III i IV kwartał 2011

III KONFERENCJA RADY PARTNERÓW CZT AERONET i PANELE EKSPERTÓW PROJEKTU 12 – 13 Grudnia 2011 r.

„Nowoczesne technologie materiałowe stosowane w przemyśle lotniczym”

PROJEKT W SPÓŁFINANSOWANY PRZEZ UNIĘ EUROPEJSKĄ ZE ŚRODKÓW EUROPEJSKIEGO FUNDUSZU ROZW OJU REGIONALNEGO

ZB 1 OPRACOWANIE ZAAWANSOWANYCH PROCESÓW OBRÓBKI HSM TRUDNOOBRABIALNYCH STOPÓW

LOTNICZYCHLider merytoryczny

Prof. dr hab. inż. Bogdan Kruszyński

Instytucje partnerskie w zadaniu

• Politechnika Lubelska

• Politechnika Łódzka

• Politechnika Warszawska

• Politechnika Rzeszowska

Zadania i realizatorzy

1.1 Inteligentny system szlifowania trudnoobrabialnych stopów lotniczych

Celem zadania jest opracowanie systemu szlifowania, który zapewni właściwy przebieg procesu obróbki na szlifierce sterowanej numerycznie, z zachowaniem wymagań odnośnie stanu warstwy wierzchniej i dokładności wymiarowo-kształtowej przy równoczesnym zapewnieniu wysokiej wydajności obróbki.

Zadanie jest realizowane w Instytucie Obrabiarek i Technologii Budowy

Maszyn Politechniki Łódzkiej

Koordynator z ramienia PŁ – prof. Bogdan Kruszyński

Zadania i realizatorzy

1.2 Szlifowanie złożonych powierzchni elementów silników lotniczych

Celem zadania jest opracowanie technologii szlifowania tego typu powierzchni z wykorzystaniem sterowania numerycznego.

Zadanie jest realizowane w Politechnice Rzeszowskiej

Koordynator z ramienia PRz – prof. Jan Burek

Zadania i realizatorzy

Zadanie jest realizowane w Katedrze Mechaniki Stosowanej Politechniki

Lubelskiej

oraz

w Instytucie Technik Wytwarzania Politechniki Warszawskiej

Koordynator z ramienia PL – prof. Jerzy Warmiński

Koordynator z ramienia PW – prof. Krzysztof Jemielniak

1.3 Obróbka HSM nowoczesnych materiałów konstrukcyjnych stosowanych w lotnictwie

Celem zadania jest opracowanie wydajnej metody skrawania nowoczesnych materiałów stosowanych w lotnictwie z wykorzystaniem obróbki HSM, która umożliwi obniżenie kosztów lub skrócenie czasu operacji, oraz wyeliminowanie lub zmniejszenie drgań samowzbudnych dzięki zastosowaniu elementów aktywnych

ZB1.1 Politechnika Łódzka

Struktura automatycznego systemu wydobywania informacji z danych

pomiarowych oraz klasyfikacji stanu procesu szlifowania.

Zakres strefy stabilnej w procesie szlifowania ze względu na rozwój falistości na przedmiocie obrabianym w podatnym układzie OUPN

Budowa inteligentnego systemu szlifowania trudnoobrabialnych stopów lotniczych

•Uzyskano wysoką zgodność opracowanych modeli z danymi eksperymentalnymi

•Opracowane algorytmy diagnostyki pozwalają na wczesne wykrywanie niepożądanych stanów procesu, np. przypaleń

ZB1.2 Politechnika Rzeszowska

Opracowanie stanowiska badawczego procesu szlifowania zamków łopatek silników lotniczych

wykonanych ze stopów typu Inconel oraz przeprowadzenie wstępnych badań doświadczalnych

Widok stanowiska badawczego: 1) układ sterowania CNC, 2) przestrzeń robocza szlifierki, 3) przedmiot obrabiany, 4) czujnik AE, 5) czujnik drgań, 6) siłomierz, 7) wzmacniacz ładunku, 8) wzmacniacz, 9) konwerter RMS, 10) karty przetworników A/C, 11) komputer rejestrujący sygnały diagnostyczne

Sygnały diagnostyczne zarejestrowane podczas szlifowania przeciwbieżnego.

Wnioski•Zaprojektowane i wykonane stanowisko badawcze charakteryzuje się wysoką skutecznością i przydatnością do diagnostyki procesu szlifowania powierzchni płaskich oraz kształtowych. •Stanowisko to umożliwia pomiar m.in. emisji akustycznej, drgań i składowych siły szlifowania.

ZB 1.3 Politechnika Lubelska

Regeneracyjny nieliniowy model skrawania – frezowanie

Różniczkowe równanie ruchu

3( ) 1 sin 0.3cos .p t r r jmx cx kx a h t K v v g

sin cos ,j tj j nj j jF F F g sin cos cos ,j j j eg H H

( ) ( ) ( ),

( ) cos ( ( ) ( ))cos ,j j STAT j DYN

j z j j

h t h t h t

h t f x t x t

Obszary niestabilności Model frezowania

ZB 1.3 Politechnika Lubelska

Główne wnioski

• Opracowano nieliniowe modele procesu skrawania z uwzględnieniem efektu regeneracyjnego i tarcia suchego

• Wykazano, że modele liniowe nie są w stanie oddać całą złożoność procesu frezowania

• Zjawisko tarcia suchego w bardzo niewielkim stopniu wpływa na obszary niestabilności wynikające z regeneracji drgań

• Zastosowana technika „Recurrence Quantification Analysis” dała pozytywne efekty w aspekcie badania stabilności procesu, co może być wykorzystane do nadzorowania procesów skrawania

