Jako klíčová součást pro dosažení výkonnosti letadlových motorů mají lopatky typické charakteristiky, jako jsou tenké stěny, speciální tvar, složité struktury, náročné materiály na zpracování a vysoké požadavky na přesnost zpracování a kvalitu povrchu. Jak dosáhnout přesného a efektivního zpracování lopatek je hlavním výzvou v současné oblasti výroby letadlových motorů. Přesným analýzou klíčových faktorů ovlivňujících přesnost zpracování lopatek je komplexně shrnuto současné postavení výzkumu technologií a zařízení pro přesné zpracování lopatek a je prosazován vývojový trend technologie zpracování lopatek letadlových motorů.
V letectví se široce používají lehké, vysokopevné tenkostěnné součásti, které jsou klíčovými komponenty pro dosažení výkonu důležitého zařízení, jako jsou letadlové motory [1]. Například titanové lopatky ventilátoru letadlového motoru s velkým přebytečným poměrem mohou mít délku až 1 metr, s komplexními profilovanými lopatkami a strukturou tlumičového plošiny, kde je hrubost nejtenčší části pouze 1,2 mm, což je typický velký tenkostěnný speciální tvar [2]. Jako typická tenkostěnná speciální slabá pevnostní součást, lopatka je během zpracování náchylná ke zkreslení a vibracím [3]. Tyto problémy vážně ovlivňují zpracovatelnost a povrchovou kvalitu lopatek.
Výkonnost motoru závisí většinou na úrovni výroby listů. Během provozu motoru musí listy pracovat stabilně ve střídavých provozních podmínkách, jako jsou vysoké teploty a tlaky. To vyžaduje, aby materiál listu měl dobré pevnosti, odolnost proti unavení a korozi za vysokých teplot, a zároveň zajistil strukturní stabilitu [2]. Obvykle se pro lopatky letadlových motorů používají titanové slitiny nebo slitiny vysokých teplot. Nicméně má titanová i slitiny vysokých teplot špatné řezné vlastnosti. Během řezání je síla řezání velká a nástroj rychle přichází o ostrou hrana. S rostoucím opotřebením nástroje dále naroste síla řezání, což způsobí vážnější deformaci a vibrace při zpracování, čímž dochází ke snížení rozměrové přesnosti a chudší kvalitě povrchu součástí. Aby bylo možné splnit požadavky na výkon motoru v extrémních pracovních podmínkách, je nutná velmi vysoká řeznická přesnost a kvalita povrchu lopatek. Pokud vezmeme jako příklad titanové lopatky ventilu používané v domácím vysokoprvodovém turboventilovém motore, celková délka lopatky je 681mm, zatímco její tloušťka je méně než 6mm. Požadavek na profil je -0,12 do +0,03mm, rozměrová přesnost okrajů nasávacích a výfukových je -0,05 do +0,06mm, a torsní chyba sekce lopatky je uvnitř ± 10′, a hodnota povrchové hrubosti Ra je lepší než 0,4 μ m. To obvykle vyžaduje přesné zpracování na pětiosa CNC strojním nástroji. Nicméně, kvůli slabé tuhosti listu, složité struktuře a těžko zpracovatelným materiálům, aby bylo možné zajistit přesnost a kvalitu zpracování, musí personál vícekrát během procesu zpracování upravit řezací parametry, což vážně omezuje výkon CNC frézovacího centra a způsobuje obrovskou ztrátu efektivity [4]. Proto, s rychlým rozvojem technologie CNC frézování, jak dosáhnout kontroly deformace a potlačení vibrací při zpracování tenkostěnných dílů a plně využít schopnosti CNC frézovacích center se stalo naléhavou potřebou pro pokročilé výrobní firmy.
Výzkum technologií řízení deformací tenkostěnných částí s nízkou tuhostí upoutal pozornost inženýrů a výzkumníků již dlouhou dobu. V rané fázi produkční praxe lidé často používali strategii vodní linie se střídavým frézováním na obou stranách tenkostěnných struktur, což může snadno zmírnit nevýhodné účinky deformace a vibrací na rozměrovou přesnost v určité míře. Navíc existuje také způsob, jak zvýšit tuhost při zpracování pomocí nastavení předem vyrobených obětovných struktur, jako jsou posilující žebra.
