Jako klíčová součást pro dosažení výkonu leteckých motorů mají lopatky typické vlastnosti, jako jsou tenkostěnné, speciální tvarované, složité struktury, obtížné materiály a vysoké požadavky na přesnost zpracování a kvalitu povrchu. Jak dosáhnout přesného a efektivního zpracování lopatek je hlavní výzvou v současné oblasti výroby leteckých motorů. Prostřednictvím analýzy klíčových faktorů ovlivňujících přesnost opracování lopatek je komplexně shrnut současný stav výzkumu technologie a zařízení na přesné opracování lopatek a je vyhlídnut trend vývoje technologie zpracování lopatek pro letecké motory.
V leteckém průmyslu jsou lehké, vysokopevnostní tenkostěnné díly široce používány a jsou klíčovými součástmi pro dosažení výkonu důležitých zařízení, jako jsou letecké motory [1]. Například lopatky ventilátoru z titanové slitiny leteckých motorů s velkým obtokovým poměrem (viz obrázek 1) mohou být dlouhé až 1 metr, se složitými profily lopatek a konstrukcí tlumicí platformy a tloušťka nejtenčí části je pouze 1.2 mm, což je typický velkorozměrový tenkostěnný díl speciálního tvaru [2]. Jako typický tenkostěnný speciálně tvarovaný díl se slabou tuhostí je čepel náchylná k deformaci zpracování a vibracím během zpracování [3]. Tyto problémy vážně ovlivňují přesnost zpracování a kvalitu povrchu čepele.
Výkon motoru závisí do značné míry na úrovni výroby lopatek. Během provozu motoru musí nože pracovat stabilně v extrémních provozních prostředích, jako je vysoká teplota a vysoký tlak. To vyžaduje, aby materiál čepele měl dobrou pevnost, odolnost proti únavě a odolnost proti korozi za vysokých teplot a zajistil strukturální stabilitu [2]. Obvykle se pro lopatky leteckých motorů používají slitiny titanu nebo vysokoteplotní slitiny. Slitiny titanu a vysokoteplotní slitiny však mají špatnou obrobitelnost. Během procesu řezání je řezná síla velká a nástroj se rychle opotřebovává. S rostoucím opotřebením nástroje se bude řezná síla dále zvyšovat, což má za následek závažnější deformaci obrábění a vibrace, což má za následek nízkou rozměrovou přesnost a špatnou kvalitu povrchu dílů. Aby byly splněny požadavky na provozní výkon motoru v extrémních pracovních podmínkách, přesnost obrábění a kvalita povrchu nožů jsou extrémně vysoké. Vezmeme-li jako příklad lopatky ventilátoru z titanové slitiny používané v domácím turbodmychadle s vysokým obtokovým poměrem, celková délka lopatky je 681 mm, zatímco tloušťka je menší než 6 mm. Požadavek na profil je -0.12 až +0.03 mm, rozměrová přesnost vstupní a výfukové hrany -0.05 až +0.06 mm, torzní chyba sekce lopatky je v mezích ±10'a hodnota drsnosti povrchu Ra je lepší než 0.4μm To obvykle vyžaduje přesné obrábění na pětiosém CNC obráběcím stroji. Kvůli slabé tuhosti kotouče, složité struktuře a obtížně zpracovatelným materiálům však musí pracovníci procesu, aby byla zajištěna přesnost a kvalita obrábění, během procesu obrábění několikrát upravovat řezné parametry, což vážně omezuje výkon CNC obráběcího centra a způsobuje obrovské plýtvání efektivitou [4]. Proto se s rychlým rozvojem technologie CNC obrábění stalo naléhavou potřebou pro pokročilé výrobní společnosti, jak dosáhnout kontroly deformací a potlačení vibrací pro obrábění tenkostěnných dílů a dát plnou hru obráběcím schopnostem CNC obráběcích center.
Výzkum technologie řízení deformace tenkostěnných slabě tuhých dílů přitahoval pozornost inženýrů a výzkumníků již dlouhou dobu. V rané výrobní praxi lidé často využívají strategii vodorysky střídavého frézování na obou stranách tenkostěnných konstrukcí, čímž lze do určité míry snadno snížit nepříznivé vlivy deformací a vibrací na rozměrovou přesnost. Kromě toho existuje také způsob, jak zlepšit tuhost zpracování nastavením prefabrikovaných obětovaných konstrukcí, jako jsou výztužná žebra.