ZB1.3.7 Politechnika Warszawska

UNIA EUROPEJSKAEUROPEJSKI FUNDUSZ

ROZWPJU REGIONALNEGO

INNOWACYJNA GOSPODARKANARODOWA STRATEGIA SPÓJNOŚCI

• Cel: opracowanie metody obróbki stali wysokostopowych za pomocą narzędzi z płytkami obrotowymi typu SPRT

• Założony efekt: zwiększenie wydajności skrawania i trwałości ostrza przy zachowaniu dobrej jakości powierzchni

• potencjalne miejsce wykorzystania w zakładach przemysłu lotniczego

Opracowanie podstaw technologii obróbki ubytkowej nowych materiałów

Wskaźniki

Referaty konferencyjne

• Lajmert P., Kruszyński B., Wrąbel D.: Identyfikacja wczesnych symptomów niepożądanych stanów procesu w szlifowaniu kłowym wałków. XXXIII Naukowa Szkoła Obróbki Ściernej, Gdańsk 2011.

• Rusinek R.: Chatter In Milling Of Composites: Simulations And Diagnostic, Conference of Supervising and Diagnostics of Machining Systems - Model Based Manufacturing, Karpacz 2011

• Zaleski K.: Badania wpływu parametrów bagniatania wibracyjnego na trwałość zmęczeniową elementów ze stopu tytanu, Tytan i jego stopy -2011

• Litak G., Rusinek R.: Dynamics of stainless steel turning. Analysis by multifractal. Conference ENOC 2011, Rzym 2011

• Rusinek R., Warminski J., Kecik K.: Frictional and regenerative chatter. Conference ENOC 2011, Rzym 2011

• Kecik K., Warminski J., Rusinek R.: Chaos in mechanical systems. Selected problems. IUTAM Symposium on 50 Years of Chaos : Applied and Theoretical,Kyoto 2011

Wskaźniki

Publikacje w czasopismach

• Lajmert P., Kruszyński B., Wrąbel D.: Identyfikacja wczesnych symptomów niepożądanych stanów procesu w szlifowaniu kłowym wałków. Inżynieria Maszyn, 4/2010 (ukazało się w 2011 r.) str. 78-94.

• Leżański P. : Ocena przydatności wybranych wielkości procesowych do nadzorowania stanu procesu szlifowania wgłębnego. Inżynieria Maszyn, 4/2010 (ukazało się w 2011 r.) str. 95-111.

• Rusinek R.: Chatter In Milling Of Composites: Simulations And Diagnostic. Journal of Machine Engineering, Vol. 10, No. 3, 2010

• Litak G., Rusinek R.: Vibrations in stainless steel turning: multifractal and wavelet approaches. JOURNAL OF VIBROENGINEERING. Vol. 13(1), 2011, str. 102-108

• Litak G., Rusinek R.: Dynamics of a Steel Turning Process. Chaos Theory: Modeling, Simulation and Applications. C. H. Skiadas, I. Dimotikalis and C. Skiadas (Eds) World Scientific Publishing Co str. 445 – 448

• Litak G., Syta A., Rusinek R.: Dynamical Changes During Composite Milling: Recurrence and Multiscale Entropy Analysis. International Journal of Advanced Manufacture Technology 56 (2011) 445-453

• Kęcik K., Rusinek R., Warmiński J.: Stability Lobes Analysis of Nickel Superalloys Milling. International Journal of Bifurcation and Chaos, Vol.21 No.10, 2011.

• Rusinek R., Kęcik K., Warmiński J.: Dynamics of composite material cutting. Advances in Manufacturing Science and Technology, Vol. 35, No. 3, 2011.

• Zaleski K.: Wpływ parametrów dynamicznego nagniatania rozproszonego na rozkład naprężeń własnych w warstwie wierzchniej stopu tytanu. Inżynieria powierzchni, vol.3, 2011 str.48-52

• Kęcik K., Rusinek R., Warmiński J.: Dynamical analysis of milling process with various radial depth of cut. Budowa maszyn i zarządzanie produkcją, nr.2(16), 2011, str. 69-81.

• Matuszak J., Zaleski K.: Badania porównawcze wpływu frezowania na chropowatość powierzchni i mikrotwardość warstwy wierzchniej stopu tytanu Ti6Al4V oraz stali nierdzewnej 15-5PH. Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji, Vol. 31 nr 2, 2011, s. 59-68.

Wskaźniki

Prace inż. mgr, dr, hab.

• inżynierskie obronione 3• magisterskie obronione 1• inżynierskie planowane 1• magisterskie 6• doktorskie 1• habilitacyjne 2

• Zgłoszenia patentowe dokonane w II półroczu 2011 r.

Udział studentów / doktorantów / innych wykonawców (liczbowo) w ZB 1 (aktualnie)

• Doktorzy hab.: 3• Doktorzy: 10• Doktoranci: 4• Pracownicy techniczni: 8• Studenci: 8

Współpraca

Stan współpracy z przedsiębiorstwami lotniczymi Doliny Lotniczej

• PZL- Świdnik S.A. - obróbka materiałów kompozytowych z włóknami szklanymi i węglowymi• WSK "PZL-Rzeszów" S.A. - Skrawanie elementów cienkościennych wykonanych z trudnoobrabialnych stopów - Analiza metod obróbki elementów cienkościennych wykonanych z superstopów• MG-CERTUS - obróbka materiałów metodą HSM• Zakład Narzędziowy w Świdniku Sp. z o.o. - Analiza drgań typu chatter w obróbce skrawaniem oraz metody ich eliminacji

Dziękuję za uwagę