Advanced technology development of high power grinding for dynamically loaded parts from hard-to-machine super-alloys for power and aeronautics industry with respect to surface integrity
Project goals
Optimisation of progressive technology of high power grinding used for machining of gas turbine critical areas with the aim to reach optimal surface integrity parameters and maximal usability during introduction of new technology of force grinding with multiple workpiece fixturing in force CNC grinding machine. Determination of mutual relations between contour surface progressive grinding parameters and residual stresses, phase composition, hardness, surface microstructure and geometrical specificationsfor various types of super-alloys and steels. Assessment of structural, mechanical and technological properties. Comparison of obtained results with conventional grinding, i.e. the current state of production, for various types of steels and nickel- andchromium-based super-alloys. Furthermore, the new manufacturing process will be analysed from the technological-processing parameters point of view with respect to the lean production systems and digital factory concept. Project outputs would lead to creation of new production processes, introduction of modern tools for production control and effective use of new technology of force grinding which would jointly contribute to improvement of products? critical parameters. Currently, the unfavourable distribution of residual stresses and closely linked initialization and propagation of cracks in selected products leads to almost 30% spoilage which is manifested by cracking of blade root used in gas turbine runners as dodumented by research note in the attachments section.
Keywords
surface integrityresidual stressesx-ray diffractionhigh power grindinggeometrical product specificationdesign of experiments
Public support
Provider
Technology Agency of the Czech Republic
Programme
Programme of applied research and experimental development ALFA
Call for proposals
ALFA 4 (STA02014TA04)
Main participants
První brněnská strojírna Velká Bíteš, a. s.
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
2014TA04010600
Alternative language
Project name in Czech
Vývoj progresivní technologie silového broušení dynamicky namáhaných součástí pro energetiku a letecký průmysl z těžkoobrobitelných super slitin s ohledem na integritu povrchu
Annotation in Czech
Hlavním cílem projektu je zvýšení konkurenceschopnosti společnosti hlavního příjemce v oblasti dokončovacích technologií při obrábění superslitin prostřednictvím zvýšení produktivity, kvality výroby a rozšíření výrobního programu společnosti. Pro naplnění tohoto hlavního cíle je třeba splnit níže popsané dílčí cíle. Zjištění vlivů parametrů progresivní technologie silového broušení tvarových ploch na velikost zbytkových napětí, fázového složení, tvrdosti, struktury povrchu a geometrických specifikací pro různé typy superslitin využívaných při konstrukci výrobků v oborech s vysokou přidanou hodnotou (energetika, letecký průmysl). Zhodnocení strukturních, mechanických a technologických vlastností. Optimalizace procesu broušení kritických míst turbinovýchlopatek pro dosažení vhodných parametrů integrity povrchu, požadované přesnosti a maximálních užitných vlastností při zavádění nové produktivní technologie silového broušení pro více obrobků na jedno upnutí na silové CNC brusce. Dále bude nový výrobní proces společnosti analyzován z hlediska technickoorganizačních podmínek s využitím nejmodernějších nástrojů konceptu "Digitální továrny", se zaměřením na principy štíhlé výroby (Lean production), štíhlé logistiky a ergonomie. Následná optimalizace technickoorganizačních podmínek se příznivě promítne do zvýšení ekonomické efektivity výroby. Vyřešením projektu předpokládáme vytvoření nových výrobních postupů, nasazení moderních nástrojů řízení výroby a tedy efektivní využití nové technologie silového broušení, které společně povedou ke zlepšení kritických parametrů výrobků. V současné době vede nepříznivé rozložení zbytkových napětí a s tím spojený vznik a šíření trhlin u vybraných součástí až k 30% zmetkovitosti, která se projevuje praskáním závěsů lopatek do oběžných kol plynových turbín (viz. přiložená zpráva "Rozbor příčin vzniku trhlin v zámcích lopatek").
Scientific branches
R&D category
VV - Exeperimental development
CEP classification - main branch
JQ - Machinery and tools
CEP - secondary branch
JP - Industrial processes and processing
CEP - another secondary branch
JR - Other machinery industry
20301 - Mechanical engineering
20302 - Applied mechanics
20501 - Materials engineering
20705 - Remote sensing
20706 - Marine engineering, sea vessels
20707 - Ocean engineering
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
The project succeeded by the assignment. In accordance with the factual and timetable, all planned objectives and outputs were achieved. The results are industrially applicable, competitive and are expected to be used by the recipient. The beneficiary and the co-beneficiary have provided the necessary background and information on the implementation of the project and the achievement of the objectives.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jul 1, 2014
Realization period - end
Jun 30, 2017
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Feb 25, 2016
Data delivery to CEP
Confidentiality
C - Předmět řešení projektu podléhá obchodnímu tajemství (§ 504 Občanského zákoníku), ale název projektu, cíle projektu a u ukončeného nebo zastaveného projektu zhodnocení výsledku řešení projektu (údaje P03, P04, P15, P19, P29, PN8) dodané do CEP, jsou upraveny tak, aby byly zveřejnitelné.
Data delivery code
CEP18-TA0-TA-U/15:1
Data delivery date
Nov 5, 2018
Finance
Total approved costs
13,740 thou. CZK
Public financial support
8,690 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
5,050 thou. CZK
Recognised costs
13 740 CZK thou.
Public support
8 690 CZK thou.
0%
Provider
Technology Agency of the Czech Republic
CEP
JQ - Machinery and tools
Solution period
01. 07. 2014 - 30. 06. 2017