Aby byly splněny požadavky na stabilní provoz ve vysokoteplotním a vysokotlakém prostředí, jsou běžně používanými materiály pro lopatky leteckých motorů slitiny titanu nebo vysokoteplotní slitiny. Materiálem čepele s velkým aplikačním potenciálem se v posledních letech staly také intermetalické sloučeniny titan-hliník. Slitiny titanu se vyznačují nízkou tepelnou vodivostí, nízkou plasticitou, nízkým modulem pružnosti a silnou afinitou, díky čemuž mají problémy, jako je velká řezná síla, vysoká řezná teplota, tvrdé zpevnění a velké opotřebení nástroje během řezání. Jsou to typické obtížně řezatelné materiály (morfologie mikrostruktury viz obrázek 2a) [7]. Hlavní charakteristiky vysokoteplotních slitin jsou vysoká plasticita a pevnost, špatná tepelná vodivost a velké množství hustého tuhého roztoku uvnitř [8]. Plastická deformace při řezání způsobuje silnou deformaci mřížky, vysoký deformační odpor, velkou řeznou sílu a silný jev zpevnění za studena, což jsou také typické obtížně řezatelné materiály (morfologie mikrostruktury viz obrázek 2b). Proto je velmi důležité vyvinout účinnou a přesnou technologii řezání pro obtížně obrobitelné materiály, jako jsou slitiny titanu a vysokoteplotní slitiny. Aby bylo dosaženo efektivního a přesného obrábění těžkoobrobitelných materiálů, provedli domácí i zahraniční vědci hloubkový výzkum z pohledu inovativních řezných metod, optimálních materiálů obráběcích nástrojů a optimalizovaných řezných parametrů.
Pokud jde o inovativní výzkum a vývoj metod řezání, vědci zavedli pomocné prostředky, jako je laserový ohřev a kryogenní chlazení, aby se zlepšila obrobitelnost materiálů a dosáhlo účinného řezání. Principem práce laserového ohřevu asistovaného zpracování [9] (viz obrázek 3a) je zaostřit vysokovýkonný laserový paprsek na povrch obrobku před řeznou hranou, změkčit materiál lokálním ohřevem paprsku, snížit mez kluzu materiálu, čímž se sníží řezná síla a opotřebení nástroje a zlepší se kvalita a účinnost řezání. Zpracování za pomoci kryogenního chlazení [10] (viz obrázek 3b) využívá kapalný dusík, vysokotlaký plynný oxid uhličitý a další chladicí média k rozprašování řezné části, aby se ochladil proces řezání, zabránilo se problému s nadměrnou místní teplotou řezání způsobené špatnou tepelnou vodivostí materiálu a aby byl obrobek lokálně studený a křehký, čímž se zesílí účinek lámání třísky. Společnost Nuclear AMRC ve Spojeném království úspěšně použila vysokotlaký plynný oxid uhličitý k chlazení procesu zpracování slitiny titanu. Ve srovnání se stavem řezání za sucha analýza ukazuje, že zpracování podporované kryogenním chlazením může nejen snížit řeznou sílu a zlepšit kvalitu řezné plochy, ale také účinně snížit opotřebení nástroje a zvýšit životnost nástroje. Kromě toho je efektivní metodou pro efektivní řezání obtížně zpracovatelných materiálů také zpracování pomocí ultrazvukových vibrací [11, 12] (viz obrázek 3c). Aplikací vysokofrekvenčních vibrací s malou amplitudou na nástroj je dosaženo přerušovaného oddělení mezi nástrojem a obrobkem během procesu obrábění, což mění mechanismus úběru materiálu, zvyšuje stabilitu dynamického řezání, účinně zabraňuje tření mezi nástrojem a obráběným povrchem, snižuje řeznou teplotu a řeznou sílu, snižuje hodnoty drsnosti povrchu a snižuje opotřebení nástroje. Jeho vynikajícím procesním účinkům se dostalo široké pozornosti.
U obtížně obrobitelných materiálů, jako jsou slitiny titanu, může optimalizace nástrojových materiálů účinně zlepšit výsledky řezání [8, 13]. Studie ukázaly, že pro zpracování slitiny titanu lze vybrat různé nástroje podle rychlosti zpracování. Pro nízkorychlostní řezání se používá vysokokobaltová rychlořezná ocel, pro středněrychlostní řezání nástroje ze slinutého karbidu s povlakem oxidu hlinitého a pro vysokorychlostní řezání nástroje z kubického nitridu boru (CBN); pro vysokoteplotní zpracování slitin by se měly pro zpracování používat vysokovanadová rychlořezná ocel nebo nástroje ze slinutého karbidu YG s vysokou tvrdostí a dobrou odolností proti opotřebení.
