Transcript ZB3_prezentacja_na_konf_2011_czerwiec

III KONFERENCJA RADY PARTNERÓW CZT AERONET
i PANELE EKSPERTÓW PROJEKTU 13 – 14 Czerwca 2011 r.
„Nowoczesne technologie materiałowe stosowane w przemyśle lotniczym”
ZB 3
Opracowanie technologii efektywnego projektowania i produkcji
przekładni stożkowych z wykorzystaniem systemu Phoenix
firmy Gleason.
Lider merytoryczny
dr hab. inż. Adam Marciniec, prof. PRz
dr inż. Piotr Skawiński PW
Instytucje partnerskie w zadaniu
Politechnika Rzeszowska
Politechnika Warszawska
I i II kwartał 2011
PROJEKT WSPÓŁFINANSOWANY PRZEZ UNIĘ EUROPEJSKĄ ZE ŚRODKÓW EUROPEJSKIEGO FUNDUSZU ROZWOJU REGIONALNEGO
Główne wyniki zrealizowanych prac
badawczych
1. Opracowanie zintegrowanego programu komputerowego wspomagającego
projektowanie przekładni stożkowych w zakresie obliczeń geometrii, ustawień
obrabiarek i parametrów narzędzi.
TCA - opracowanie programu
Główne wyniki zrealizowanych prac
badawczych
2. Opracowanie metody topologicznej modyfikacji boku zęba zębnika i wyznaczania
powierzchni wzorcowej zapewniającej pożądany ślad przylegania i wykres
nierównomierności ruchu przekładni.
Wykresy funkcji ruchu osi sterowanych obrabiarki
Phoenix
Model wirtualny obrabiarki CNC z funkcjami
sterującymi ruchami w poszczególnych osiach
Główne wyniki zrealizowanych prac
badawczych
3. Opracowanie programu do symulacji obróbki uzębienia koła i zębnika na
obrabiarce typu Phoenix w środowisku CAD – programy: NX i Inventor.
Porównanie modeli zębnika otrzymanych dla
obrabiarki klasycznej i sterowanej numerycznie
Porównanie modeli koła otrzymanych dla
obrabiarki klasycznej i sterowanej numerycznie
Główne wyniki zrealizowanych prac
badawczych
4. Automatyzacja pomiarów współrzędnościowych zębnika lotniczej przekładni stożkowej
Stanowisko pomiarowe systemu ATOS GOM: a) schemat, b) widok rzeczywisty
Pomiar zębnika z zastosowaniem stołu obrotowego – widok okna programowego
Porównanie geometrii CAD i CMM zębnika
Obróbka danych pomiarowych
Analiza wyników pomiarów
Główne wyniki zrealizowanych prac
badawczych
5. Opracowanie procedury. automatycznej budowy modelu przekładni stożkowej do
analiz MES.
Wynikiem
zrealizowanych
prac
badawczych w okresie pierwszego
półrocza 2011 są dwa skrypty:
obliczeniowy
oraz
wynikowy,
wspomagające pracę konstruktora na
etapach projektowania i badania
zębatych
przekładni
stożkowych.
Skrypty utworzone są w języku Python
i uruchamiane w programie Abaqus
posiadającym
wbudowany
edytor
i interpreter tego kodu.
. Widok okna edytora Abakus PDE ze fragmentem skryptu w języku Python
Skrypt obliczeniowy w sposób
automatyczny
przygotowuje
plik
wejściowy do obliczeń numerycznych
MES.
Działanie
jego
obejmuje
zaimportowanie modeli wirtualnych do
programu
Abaqus,
zdefiniowanie,
warunków brzegowych, ustalenie kątów
obrotu oraz obciążenia przekładni.
Ostatecznie
skrypt
przeprowadza
dyskretyzację modeli przy pomocy
elementów skończonych o określonym
rozmiarze oraz przygotowuje plik
wsadowy i uruchamia obliczenia
w solverze programu Abaqus.
Główne wyniki zrealizowanych prac
badawczych
. Widok okna postprocesora programu Abaqus z wynikami dotyczącymi naprężeń zredukowanych oraz chwilowego śladu styku
Utworzony w języku Python skrypt wynikowy, wczytuje otrzymane wyniki, oraz automatycznie wyświetla modele
wraz z rozkładem naprężeń zredukowanych lub innymi wynikami wybranymi przez projektanta. Głównym
działaniem skryptu, jest prezentacja rozwiązań dotyczących śladu styku na powierzchniach bocznych
zębów. Opracowano procedury, dzięki którym w oknie widoku postprocesora programu Abaqus wyświetlane są
kolejno: chwilowy ślad syku dla wybranego kroku obliczeń, a następnie sumaryczny ślad współpracy dla kół
zębatych przekładni stożkowej. Szczególnie to ostatnie działanie przygotowanego skryptu znacząco ułatwia
obróbkę i analizę wyników, usprawniając proces wyboru, spośród wielu wariantów, najbardziej korzystnej
konstrukcji kół zębatych.