Aby bylo možné splnit požadavky na stabilní službu v prostředí vysoké teploty a vysokého tlaku, běžně používanými materiály pro listy letadlových motorů jsou titanové slitiny nebo vysokoteplotné slitiny. V posledních letech se také titan-aluminiumové mezikovové sloučeniny staly materiálem pro lopatky s velkým aplikacím potenciálem. Titanové slitiny mají charakteristiky nízké tepelné vodivosti, nízké plasticity, nízkého elastického modulu a silné afinité, což způsobuje problémy jako velká řeznická síla, vysoká teplota při řezání, vážné pracovní ztvrdnutí a velké nástrojové opotřebení při řezání. Jsou to typické těžko řezané materiály (mikrostrukturální tvary viz obrázek 2a) [7]. Hlavní charakteristiky vysokoteplotných slitin jsou vysoká plasticita a síla, špatná tepelná vodivost a velké množství husté pevné disperze uvnitř [8]. Plasticita při řezání způsobuje vážné zkreslení mřížky, vysoké odporu proti deformaci, velkou řeznickou silou a vážné jevy studeného ztvrdnutí, které jsou také typickými těžko řezanými materiály (mikrostrukturální tvary viz obrázek 2b). Proto je velmi důležité vyvinout efektivní a přesnou technologii řezání pro těžko řezané materiály, jako jsou titanové slitiny a vysokoteplotné slitiny. Aby bylo dosaženo efektivního a přesného zpracování těžko řezaných materiálů, domácí i zahraniční badatelé provedli hluboké výzkumy z hlediska inovativních metod řezání, optimálních materiálů pro řezné nástroje a optimalizovaných parametrů řezání.
V oblasti inovativního výzkumu a vývoje řezacích metod představili badatelé pomocné prostředky, jako je laserové ohřevání a kryogenní chlazení, pro zlepšení opracovatelnosti materiálů a dosažení efektivního řezání. Základní princip laserově podporovaného zpracování [9] (viz obrázek 3a) spočívá v zaměření vysokomocného laserového paprsku na povrch dílu před řezacím hrotem, který měkkost materiálu lokálním ohřevem paprsku snižuje prahovou sílu úniku materiálu, čímž se snižují řezací síly a nástrojové poškození a zvyšuje se kvalita a efektivita řezání. Kryogenně chlazené zpracování [10] (viz obrázek 3b) používá tekutý dusík, vysokotlaký oxid uhličitý a další chladicí média, která jsou namířena na řezací část, aby ochladila proces řezání, což eliminuje problém nadměrné místní teploty při řezání způsobené špatnou tepelnou vodivostí materiálu a způsobí, že díl bude místně studený a krupný, čímž se zvýší účinek lámaní střepy. Společnost Nuclear AMRC ve Spojeném království úspěšně použila vysokotlaký oxid uhličitý pro chlazení procesu zpracování titanových slitin. Porovnáním s suchým řezáním bylo zjištěno, že kryogenně chlazené zpracování nejen snižuje řezací síly a zlepšuje kvalitu řezané plochy, ale také účinně snižuje nástrojové poškození a zvyšuje životnost nástroje. Navíc je ultrazvukové vibrace podporované zpracování [11, 12] (viz obrázek 3c) také účinnou metodou pro efektivní řezání těžkopracovatelných materiálů. Aplikací vysokofrekvenčních, maloamplitudových vibrací na nástroj se dosahuje intermitentní separace mezi nástrojem a dílem během zpracování, což změní mechanismus odstraňování materiálu, zvyšuje stabilitu dynamického řezání, účinně eliminuje tření mezi nástrojem a zpracovanou plochou, snižuje teplotu řezání a řezací síly, snižuje hrubost povrchu a nástrojové poškození. Jeho vynikající technologické účinky upoutaly širokou pozornost.
Pro těžko řezané materiály, jako jsou slitiny titanu, optimalizace materiálů nástrojů může účinně zlepšit výsledky řezání [8, 13]. Studie ukázaly, že při zpracování slitin titanu lze podle rychlosti zpracování vybírat různé nástroje. Pro pomalé řezání se používá vysoko kobaltová rychlořezavá ocel, pro střední rychlosti řezání se používají kovové keramické nástroje s oxidem hořečnatým nátěrem a pro vysokorychlostní řezání se používají nástroje z kubického boritu dusíku (CBN); pro zpracování vysokoteplotných slitin by se měly používat vysoko vanadiem obsahující rychlořezavé oceli nebo YG kovové keramické nástroje s vysokou tvrdostí a dobrými odolností proti opotřebení.
