Projekt: Nowoczesne technologie materiałowe stosowane w przemyśle lotniczym

Transkrypt

1 Projekt: Nowoczesne technologie materiałowe stosowane w przemyśle lotniczym ZB. Opracowanie technologii efektywnego projektowania i produkcji przekładni stożkowych z wykorzystaniem systemu Phoenix firmy Gleason Liderzy: dr hab. inż. Adam Marciniec dr inż. Piotr Skawiński PW

2 Partnerzy w Zadaniu Badawczym. Politechnika Rzeszowska,. Katedra Konstrukcji Maszyn dr hab. inż. Adam Marciniec prof. dr hab. inż. Tadeusz Markowski dr hab. inż. Mariusz Sobolak dr inż. Jadwiga Pisula dr inż. Jacek Pacana dr inż. Mieczysław Płocica mgr inż. Małgorzata Zaborniak. mgr inż. Tomasz Dziubek, Politechnika Warszawska, 009 dr dr dr dr dr dr inż. Piotr Skawiński hab. inż. Tadeusz Sałaciński inż. Przemysław Siemiński inż. Paweł Gruszczyński inż. Ryszard Kuryjański inż. Jarosław Misiak

3 Przekładnie stożkowe w przemyśle lotniczym 009

4 Kierunki rozwoju konstrukcji przekładni stożkowych i technologii ich produkcji Cele:. Podwyższanie własności wytrzymałościowych i eksploatacyjnych przekładni.. Skrócenie czasu wdrożenia do produkcji.. Zwiększanie elastyczności produkcji 4. Obniżenie kosztów 009 4

5 Kierunki rozwoju konstrukcji przekładni stożkowych i technologii ich produkcji Środki do realizacji celów:.. Zastosowanie nowych materiałów i metod obróbki cieplnochemicznej oraz pokryć. Rozwój komputerowych metod projektowania przekładni, opracowania technologii wytwarzania i procedur pomiarowych: 009 Dobór podstawowej geometrii przekładni, narzędzi i parametrów ustawczych obrabiarek. Symulacja obróbki. Modyfikacja powierzchni bocznej zęba dla uzyskania optymalnego śladu współpracy i wykresów ruchowych przekładni (TCA, LTCA) Program sterowania obrabiarką CNC. Pomiary wykonanego uzębienia na CMM. Korekta parametrów i sterowania procesem obróbki. Zastosowanie nowych środków produkcji obrabiarki CNC Właściwa organizacja i zarządzanie

6 Aktualny stan wiedzy 009 Monopolistyczna pozycja producentów obrabiarek (Gleason, grupa Sigma Pool : Klingelnberg, Oerlikon) w zakresie software u: G-AGE, KIMOS, KOMET. Brak informacji na temat teoretycznych podstaw funkcjonowania oprogramowania. Istnieje szereg publikacji podających cząstkowe rozwiązania problemów związanych z konstrukcją i wytwarzaniem kół przekładni stożkowych. Oprogramowanie generujące modle bryłowe kół stożkowych: HyGEARS, GearWizard, MITCalc, KISSsoft, Gear Design Program Potrzeba opracowania podstaw teoretycznych i zintegrowanego oprogramowania do projektowania konstrukcji i procesu wytwarzania kół przekładni stożkowych, dający możliwość ich dalszego rozwoju w oparciu o polskie ośrodki badawcze.

7 Główne cele zdania badawczego nr CZ. - opracowanie systemu komputerowego wspomagającego projektowanie konstrukcji przekładni stożkowych; CZ. - opracowanie systemu komputerowego procesu obróbki uzębienia na maszynie Phoenix; CZ. - stworzenie spójnego komputerowego systemu ukierunkowanego na nową generację maszyn CNC Phoenix

8 Zasada obróbki obwiedniowej kół zębatych stożkowych 009 8

9 Obrabiarki do nacinania uzębienia kół stożkowych Rys. a. Koncepcja konwencjonalnej obrabiarki sterowanej mechanicznie (G) 009 Rys. a. Koncepcja obrabiarki CNC -osiowej (Phoenix) 9