Řezné parametry jsou také důležitým faktorem ovlivňujícím efekt obrábění. Použití vhodných řezných parametrů pro odpovídající materiály může účinně zlepšit kvalitu a efektivitu obrábění. Vezmeme-li jako příklad parametr řezné rychlosti, nízká řezná rychlost může snadno vytvořit na povrchu materiálu nahromaděnou hranu a snížit tak přesnost obrábění povrchu; vysoká řezná rychlost může snadno způsobit akumulaci tepla a způsobit popáleniny obrobku a nástroje. V tomto ohledu tým profesora Zhai Yuansheng z Harbin University of Science and Technology analyzoval mechanické a fyzikální vlastnosti běžně používaných těžkoobrobitelných materiálů a shrnul doporučenou tabulku řezných rychlostí pro těžkoobrobitelné materiály prostřednictvím ortogonálních experimentů obrábění [14] (viz tabulka 1). Použití nástrojů a řezných rychlostí doporučených v tabulce pro obrábění může účinně snížit vady obrábění a opotřebení nástroje a zlepšit kvalitu obrábění.
V posledních letech, s rychlým rozvojem leteckého průmyslu a rostoucí poptávkou trhu, se stále více zvyšují požadavky na efektivní a přesné zpracování tenkostěnných lopatek a poptávka po přesnější technologii řízení deformace je stále naléhavější. V kontextu inteligentní výrobní technologie se spojení moderní elektronické informační technologie k dosažení inteligentního řízení deformace a vibrací zpracování lopatek leteckých motorů stalo horkým tématem mnoha výzkumníků. Zavedení inteligentních CNC systémů do přesného zpracování složitých zakřivených povrchů lopatek a aktivní kompenzace chyb v procesu zpracování založeném na inteligentních CNC systémech může účinně potlačit deformace a vibrace.
Pro aktivní kompenzaci chyb v procesu obrábění, aby bylo dosaženo optimalizace a řízení parametrů obrábění jako je dráha nástroje, je nutné nejprve získat vliv procesních parametrů na deformaci a vibrace obrábění. Existují dvě běžně používané metody: jednou je analyzovat a zdůvodňovat výsledky každého nástroje procházejícího měřením na stroji a analýzou chyb [15]; druhým je vytvoření predikčního modelu pro obrábění deformací a vibrací pomocí metod, jako je dynamická analýza [16], modelování metodou konečných prvků [17], experimenty [18] a neuronové sítě [19] (viz obrázek 4).
Na základě výše uvedeného predikčního modelu nebo technologie měření na stroji mohou lidé optimalizovat a dokonce řídit parametry obrábění v reálném čase. Směr hlavního proudu má kompenzovat chyby způsobené deformací a vibracemi přeplánováním dráhy nástroje. Běžně používanou metodou v tomto směru je „metoda zrcadlové kompenzace“ [20] (viz obrázek 5). Tato metoda kompenzuje deformaci jednoho řezu korekcí nominální trajektorie nástroje. Jediná kompenzace však způsobí novou deformaci obrábění. Proto je nutné stanovit iterační vztah mezi řeznou silou a deformací při obrábění pomocí více kompenzací, aby se jedna po druhé korigovala deformace. Kromě metody aktivní kompenzace chyb založené na plánování dráhy nástroje mnoho vědců také studuje, jak řídit deformace a vibrace pomocí optimalizace a řízení řezných parametrů a parametrů nástroje. Pro řezání určitého typu listu leteckého motoru byly změněny parametry obrábění pro více kol ortogonálních zkoušek. Na základě testovacích dat byl analyzován vliv každého řezného parametru a parametru nástroje na deformační a vibrační odezvu obrábění ostří [21-23]. Pro optimalizaci parametrů obrábění, efektivní snížení deformací při obrábění a potlačení vibrací při řezání byl vytvořen empirický predikční model.