Parametry řezání jsou také důležitým faktorem ovlivňujícím účinek obrábění. Použití vhodných parametrů řezání pro odpovídající materiály může efektivně zvýšit kvalitu a efektivnost obrábění. Pokud vezmeme jako příklad parametr rychlosti řezání, nízká rychlost řezání může snadno vytvořit oblast nasyceného hrany na povrchu materiálu, což snižuje přesnost obrábění povrchu; vysoká rychlost řezání může snadno způsobit akumulaci tepla, čímž dochází ke spalování součásti a nástroje. V tomto ohledu tým profesora Zhai Yuanshenga na Harbinském univerzitě technologie analyzoval mechanické a fyzikální vlastnosti běžně používaných těžko obrabatelných materiálů a shrnul doporučenou tabulku rychlostí řezání pro těžko obrabatelné materiály prostřednictvím ortogonálních experimentů s obráběním [14] (viz Tabulka 1). Použití nástrojů a rychlostí řezání doporučených v tabulce pro obrábění může efektivně snížit obrabovací defekty a vyšlechtění nástrojů a zlepšit kvalitu obrábění.
V posledních letech, s rychlým rozvojem leteckého průmyslu a rostoucí tržní poptávkou, se zvyšují požadavky na efektivní a přesnou zpracování tenkostěnných lopatek a potřeba vyšší přesnosti technologie ovládání deformací se stává naléhavější. V kontextu inteligentních výrobních technologií, spojením moderních elektronicko-informačních technologií k dosažení inteligentního ovládání deformace a vibrací při zpracování lopatek letadlových motorů se stává aktuálním tématem pro mnoho výzkumníků. Zavedení inteligentních CNC systémů do přesného zpracování komplexních zakřivených povrchů lopatek a aktivní kompenzace chyb v procesu zpracování na základě inteligentních CNC systémů mohou účinně potlačit deformaci a vibrace.
Pro aktivní kompenzaci chyb v procesu obrábění, s cílem dosáhnout optimalizace a řízení parametrů obrábění, jako je dráha nástroje, je nejprve nutné získat vliv parametrů procesu na deformaci a vibraci při obrábění. Existují dva často používané metody: jedna je analyzovat a odvozovat výsledky každého průchodu nástrojem prostřednictvím měření na stroji a analýzy chyb [15]; druhá je vytvořit predikční model pro deformaci a vibraci při obrábění pomocí metod jako dynamická analýza [16], modelování konečných prvků [17], experimenty [18] a neuronové sítě [19] (viz Obrázek 4).
Na základě uvedeného predikčního modelu nebo měřicí technologie na stroji lze lidé optimalizovat a dokonce řídit parametry obrábění v reálném čase. Hlavním směrem je kompenzace chyb způsobených deformacemi a vibracemi přeplánováním nástrojové trasy. Běžně používanou metodou v tomto směru je "metoda zrcadlové kompenzace" [20] (viz Obrázek 5). Tato metoda kompenzuje deformaci jednoho řezu korrigováním nominální nástrojové trajektorie. Nicméně jediná kompenzace může vyvolat nové deformace při obrábění. Proto je nutné navrhnout iterační vztah mezi řezací silou a deformacemi při obrábění prostřednictvím více kompenzací, aby se deformace korigovaly postupně. Kromě metody aktivní kompenzace chyb založené na plánování nástrojové trasy studují mnozí badatelé také, jak ovládat deformace a vibrace optimalizací a řízením řezacích parametrů a parametrů nástroje. Pro řezání určitého typu listového kotačného lopatky byly provedeny několik kol orthogonálních testů s různými parametry obrábění. Na základě dat z těchto testů byla analyzována vliv jednotlivých řezacích parametrů a parametrů nástroje na deformaci lopatky a vibrací. Byl vytvořen empirický predikční model pro optimalizaci parametrů obrábění, který účinně snižuje deformaci při obrábění a potlačuje řezací vibrace [21-23].
