECTS - liczba godzin bezpośrednich – 31, w tym: • wykład: 15 godz. • laboratorium: 15 godz. • konsultacje – 1 godz.

Język prowadzenia zajęć:

polski

Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:

1,5 punktu ECTS- 34 godz., w tym: • wykonanie ćwiczeń w laboratorium: 15 • przygotowanie do zajęć laboratoryjnych: 6 godz., • opracowanie sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych: 14 godz.

Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:

• Wykład15h
• Ćwiczenia0h
• Laboratorium15h
• Projekt0h
• Lekcje komputerowe0h

Wymagania wstępne:

Wymagana jest znajomość treści zawartych w przedmiotach: Fizyka, Matematyka w zakresie probabilistyki i statystyki, Podstawy technik wytwarzania, Podstawy konstrukcji urządzeń precyzyjnych, Zarządzanie jakością,Grafika inżynierska, Podstawy metrologii, Podstawy pomiarów współrzędnościowych.

Limit liczby studentów:

30

Cel przedmiotu:

Pogłębienie wiedzy na temat czynników kształtujących poziom jakości wyrobów, zwłaszcza czynników kształtujących strukturę geometryczną powierzchni. Zapoznanie się z metodami pomiarowymi związanymi z kontrolą przebiegu procesów wytwarzania elementów maszynowych oraz nabycie umiejętności interpretacji wyników pomiaru w powiązaniu z parametrami procesów wytwarzania.

Treści kształcenia:

Rola aparatury pomiarowej w systemach zapewnienia jakości. Wymagania dotyczące urządzeń stosowanych do kontroli geometrycznej wyrobów mechanicznych. Elementy geometryczne w normach PN-EN-ISO (integralne, pochodne, nominalne, rzeczywiste, zaobserwowane, skojarzone). Pojęcie wymiaru wirtualnego. Zasady zależnego specyfikowania tolerancji wymiarów i tolerancji geometrycznych: warunek MMR, warunek LMR, wymaganie wzajemności RPR, warunek powłoki. Wpływ układu baz na interpretację symboli specyfikacji – przykłady. Operator specyfikacji wg ISO/TS 17450-2 (kompletny, niekompletny, domyślny, specjalny). Algorytmy obliczania elementów skojarzonych. Parametry odchyłek geometrycznych: symbolika, definicje, właściwości, zastosowanie. Metody pomiaru odchyłek kształtu powierzchni o krzywiźnie stałej (okrągłość, walcowość), o krzywiźnie zmiennej (np. tłoki, krzywki) oraz powierzchni nominalnie płaskich (prostoliniowość, płaskość). Analiza harmoniczna profili powierzchni – metoda obliczeń, interpretacja, zastosowania. Wykorzystanie wyników badania geometrii wyrobów do diagnostyki procesu technologicznego i prognozowania właściwości eksploatacyjnych wyrobów. Metody pomiaru odchyłek położenia i odchyłek kierunku, interpretacja wyników. Urządzenia do pomiaru odchyłek geometrycznych (FMM), ich klasyfikacja i podstawowe bloki funkcyjne. Porównanie właściwości maszyn z obrotową głowicą i z obrotowym stołem. Maszyny FMM a maszyny współrzędnościowe CMM. Przykłady uniwersalnych maszyn FMM – realizowane funkcje, zakresy pomiarowe, osiągane dokładności. Rozwiązania konstrukcyjne głównych zespołów konstrukcyjnych (głowica pomiarowa, prowadnice, wrzeciono obrotowe, stół, mechanizmy regulacyjne). Zasady obsługi. Sterowanie zespołami i przetwarzanie sygnałów pomiaro¬wych. Filtry mechaniczne, analogowe i numeryczne. Geometria końcówki pomiarowej. Filtry Gaussa – wyznaczanie profilu wynikowego przy wykorzystaniu przekształcenia Fouriera. Wizualizacja wyników badań. Przykłady raportów. Interpretacja wyznaczanych parametrów. Źródła niepewności pomiarów odchyłek kształtu, położenia i kierunku. Wpływ pozycjonowania badanych elementów względem zespołów maszyny pomiarowej na dokładność pomiarów. Przyczyny powstawania chropowatości i falistości powierzchni. Parametry mikrogeometrii według norm PN-EN-ISO i ich związki z własnościami elementów maszynowych. Metody pomiaru – stykowe i bezstykowe. Przyrządy do odwzorowania i pomiaru chropowatości i falistości powierzchni. Wpływ parametrów pomiarowych na wartość wyznaczanych parametrów profilu. Przykłady wyników pomiaru i ich interpretacja Aktywne pomiary chropowatości powierzchni. Ograniczenia występujące w dwuwymiarowych pomiarach chropowatości. Podstawy przestrzennego opisu chropowatości. Wybrane parametry powierzchniowe i ich związki z własnościami eksploatacyjnymi wyrobów. Laboratorium: Pomiary za pomocą uniwersalnych cyfrowych maszyn pomiarowych FMM z obrotowym stołem. Wyznaczanie kształtu profili poprzecznych powierzchni obrotowych oraz odchyłki walcowości. Pomiary odchyłki prostoliniowości w przekrojach i w przestrzeni (linia środkowa powierzchni obrotowej). Wyznaczenie odchyłek kierunku i położenia. Analiza harmoniczna zarysów. Ocena zgodności elementów ze specyfikacją. Pomiary geometrii krzywek sterujących zaworami silnika na stanowisku do badania wałów rozrządu. Pomiary chropowatości powierzchni próbek wykonanych w wybranych procesach technologicznych przy użyciu profilometrów cyfrowych mierzących metodą stykową i bezstykową. Badania wpływu charakterystyki i pasma przenoszenia filtrów na kształt odwzorowania profili i wartość parametrów chropowatości. Pomiary bardzo gładkich powierzchni (Rt < 1µm) profilometrem interferencyjnym z komputerową analizą wyników.