Na základě výše uvedených modelů a metod mnoho společností vyvinulo nebo zdokonalilo CNC systémy CNC obráběcích center pro dosažení adaptivního řízení parametrů zpracování tenkostěnných dílů v reálném čase. Typickým představitelem v této oblasti je optimální frézovací systém izraelské firmy OMAT [24]. Upravuje především rychlost posuvu pomocí adaptivní technologie pro dosažení účelu frézování konstantní silou a realizaci vysoce účinného a vysoce kvalitního zpracování složitých produktů. Kromě toho Peking Jingdiao také použil podobnou technologii v klasickém technickém případě dokončení gravírování povrchových vzorů vaječných skořápek prostřednictvím adaptivní kompenzace měření na stroji [25]. THERRIEN z GE ve Spojených státech [26] navrhl metodu korekce v reálném čase pro kódy CNC obrábění během obrábění, která poskytla základní technické prostředky pro adaptivní obrábění a řízení složitých tenkostěnných břitů v reálném čase. Automatizovaný systém oprav Evropské unie pro součásti turbín leteckých motorů (AROSATEC) realizuje adaptivní přesné frézování po opravě lopatky aditivní výrobou a byl aplikován na výrobu oprav lopatek německé společnosti MTU a irské společnosti SIFCO [27].
Použití inteligentního procesního zařízení ke zlepšení tuhosti procesního systému a zlepšení tlumicích charakteristik je také účinným způsobem, jak potlačit deformaci a vibrace při zpracování tenkostěnných čepelí, zlepšit přesnost zpracování a zlepšit kvalitu povrchu. V posledních letech se při zpracování různých typů lopatek leteckých motorů používá velké množství různých procesních zařízení [28]. Vzhledem k tomu, že lopatky leteckých motorů mají obecně tenkostěnné a nepravidelné strukturální vlastnosti, malou upínací a polohovací plochu, nízkou tuhost zpracování a lokální deformaci působením řezného zatížení, zařízení na zpracování lopatek obvykle aplikuje pomocnou podporu na obrobek na základě splnění principu šestibodového polohování [29], aby se optimalizovala tuhost procesního systému a potlačila se deformace zpracování. Tenkostěnné a nepravidelně zakřivené povrchy kladou dva požadavky na umístění a upnutí nástrojů: za prvé, upínací síla nebo kontaktní síla nástrojů by měla být rozložena co nejrovnoměrněji na zakřivené ploše, aby se zabránilo vážné místní deformaci obrobku působením upínací síly; za druhé, polohovací, upínací a pomocné nosné prvky nástroje musí lépe odpovídat složitému zakřivenému povrchu obrobku, aby se vytvořila rovnoměrná povrchová kontaktní síla v každém kontaktním bodě. V reakci na tyto dva požadavky vědci navrhli flexibilní nástrojový systém. Flexibilní nástrojové systémy lze rozdělit na flexibilní nástroje se změnou fáze a adaptivní flexibilní nástroje. Flexibilní nástroje se změnou fáze využívají změny tuhosti a tlumení před a po změně fáze tekutiny: tekutina v kapalné fázi nebo mobilní fázi má nízkou tuhost a tlumení a může se přizpůsobit složitému zakřivenému povrchu obrobku pod nízkým tlakem. Poté se tekutina přemění na pevnou fázi nebo se zpevní vnějšími silami, jako je elektřina/magnetismus/teplo, a výrazně se zlepší tuhost a tlumení, čímž se zajistí rovnoměrná a flexibilní podpora obrobku a potlačí se deformace a vibrace.
Procesní zařízení v tradiční technologii zpracování lopatek leteckých motorů využívá k plnění pomocných nosičů materiály s fázovou změnou, jako jsou slitiny s nízkou teplotou tání. To znamená, že poté, co je polotovar polotovaru umístěn a upnut v šesti bodech, je polohovací reference obrobku odlita do licího bloku skrz slitinu s nízkou teplotou tání, aby poskytla pomocnou podporu pro obrobek, a komplexní polohování bodu je převedeno na pravidelné polohování povrchu a poté je provedeno přesné zpracování součásti, která má být zpracována (viz obrázek 6). Tato procesní metoda má zjevné nedostatky: převod polohovací reference vede ke snížení přesnosti polohování; příprava výroby je složitá a odlévání a tavení slitiny s nízkou teplotou tavení také přináší problémy se zbytky a čištěním povrchu obrobku. Současně jsou také relativně špatné podmínky lití a tavení [30]. Za účelem vyřešení výše uvedených procesních vad je běžnou metodou zavedení vícebodové nosné konstrukce kombinované s materiálem s fázovou změnou [31]. Horní konec nosné konstrukce se dotýká obrobku pro polohování a spodní konec je ponořen do komory pro slitinu s nízkou teplotou tání. Flexibilní pomocná podpora je dosažena na základě charakteristik fázových změn slitiny s nízkou teplotou tání. Ačkoli zavedení nosné struktury může zabránit povrchovým defektům způsobeným slitinami s nízkou teplotou tání, které se dotýkají čepelí, kvůli omezení výkonu materiálů s fázovou změnou nemohou flexibilní nástroje s fázovou změnou současně splnit dva hlavní požadavky na vysokou tuhost a vysokou rychlost odezvy a je obtížné je aplikovat na vysoce účinnou automatizovanou výrobu.