Na základě uvedených modelů a metod mnoho společností vyvinulo nebo vylepšilo CNC systémy centra pro CNC frézování za účelem dosažení adaptivního řízení v reálném čase parametrů zpracování tenkostěnných dílů. Optimální frézovací systém izraelské firmy OMAT [24] je typickým představitelem v této oblasti. Hlavně přizpůsobuje rychlost posuvu pomocí adaptivní technologie, aby dosáhl cíle konstantní síly při frézování a realizoval efektivní a kvalitní zpracování složitých produktů. Navíc aplikovala Peking Jingdiao podobnou technologii v klasickém technickém případě dokončení gravéru na povrchu vejcové slupky prostřednictvím adaptivní kompenzace měření na stroji [25]. THERRIEN z GE ve Spojených státech [26] navrhl metodu opravy v reálném čase CNC kódu během zpracování, která poskytla základní technické prostředky pro adaptivní zpracování a řízení v reálném čase složitých tenkostěnných lopatek. Automatizovaný systém oprav pro turbínové součásti letadlových motorů (AROSATEC) Evropské unie realizuje adaptivní přesné frézování po opravě lopatek additivními technologiemi a již byl uplatněn v produkci oprav lopatek německé firmy MTU a irské firmy SIFCO [27].
Použití inteligentního procesního zařízení pro zlepšení tuhosti systému procesu a vylepšení tlumení je také účinným způsobem, jak potlačit deformaci a vibrace při zpracování tenkostěnných lopatek, zvýšit přesnost zpracování a vylepšit povrchovou kvalitu. V posledních letech bylo využito mnoho různých procesních zařízení pro zpracování různých druhů letadlových motorových lopatek [28]. Protože letadlové motory obvykle mají tenkostěnné a nepravidelné strukturální charakteristiky, malou plochu tisku a pozice, nízkou tuhost při zpracování a lokální deformaci pod vlivem řezných zatížení, se zařízení na zpracování lopatek obvykle používá pomocné podpory na pracovním dílu na základě šestibodového principu pozice [29] pro optimalizaci tuhosti procesního systému a potlačení deformace při zpracování. Tenkostěnné a nepravidelné křivé plochy klade dvě požadavky na pozici a tisk nástrojů: za prvé, sila tisku nebo kontaktu nástroje by měla být rozložena co nejrovněji na křivé ploše, aby se vyhnula vážné lokální deformaci dílu pod vlivem síly tisku; za druhé, elementy pozice, tisku a pomocné podpory nástroje musí lépe odpovídat komplexní křivé ploše dílu, aby vytvořily rovnoměrnou sílu plošního kontaktu v každém bodě kontaktu. Na reakci na tyto dva požadavky učenec navrhl flexibilní systém nástrojů. Flexibilní systémy nástrojů lze rozdělit na fázové změny flexibilního nástroje a adaptivní flexibilní nástroje. Fázové změny flexibilního nástroje využívají změny tuhosti a tlumení před a po fázové změně tekutiny: tekutina ve stavu kapaliny nebo mobilní fáze má nízkou tuhost a tlumení a dokáže se přizpůsobit komplexní křivé ploše dílu při nízkém tlaku. Poté se tekutina transformuje do pevné fáze nebo je spojena vnějšími silami jako elektrika/magnetismus/teplo, čímž se tuhost a tlumení značně zvýší, což umožňuje poskytnout dílu rovnoměrnou a flexibilní podporu a potlačit deformaci a vibrace.