10 Gleason Phoenix 7HC CNC 009 0

11 Przestrzenny układ osi sterowanych numerycznie 009

12 Symulacja obróbki i obróbka rzeczywista 009

13 Model bryłowy przekładni 009

14 Symulacja współpracy 009 4

15 Badanie śladu współpracy 009

16 Definicja powierzchni bocznej zęba 009

17 Modyfikacja powierzchni bocznej zęba 009 7

18 Pomiary boku zęba Rys. Odchyłki od powierzchni nominalnej boku zęba Rys. Definicja siatki pomiarowej boku zęba 009 8

19 Harmonogram ZB Nr Wyk. Podzadanie. Opracowanie metody i programu komputerowego wyznaczania podstawowej geometrii przekładni stożkowych, doboru narzędzi i ustawień bazowych PW obrabiarek do obróbki uzębień koła i zębnika wg metod SFM, SGM, Spread Blade Fixed Setting i Duplex Helical firmy Gleason.. Opracowanie programu do symulacji obróbki uzębienia PW koła realizowanych na obrabiarkach sterowanych mechanicznie.. Opracowanie programu do symulacji obróbki uzębienia PW zębnika realizowanych na obrabiarkach sterowanych mechanicznie. 4. Opracowanie modeli matematycznych obróbki uzębienia 4,PW koła metodami SFM, SGM, Spread Blade Fixed Setting i Duplex Helical.. Opracowanie modeli matematycznych obróbki uzębienia, PW zębnika metodami SFM, SGM, Spread Blade Fixed Setting i Duplex Helical.. Opracowanie metody aproksymacji powierzchni boku zęba rozpiętej na wyznaczonej siatce punktów. Weryfikacja opracowanych metod poprzez porównanie powierzchni zębów uzyskanych metodami numerycznymi i na drodze symulacji obróbki. 8. Opracowanie matematycznego modelu obróbki koła na 8,PW obrabiarce typu Phoenix. 9. Opracowanie matematycznego modelu obróbki zębnika 9,PW na obrabiarce typu Phoenix. Liczba Liczba II p I p II p I p II p I p II p I p II p I p miesięc osób y ,PW 009 9

20 Podzadanie Liczba Liczba II p I p II p I p II p I p II p I p II p I p miesięc osób y Nr Wyk Opracowanie programu do symulacji obróbki uzębienia koła na obrabiarce typu Phoenix.. Opracowanie programu do symulacji obróbki uzębienia zębnika na obrabiarce typu Phoenix.,PW. Weryfikacja opracowanych metod poprzez porównanie powierzchni zębów uzyskanych metodami numerycznymi i na drodze symulacji obróbki na obrabiarce typu Phoenix.. Weryfikacja metody wyznaczania funkcji ruchu osi sterowanych Opracowanie numerycznej metody wyznaczania powierzchni sprzężonej zęba zębnika dla danej metody obróbki.. Zbudowanie modelu matematycznego przekładni konstrukcyjnej z uwzględnieniem odchyłek montażowych.. Opracowanie procedury analizy śladu współpracy i nierównomierności ruchu przekładni lekko obciążonej (TCA) Opracowanie metody topologicznej modyfikacji boku zęba zębnika i wyznaczania powierzchni wzorcowej zapewniającej pożądany ślad przylegania i wykres nierównomierności ruchu przekładni. 8. Opracowanie procedury optymalnej aproksymacji wzorcowej powierzchni zęba zębnika powierzchnią generowaną na maszynie CNC w celu wyznaczenia skorygowanych funkcji ruchu osi sterowanych Wyznaczenie powierzchni boku zęba zębnika przy skorygowanych funkcjach ruchu Przeprowadzenia analizy TCA przekładni po modyfikacji zębów zębnika i opracowanie wytycznych dotyczących korekty powierzchni wzorcowej