Aby se vyřešily nevýhody flexibilních nástrojů se změnou fáze, mnoho vědců začlenilo koncept adaptace do výzkumu a vývoje flexibilních nástrojů. Adaptivní flexibilní nástroje mohou adaptivně přizpůsobit složité tvary čepelí a možné tvarové chyby prostřednictvím elektromechanických systémů. Aby bylo zajištěno, že přítlačná síla je rovnoměrně rozložena na celou čepel, nástroj obvykle používá vícebodové pomocné podpěry k vytvoření nosné matrice. Tým Wang Hui z Tsinghua University navrhl vícebodové flexibilní pomocné podpůrné procesní zařízení vhodné pro zpracování čepelí ve tvaru blízké sítě [32, 33] (viz obrázek 7). Nástroj používá několik pružných materiálových upínacích prvků, které pomáhají při podepření povrchu čepele čepele ve tvaru blízké sítě, čímž se zvětšuje kontaktní plocha čepele. â € <â € <každá kontaktní plocha a zajištění, že upínací síla je rovnoměrně rozložena na každou kontaktní část a celou čepel, čímž se zlepší tuhost procesního systému a účinně se zabrání místní deformaci čepele. Nástroj má několik pasivních stupňů volnosti, které se mohou adaptivně přizpůsobit tvaru čepele a její chybě a přitom se vyhnout přemístění. Kromě dosažení adaptivní podpory prostřednictvím flexibilních materiálů je princip elektromagnetické indukce aplikován také na výzkum a vývoj adaptivních flexibilních nástrojů. Tým Yang Yiqinga z Pekingské univerzity letectví a kosmonautiky vynalezl pomocné podpůrné zařízení založené na principu elektromagnetické indukce [34]. Nástroj využívá flexibilní pomocnou podporu buzenou elektromagnetickým signálem, která může změnit charakteristiky tlumení procesního systému. Během procesu upínání se pomocná podpěra přizpůsobuje tvaru obrobku působením permanentního magnetu. Během zpracování bude vibrace generovaná obrobkem přenášena na pomocnou podpěru a zpětná elektromagnetická síla bude vybuzena podle principu elektromagnetické indukce, čímž se potlačí vibrace opracování tenkostěnných obrobků.
V současnosti se v procesu návrhu procesního zařízení obecně používá analýza konečných prvků, genetický algoritmus a další metody k optimalizaci rozmístění vícebodových pomocných podpor [35]. Výsledek optimalizace však může obvykle zajistit pouze to, že deformace zpracování v jednom bodě je minimalizována, a nemůže zaručit, že stejného efektu potlačení deformace lze dosáhnout v jiných částech zpracování. V procesu zpracování čepelí se obvykle provádí série průchodů nástrojem na obrobku na stejném obráběcím stroji, ale požadavky na upínání pro zpracování různých dílů jsou různé a mohou se dokonce lišit v čase. U metody statického vícebodového podepření, pokud se zvýší tuhost procesního systému zvýšením počtu pomocných podpěr, dojde na jedné straně ke zvýšení hmotnosti a objemu nástroje a na druhé straně ke stlačení pohybového prostoru nástroje. Pokud je poloha pomocné podpěry resetována při zpracování různých dílů, proces zpracování se nevyhnutelně přeruší a účinnost zpracování se sníží. Proto bylo navrženo návazné procesní zařízení [36-38], které automaticky upraví rozložení podpory a sílu podpory online podle procesu zpracování. Návazné procesní zařízení (viz obrázek 8) může dosáhnout dynamické podpory prostřednictvím koordinované spolupráce nástroje a nástroje na základě trajektorie nástroje a změn pracovních podmínek časově proměnlivého procesu řezání před zahájením jakéhokoli procesu zpracování: nejprve přesuňte pomocnou podpěru do polohy, která pomáhá potlačit aktuální deformaci zpracování, takže oblast zpracování obrobek je aktivně podepřen, zatímco ostatní části obrobku zůstávají v poloze s co nejmenším kontaktem, čímž jsou přizpůsobeny časově proměnným požadavkům na upínání během procesu zpracování.