Výrobní zařízení v tradiční technologii zpracování lopatek letadlových motorů používá jako pomocnou podporu materiály s fázovou změnou, jako jsou slitiny s nízkým teplotním bodem. Tedy, po tom, co je hrubka dílu pozice a stisknuta v šesti bodech, se referenční pozice dílu odlévá do odlévacího bloku pomocí slitiny s nízkým teplotním bodem, která poskytuje pomocnou podporu pro díl, přičemž se složitá bodová pozice převádí na pravidelnou povrchovou pozici, a poté probíhá přesné zpracování části k zpracování (viz obrázek 6). Tento způsob zpracování má zřejmé nedostatky: převod referenční pozice způsobuje snížení přesnosti pozice; příprava výroby je komplikovaná a odlévání a tavení slitin s nízkým teplotním bodem také přináší problémy s reziduem a čištěním na povrchu dílu. Zároveň jsou i podmínky pro odlévání a tavení poměrně špatné [30]. Aby bylo možné odstranit uvedené procesní nedostatky, běžnou metodou je zavést vícebodovou podpůrnou strukturu kombinovanou s materiálem s fázovou změnou [31]. Horní konec podpůrné struktury se dotýká dílu pro jeho pozici, zatímco spodní konec je imerse v komoře s slitinou s nízkým teplotním bodem. Flexibilní pomocná podpora je dosažena na základě charakteristik fázové změny slitiny s nízkým teplotním bodem. I když zavedení podpůrné struktury může zabránit povrchovým vadám způsobeným kontaktováním slitin s nízkým teplotním bodem s lopatkami, kvůli omezeným vlastnostem materiálů s fázovou změnou nemohou fázově flexibilní nástroje současně splnit dvě hlavní požadavky - vysokou tuhost a vysokou rychlost reakce - a jsou obtížně aplikovatelné v efektivní automatizované výrobě.
Abyste řešili nedostatky fázové změny pružného nářadí, mnoho učenců začleňovalo koncept adaptace do výzkumu a vývoje pružného nářadí. Adaptivní pružné nářadí dokáže adaptivně odpovídat složitým tvarům lopatek a možným chybám ve tvaru prostřednictvím elektromechanických systémů. Aby byla zajištěna rovnoměrná distribuce kontaktové síly po celé lopatce, nářadí obvykle používá vícebodové pomocné podpory pro tvorbu podpůrné matice. Tým Wang Hui z Univerzity Tsinghua navrhl vícebodové pružné pomocné podpůrné procesní vybavení vhodné pro zpracování blízké koncepci lopatek [32, 33] (viz obrázek 7). Nářadí používá více pružných svazovacích prvků k podpoře povrchu lopatky blízké koncepci, čímž zvyšuje plochu kontaktu. každá plocha kontaktu a zajištění, že síla stisku je rovnoměrně rozdělena na každé části kontaktu a celém lopatce, čímž se zlepšuje tuhost procesního systému a účinně se prevence místní deformace lopatky. Nástroj má více pasivních stupňů volnosti, které mohou adaptivně odpovídat tvaru lopatky a jejím chybám při vyhýbání se přeurození. Kromě dosažení adaptivní podpory pomocí pružných materiálů je také použit princip elektromagnetické indukce pro výzkum a vývoj adaptivního pružného nástroje. Tým Yang Yiqing na Pekingské univerzitě letecké a kosmické techniky vynalezl pomocnou podpůrnou soustavu založenou na principu elektromagnetické indukce [34]. Nástroj používá pružnou pomocnou podporu buzenou elektromagnetickým signálem, která může měnit tlumení charakteristik procesního systému. Během procesu stisku se pomocná podpora adaptivně shoduje s tvarem dílu pod vlivem trvaleho magnetu. Během zpracování bude vibrace vyvolaná dílem přenesena na pomocnou podporu a podle principu elektromagnetické indukce bude vyvolána opačná elektromagnetická síla, která potlačuje vibraci při zpracování tenkostěnného dílu.
V současnosti, v procesu návrhu technologického zařízení, se obecně používají metody jako konečný prvkový analýza, genetický algoritmus a další k optimalizaci rozložení vícebodových pomocných podpěr [35]. Nicméně, výsledek optimalizace obvykle zaručuje pouze minimalizaci zpracování deformace v jednom bodě a nemůže zajistit stejný účinek potlačování deformace v jiných částech zpracování. V procesu zpracování lopatek se obvykle provádí řada nástrojových přechodů na dílu na téže strojním zařízení, ale požadavky na svorkování pro různé části jsou odlišné a mohou dokonce být časově proměnné. Pro statickou vícebodovou metodu podpory, pokud je tuhost' technologického systému zvýšena prostřednictvím zvýšení počtu pomocných podpěr, pak na jedné straně se zvýší hmotnost a objem nástrojů a na druhé straně se omezí pohybové prostředí nástroje. Pokud je pozice pomocné podpory resetována při zpracování různých částí, bude nevyhnutelně přerušen proces zpracování a snížena efektivita zpracování. Proto bylo navrženo následující technologické zařízení [36-38], které automaticky upravuje rozložení podpory a sílu podpory online podle zpracovacího procesu. Následující technologické zařízení (viz Obrázek 8) může dosáhnout dynamické podpory prostřednictvím koordinované spolupráce mezi nástrojem a nástrojovým vybavením na základě trajektorie nástroje a změn pracovních podmínek časově proměnného řezacího procesu před začátkem jakéhokoli zpracovatelského postupu: nejprve přesune pomocnou podporu do polohy, která pomáhá potlačit aktuální deformaci zpracování, takže oblast zpracování díl je aktivně podpírán, zatímco ostatní části dílu zůstávají na místě s co nejmenším kontaktem, čímž se splňují časově proměnné požadavky na svorkování během zpracovávacího procesu.