Główne wyniki zrealizowanych prac
badawczych
6. Zaprojektowanie i wykonanie stanowiska do badań współpracy jedno- i dwustronnej przekładni
7. Analiza możliwości zastosowania głowicy z nożami sztabkowymi z węglików
spiekanych do obróbki kół na maszynie Phoenix.
Dane do wskaźników realizacji celów
projektu
Dane do wskaźników realizacji celów projektu (produktu i rezultatu) uzyskanych
w pierwszym i drugim kwartale 2011
• Referaty konferencyjne (tytuł wystąpień, nazwiska wykonawców, nazwa i termin
konferencji)
1. Budzik G.: Współrzędnościowe systemy pomiarowe w procesie inżynierii
odwrotnej, Konferencja Zapewnienie Jakości w Odlewnictwie, 25-27 maj 2011
2.
Piotr Skawiński.: Neural network in recognizing of the tooth contact of spiral
and hypoid bevel gears . 16 Polish-Slovak Conference Machine Modeling and
Simulation MMS 2011 (zgłoszony).
Dane do wskaźników realizacji celów
projektu
• Publikacje w czasopismach (pełne dane bibliograficzne), które ukazały się w I
półroczu 2011 r.
1.
Budzik G., Dziubek T.: Automatyzacja pomiaru stożkowych kół zębatych w
systemie GOM. Inżynieria Wytwarzania, praca pod red. Andrzeja Kołodzieja,
Wydawnictwo PWSZ w Kaliszu, 2010, str. 17-24.
2.
Sobolewski B., Zaborniak M.: Modelowanie uzębień kół zębatych walcowych i
stożkowych metodą symulacji obróbki. Inżynieria Wytwarzania, praca pod red.
Andrzeja Kołodzieja, Wydawnictwo PWSZ w Kaliszu, 2010, str. 141-149.
3.
Budzik G., Dziubek T., Markowska O., Tutak M.: Automatyzacja i robotyzacja
pomiarów współrzędnościowych, Stal, metale i nowe technologie nr 5-6/2011.
4.
Marciniec A., Budzik G., Dziubek T.: Automated measurement of bevel gears
of the aircraft gearbox using GOM, Journal of KONES 2011, (przyjęta do
druku).
5.
Piotr Skawiński.: Tooth contact development of the spiral bevel gears,
Archives of Civil and Mechanical Engineering, Polish Academy of Sciences,
Wrocław Branch, Wrocław University of Technology, 2010 - w recenzji.
6.
Dybala J. Skawinski P.: An application of neural network in recognizing of the
tooth contact of spiral and hypoid bevel gears, Journal of Intelligent
Manufacturing, 2010, w recenzji.
Dane do wskaźników realizacji celów
projektu
• Prace magisterskie – obronione w I półroczu 2011 r. :
1.
2.
Mrozowski Robert : Projekt prototypu przekładni odwracającej napęd silnika
spalinowego małej mocy. Promotor: dr inż. Mieczysław Płocica, obrona; luty
2011r.
Szymański Krzysztof: Szybkie prototypowanie kół zębatych - opracowanie
dokumentacji konstrukcyjnej i technologicznej. Promotor: dr hab. inż. Grzegorz
Budzik, prof. PRz, obrona kwiecień 2011.
Dane do wskaźników realizacji celów
projektu
• Prace inżynierskie – planowane:
• Prace magisterskie – planowane:
1. Dariusz Borek: Wyznaczanie śladu współpracy zębów przekładni zębatej
stożkowej z wykorzystaniem MES. Promotor: dr inż. Jacek Pacana, termin
obrony wrzesień 2011r.
2. Dziki Marcin: Model matematyczny i CAD uzębień kół stożkowych wykonanych
metodą Duplex Helical . Promotor: dr hab. inż. Pisula Jadwiga, planowany
termin obrony: luty 2012
3. Bieńkowski Marcin: Symulacja śladu współpracy przekładni stożkowej
generowanej metodami spread blade fixed setting Gleasona . Promotor: dr
inż. Pisula Jadwiga, planowany termin obrony: luty 2012
4. Dudek Paweł: Symulacja generowania uzębienia kół stożkowych metodą SGT
i SFT firmy Gleason w systemie Inventor . Promotor: dr inż. Pisula Jadwiga,
planowany termin obrony: luty 2012.