Metody oceny:

Sprawdziany pisemne z wiedzy przedstawionej na wykładach. Sprawdziany pisemne lub ustne przed rozpoczęciem zajęć laboratoryjnych. Ocena poziomu wykonania ćwiczeń laboratoryjnych i jakości sprawozdań.

Egzamin:

nie

Literatura:

Adamczak S.: Pomiary geometryczne powierzchni. WNT, Warszawa 2008 Arendarski J.: Niepewność pomiarów. Oficyna Wydawnicza PW. Warszawa, 2013. Humienny Z. (red): Specyfikacje geometrii wyrobów (GPS). Podręcznik europejski. WNT 2004. Liubimov V., Oczoś K.: Struktura geometryczna powierzchni. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej. Rzeszów 2003. Piotrowski, J., Kostyrko K.: Wzorcowanie aparatury pomiarowej. PWN 2000 Tomasik J. (red.).: Sprawdzanie przyrządów do pomiaru długości i kąta. Oficyna Wydawnicza PW. Warszawa 2009. Wieczorowski M., Cellary A., Chajda J.: Przewodnik po pomiarach nierówności powierzchni czyli o chropowatości i nie tylko. Wyd. ZMiSP. Politechnika Poznańska. 2003. Żebrowska-Łucyk S.: Bezodniesieniowa metoda pomiaru makrogeometrii powierzchni elementów mecha­nicznych. Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa 2001 Normy PN-EN ISO: 1101, 3274, 8015, 12180-1, 12180-2, 12181-1, 12181-2, 12780-1, 12780-2, 12781-1, 12781-2, 14253-1, 14253-2, 14253-3, 14405-1,14405-2, 14406, 14660-2, 17450-1, 17450-2, 2692, 4287, 5436-1, 5436-2, 5458, 12179, 13565

Witryna www przedmiotu:

brak

Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka ASJ1_W01

Rozumie pojęcia związane ze specyfikowaniem i sprawdzaniem struktury geometrycznej powierzchni w zakresie makro- i mikrogeometrii, z uwzględnieniem terminów i zaleceń wprowadzonych w najnowszych międzynarodowych dokumentach normalizacyjnych. Zna zależności matematyczne stosowane do analizy sygnałów odwzorowujących kształt powierzchni (w dziedzinie czasu i częstotliwości) oraz w procesie filtrowania tych sygnałów w celu wydzielenia składowych wpływających na badane właściwości powierzchni.
Weryfikacja: Sprawdzian podczas zajęć wykładowych
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W01, K_W10, K_W13
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P6S_WG.o, III.P6S_WG

Charakterystyka ASJ1_W02

Zna metody pomiaru chropowatości, falistości i odchyłek kształtu. Ma wiedzę na temat budowy, działania i dokładności nowoczesnych profilometrów, konturografów oraz maszyn do pomiaru odchyłek kształtu. Ma wiedzę na temat związków między parametrami procesu technologicznego, struktury geometrycznej powierzchni i wybranymi właściwościami eksploatacyjnymi wyrobów. Rozumie problemy techniczne związane z doskonaleniem jakości wyrobów.
Weryfikacja: Sprawdzian podczas zajęć wykładowych
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W17, K_W10, K_W12, K_W16
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P6S_WG.o, III.P6S_WG

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka ASJ1_U01

Potrafi posługiwać się aparaturą do pomiaru mikro- i makrostruktury powierzchni elementów konstrukcyjnych, obejmującą profilometry, konturografy oraz uniwersalne maszyny do pomiaru odchyłek kształtu. Umie ustalić optymalną strategię pomiarową, przygotować elementy do pomiarów, dobrać właściwe nastawy przyrządu i parametry pomiaru. Wykazuje się sprawnością w interpretacji uzyskanych wyników, potrafi oszacować ich niepewność.
Weryfikacja: Ocena poprawności wykonania zadań w laboratorium i sprawozdań z ćwiczeń.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U10, K_U11, K_U13, K_U15
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_U, I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o, I.P6S_UK

Charakterystyka ASJ1_U02

Potrafi samodzielnie wykonać obliczenia wybranych elementów geometrycznych skojarzonych według kryterium Gaussa (prosta na płaszczyźnie i w przestrzeni, okrąg, walec) oraz wyznaczyć miary liczbowe niedokładności badanych powierzchni. Umie obliczyć składowe harmoniczne widma profilu i oszacować ich wpływ na pracę elementu w zmontowanym zespole. Na podstawie wyników pomiaru geometrii krzywek umie wyznaczyć chwilowe prędkości i przyspieszenia popychaczy. Potrafi dobrać odpowiednie formy graficzne do zilustrowania uzyskanych wyników pomiaru oraz oszacować niepewność pomiaru wyznaczonych parametrów.
Weryfikacja: Ocena poprawności wykonania zadań w laboratorium i jakości sprawozdań z ćwiczeń.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U10, K_U11, K_U16, K_U22
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_U, I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o, I.P6S_UK