Pro další zvýšení schopnosti adaptivní dynamické podpory strojírenského vybavení, splnění složitějších požadavků na třmen v procesu zpracování a zlepšení kvality a účinnosti produkce zpracování lopatek je následná pomocná podpora rozšířena do skupiny tvořené více dynamickými pomocnými podporami. Každá dynamická pomocná podpora musí koordinovat akce a automaticky a rychle rekonstruovat kontakt mezi skupinou podpory a dílem podle časově proměnných požadavků výrobního procesu. Rekonstrukční proces nesmí rušit pozici celého dílu a nesmí způsobit místní posunutí nebo vibraci. Strojírenské vybavení založené na tomto konceptu se nazývá samo-rekonfigurovatelná skupinová držítka [39], která má výhody flexibilita, rekonfigurovatelnost a autonomie. Samo-rekonfigurovatelná skupinová držítka může přidělovat více pomocných podpor na různé pozice na povrchu podpory podle požadavků výrobního procesu a dokáže se přizpůsobit komplexně tvarovaným dílům s velkou plochou, zatímco zajistí dostatečnou tuhost a eliminuje nadbytečné podpory. Způsob fungování držítka spočívá v tom, že řadič odesílá instrukce podle naprogramovaného programu a mobilní základna přivádí prvek podpory do cílové pozice podle instrukcí. Prvek podpory se přizpůsobí místní geometrickému tvaru dílu pro dosažení souladné podpory. Dynamické vlastnosti (tuhost a tlumení) kontaktní oblasti mezi jednotlivým prvkem podpory a místním dílem lze řídit změnou parametrů prvku podpory (například hydraulický prvek podpory obvykle může měnit vstupní hydraulický tlak pro změnu kontaktových vlastností). Dynamické vlastnosti systému zpracování jsou tvořeny spojením dynamických vlastností kontaktních oblastí mezi více prvky podpory a dílem a souvisejí s parametry jednotlivých prvků podpory a rozložením skupiny prvků podpory. Návrh rekonstrukčního plánu vícebodové podpory samo-rekonfigurovatelné skupinové držítka musí brát v úvahu následující tři problémy: přizpůsobení geometrickému tvaru dílu, rychlá reprozice prvků podpory a koordinovaná spolupráce více bodů podpory [40]. Proto je nutné při použití samo-rekonfigurovatelné skupinové držítka použít tvar dílu, nosné charakteristiky a vrozené okrajové podmínky jako vstup pro řešení rozložení vícebodové podpory a parametrů podpory za různých podmínek zpracování, naplánovat pohybové trasy vícebodové podpory, vygenerovat řídící kód z výsledků řešení a importovat jej do řadiče. V současnosti provádějí domácí i zahraniční badatelé nějaké výzkumy a pokusy na samo-rekonfigurovatelných skupinových držítkách. V zahraničí EU projekt SwarmItFIX vyvinul nový vysokoupružný samo-rekonfigurovatelný systém držítka [41], který používá sadu mobilních pomocných podpor pro volný pohyb na stolu a relokaci v reálném čase pro lepší podporu zpracovávaných dílů. Prototyp systému SwarmItFIX byl v tomto projektu realizován (viz obrázek 9a) a otestován na místě italského výrobce letadel. V Číně tým Wang Hui na Univerzitě Tsinghua vyvinul čtyřbodovou stolu pro svazování a podporu, která lze koordinovat s obráběcím strojem [42] (viz obrázek 9b). Tato deska může podporovat výčnělek a automaticky vyhýbat nástroji během jemného obrábění výčnělku lopatky turbíny. Během procesu obrábění spolupracuje čtyřbodová pomocná podpora s CNC obráběcí stanicí pro rekonstrukci čtyřbodového stavu kontaktu podle polohy pohybu nástroje, což nejenom vyhýbá interferenci mezi nástrojem a pomocnou podporou, ale také zajistí efekt podpory.