5. Piotr Błazucki : Modelowe stanowisko badawcze sterowane numerycznie
kształtowania uzębienia przekładni stożkowych systemu Gleasona . Promotor:
dr inż. Piotr Skawiński, planowany termin obrony prac - wrzesień 2011.
6. Stanisław Kiełtyk: Modernizacja i oprogramowanie wraz z akwizycją danych w
środowisku LabView stanowiska do współpracy dwustronnej stożkowych
przekładni zębatych. Promotor: dr inż. Piotr Skawiński, planowany termin
obrony wrzesień 2011.
7. Rafał Warecki: Opracowanie oprogramowania technologicznego frezowania
wg metod obwiedniowych uzębienia spiralnych przekładni stożkowych na
modelowym stanowisku badawczym CNC, Promotor: dr inż. Piotr Skawiński,
planowana obrona grudzień 2011.
Dane do wskaźników realizacji celów
projektu
•
Prace doktorskie – planowane:
1. mgr inż. Małgorzata Zaborniak: Identyfikacja geometrii kół zębatych z
wykorzystaniem współrzędnościowej techniki pomiarowej i systemów CAD.
Przewód otwarty na WBMiL PRz. w 2010r. Promotor: dr hab. inż. Adam
Marciniec
2. mgr inż. Jacek Sowa: Analiza wytrzymałościowa lotniczych przekładni
stożkowych o kołowo-łukowej linii zęba. Przewód otwarty na WBMiL PRz w
2009r. Promotor: dr hab. inż. Adam Marciniec
3. mgr inż. Tomasz Dziubek: Analiza współrzędnościowych systemów
pomiarowych kół zębatych. Przygotowanie do otwarcia przewodu na WBMiL
PRz. (RW 15 grudnia 2010) Promotor: dr hab. inż. Grzegorz Budzik.
4. Wojciech Jędrzejczyk: Zastosowanie syntezy i analizy zazębień do
wyznaczania topografii powierzchni bocznej zęba przekładni stożkowych
kołowo-łukowych. Promotor: dr. inż. Piotr Skawiński(w trakcie realizacji ,
planowany termin obrony - 2012 r.)
3 prace doktorskie w przygotowaniu:
mgr inż. Piotr Szponder, mgr inż. Marek Kret - Politechnika Warszawska
mgr inż. Bartłomiej Sobolewski - Politechnika Rzeszowska
• Prace habilitacyjne – planowane:
1. dr inż. Piotr Skawiński: Integracja projektowania i wytwarzania przekładni
stożkowych i hipoidalnych o zębach kołowo-łukowych.
Status: otwarty przewód habilitacyjny na Wydziale Samochodów i Maszyn
Roboczych Politechniki Warszawskiej
Dane do wskaźników realizacji celów
projektu
• Zgłoszenia patentowe dokonane w I półroczu 2011 r.
0
• Udział studentów / doktorantów / innych wykonawców (liczbowo) w danym ZB
(aktualnie)
11 / 4 / 12
Stan współpracy
z przedsiębiorstwami Doliny Lotniczej
•Stan współpracy z przedsiębiorstwami lotniczymi Doliny Lotniczej
WSK PZL Rzeszów
P&W Kalisz
• Wygenerowane / opracowywane zagadnienia badawcze do realizacji w PKAERO
1. Opracowanie programów symulacji obróbki kół stożkowych w systemie
CATIA generujących modele powierzchniowe.
2. Prowadzenie analiz MES wybranych przekładni stożkowych
stosowanych w lotnictwie.
3. Zwiększenie efektywności produkcji elementów przekładni
stożkowej w oparciu o wykorzystanie systemu Phoenix:
1. obliczenie nastaw wstępnych ,
2. określenie korekcji,
3. optymalizacja parametrów,
w stosunku do aktualnie prowadzonej produkcji.
•Propozycje uszczegółowienia SPB w danym ZB na rok 2012
1. Oprogramowanie stanowiska do badań jedno- i dwustronnych przekładni
stożkowych
2. Badania przekładni. na stanowisku
Główne wnioski
Z realizacji projektu w ostatnim okresie sprawozdawczym
1.
2.
3.
Projekt jest realizowany zgodnie z harmonogramem.
Zrealizowano wszystkie plany zakupów.
Osiągnięcie zakładanych wskaźników realizacji projektu w ramach ZB3
jest realne.