21 Nr Wyk.. Opracowanie procedury analizy śladu współpracy i nierównomierności ruchu przekładni obciążonej (LTCA) z wykorzystaniem MES oraz analiza stanu naprężeń.. Porównanie wyników analiz TCA i LTCA i opracowanie wniosków określających wpływ odkształceń na ślad przylegania i wytycznych dotyczących topologicznej modyfikacji powierzchni zębów zębnika. Podzadanie Liczba Liczba II p I p II p I p II p I p II p I p II p I p miesięc osób y Opracowanie zintegrowanego programu komputerowego wspomagającego projektowanie przekładni stożkowych. 4. Opracowanie programu sterującego obróbką na maszynie 4 PW, Kalisz Phoenix.. Opracowanie strategii pomiarów uzębienia koła i zębnika na maszynie pomiarowej CMM Opracowanie programu sterującego maszyną pomiarową. 7 PW, Kalisz 7. Realizacja obróbki uzębienia koła i zębnika zaprojektowanej przekładni na obrabiarce Phoenix i pomiary 8 8. Realizacja pomiarów uzębienia wg opracowanego programu 9 PW 9. Zaprojektowanie i wykonanie stanowiska do badań współpracy jedno- i dwu- stronnej przekładni oraz przeprowadzenie badań wykonanych przekładni 8,PW 009

22 009

23 Potencjał techniczny Politechnika Rzeszowska, Katedra Konstrukcji Maszyn Wyposażenie:. Współrzędnościowa maszyna pomiarowa WENZEL LH 87 Maszyna wyposażona w skanującą Oś X: 800 mm Oś Y: 000 mm Oś Z: 700 mm Granitowa płyta pomiarowa Standardowa dokładność: MPEE (µm) (L in mm),7-l/00 MPEP (µm),7 MPETHP (µm), Maksymalna prędkość D 0 mm/s Maksymalne przyspieszenie D.00 mm/s 009 głowicę obrotowo-uchylną PH0M (Renishaw), która pozwala na pomiary w trybie punktowym jak i skaningowym. Urządzenie posiada standardowe oprogramowanie Metrosoft oraz specjalistyczne oprogramowanie do pomiaru kół zębatych TGEAR XY. Maszyna daje możliwość pomiarów detali o skomplikowanych kształtach, niezależnie od rodzaju materiału, z którego zostały wykonane.

24 Potencjał techniczny Politechnika Rzeszowska, Katedra Konstrukcji Maszyn Wyposażenie: Modelowanie i analiza przekładni zębatych w systemach CAD. CATIA v R 9, Inventor 009, Unigraphics NX, Solid Edge v0, Solid Works Obliczenia MES Adina, Abacus, MSC Patran

25 Potencjał techniczny Politechnika Rzeszowska, Katedra Konstrukcji Maszyn Niezbędne zakupy: W Głowica skanująca bezdotykowa Wenzel Shape Tracer kompletny system 4'90.00 Euro Stół obrotowy na łożyskach powietrznych RT400 / H0 0'00.00 Euro Laptop szt zł Oprogramowanie zł 009

26 Potencjał techniczny Politechnika Warszawska Wyposażenie ; Niezbędne zakupy: Laptop szt zł Aparatura niezbędna do zbudowania stanowiska do kontroli jedno- i dwu-stronnej przekładni zł Oprogramowanie zł 009

27 Usługi ZB Usługi w Segment Projektu kluczowego 4.Wykonanie par kół stożkowych w stanie miękkim na obrabiarce Phoenix wg dostarczonych ustawień oraz pomiary wykonanych kół na współrzędnościowej maszynie pomiarowej zł..opracowanie zintegrowanego programu komputerowego wspomagającego projektowanie przekładni stożkowych wg dostarczonego algorytmu zł

28 Rezultaty Prace magisterskie: Prace doktorskie: 4 Prace habilitacyjne: Publikacje: 0 Udział w konferencjach:

29 Lider merytoryczny: dr hab. Inż. Adam Marciniec Adres: -99 Rzeszów, al. Powstañców Warszawy 8 tel: (0-7) 8--8, tel: (0-7) fax: (0-7) amarc@prz.edu.pl