S tím, jak narůstají požadavky na poměr tahu k hmotnosti u letadlových motorů, počet součástí je postupně snižován a úroveň namáhání součástí stále roste. Výkon dvou hlavních tradičních vysokoteplotních konstrukčních materiálů dosáhl svého limitu. V posledních letech se rychle vyvíjí nové materiály pro listvy letadlových motorů a čím dál tím více se používají vysoko-výkonné materiály pro výrobu tenkostěnných listv. Mezi nimi patří γ -TiAl slitina[43], která má vynikající vlastnosti, jako je vysoká specifická síla, odolnost vysokým teplotám a dobrá oxidacní odolnost. Zároveň má hustotu 3.9g/cm3, což je pouze polovina hustoty vysokoteplotních slitin. V budoucnu má velký potenciál jako listva v teplotním rozsahu 700-800 ℃ . I přes to γ -TiAl kov má vynikající mechanické vlastnosti, avšak jeho vysoká tvrdost, nízká tepelná vodivost, nízká odolnost proti zlomu a vysoká kruchost způsobují špatnou povrchovou integrity a nízkou přesnost γ -TiAl materiálu během řezání, což vážně ovlivňuje životnost součástí. Proto je výzkum zpracování γ -TiAl slitin důležitým teoretickým směrem a hodnotou, který představuje jednu z klíčových oblastí výzkumu současné technologie zpracování lopatek.
Listy leteckých motorů mají komplexní zakřivené plochy a vyžadují vysokou přesnost tvaru. V současnosti je jejich přesné frézování založeno hlavně na geometrických adaptivních metodách frézování pomocí plánování trasy a rekonstrukce modelu. Tato metoda může účinně snížit dopad chyb způsobených pozicováním, svorkováním atd. na přesnost frézování lopatek. Nicméně kvůli nerovnoměrné tloušťce kovového surovce pro lisování lopatek se během frézování podle naplánované trasy liší hloubka řezu v různých oblastech nástroje, což přináší neurčité faktory do procesu řezání a ovlivňuje stabilitu zpracování. V budoucnu by během CNC adaptivního frézování měly být změny skutečného stavu zpracování lépe sledovány [44], čímž se významně zvýší přesnost frézování komplexních zakřivených ploch a vytvoří se časově proměnná adaptivní metoda řízení frézování, která upravuje parametry řezání na základě dat v reálném čase.
Jako největší typ dílů v motoru ovlivňuje výrobní efektivita listů přímo celkovou výrobní efektivitu motoru a kvalita výroby listů přímo ovlivňuje výkon a životnost motoru. Proto se inteligentní přesná obrábění listů stalo rozvojovým směrem výroby motorních listů na světě dnes. Výzkum a vývoj strojů a technologického zařízení je klíčem k realizaci inteligentního zpracování listů. S rozvojem CNC technologie se úroveň inteligence strojů rychle zvyšovala a schopnost zpracování a výroby byla významně posílena. Proto je výzkum, vývoj a inovace inteligentního technologického zařízení důležitým rozvojovým směrem pro efektivní a přesné zpracování tenkostěnných listů. Vysoce inteligentní CNC obráběcí stroje kombinované s technologickým zařízením tvoří inteligentní systém na zpracování listů (viz obrázek 10), který realizuje přesné, efektivní a adaptivní CNC zpracování tenkostěnných listů.
Horké novinky2024-12-31
2024-12-04
2024-12-03
2024-12-05
2024-11-27
2024-11-26
Naše profesionální prodejní tým čeká na vaši konzultaci.
EN
AR
BG
HR
CS
DA
NL
FI
FR
DE
EL
HI
IT
JA
KO
NO
PL
PT
RO
RU
ES
SV
TL
IW
LV
LT
SR
SK
SL
UK
VI
ET
HU
TH
TR
AF
MS
GA
IS