Aby se dále zlepšila adaptivní dynamická podpěra procesního zařízení, odpovídala složitějším požadavkům na upínání v procesu zpracování a zlepšila se kvalita a efektivita výroby zpracování čepelí, je navazující pomocná podpěra rozšířena do skupiny tvořené více dynamickými pomocnými podpěrami. Každá dynamická pomocná podpěra musí koordinovat akce a automaticky a rychle rekonstruovat kontakt mezi podpěrnou skupinou a obrobkem podle časově proměnných požadavků výrobního procesu. Proces rekonstrukce nezasahuje do polohování celého obrobku a nezpůsobuje místní posunutí nebo vibrace. Procesní zařízení založené na tomto konceptu se nazývá samo-rekonfigurovatelný skupinový přípravek [39], který má výhody flexibility, rekonfigurovatelnosti a autonomie. Samočinně rekonfigurovatelný skupinový přípravek dokáže přidělit více pomocných podpěr do různých pozic na podepřeném povrchu podle požadavků výrobního procesu a dokáže se přizpůsobit složitě tvarovaným obrobkům s velkou plochou a přitom zajistit dostatečnou tuhost a eliminovat nadbytečné podpěry. Pracovní metoda přípravku spočívá v tom, že ovladač posílá pokyny podle naprogramovaného programu a mobilní základna přivádí nosný prvek do cílové polohy podle pokynů. Podpěrný prvek se přizpůsobí místnímu geometrickému tvaru obrobku, aby se dosáhlo poddajného podepření. Dynamické charakteristiky (tuhost a tlumení) kontaktní plochy mezi jediným opěrným prvkem a lokálním obrobkem lze řídit změnou parametrů opěrného prvku (hydraulický opěrný prvek může například obvykle měnit vstupní hydraulický tlak, aby se změnila charakteristika kontaktu). Dynamické charakteristiky procesního systému jsou tvořeny spojením dynamických charakteristik kontaktní oblasti mezi více nosnými prvky a obrobkem a souvisí s parametry každého nosného prvku a uspořádáním skupiny nosných prvků. Při návrhu schématu rekonstrukce vícebodové podpory samo-rekonfigurovatelného skupinového přípravku je třeba vzít v úvahu následující tři problémy: přizpůsobení geometrickému tvaru obrobku, rychlé přemístění podpěrných prvků a koordinovanou spolupráci více podpěrných bodů [40]. Proto je při použití samo-rekonfigurovatelného skupinového přípravku nutné použít tvar obrobku, charakteristiky zatížení a inherentní okrajové podmínky jako vstup pro vyřešení uspořádání vícebodové podpory a parametrů podpory za různých podmínek zpracování, naplánovat dráhu pohybu vícebodové podpory, vygenerovat řídicí kód z výsledků řešení a importovat jej do řídicí jednotky. V současné době provádějí domácí i zahraniční vědci určitý výzkum a pokusy o samo-rekonfigurovatelné skupinové přípravky. V zahraničí projekt EU SwarmItFIX vyvinul nový vysoce adaptabilní samo-rekonfigurovatelný upínací systém [41], který využívá sadu mobilních pomocných podpěr k volnému pohybu po pracovním stole a přemisťování v reálném čase pro lepší podporu zpracovávaných dílů. V tomto projektu byl implementován prototyp systému SwarmItFIX (viz obrázek 9a) a testován u italského výrobce letadel. V Číně tým Wang Hui na Tsinghua University vyvinul čtyřbodový upínací podpůrný pracovní stůl, který lze ovládat v koordinaci s obráběcím strojem [42] (viz obrázek 9b). Tento pracovní stůl může podepřít konzolový čep a automaticky se vyhnout nástroji během jemného obrábění čepu lopatky turbíny.
Vzhledem k tomu, že konstrukční požadavky na poměr tahu a hmotnosti leteckých motorů se neustále zvyšují, počet dílů se postupně snižuje a úroveň namáhání dílů je stále vyšší a vyšší. Výkon dvou hlavních tradičních vysokoteplotních konstrukčních materiálů dosáhl svého limitu. V posledních letech se rychle vyvíjejí nové materiály pro lopatky leteckých motorů a k výrobě tenkostěnných lopatek se používá stále více vysoce výkonných materiálů. Mezi nimi γ-Slitina TiAl[43] má vynikající vlastnosti, jako je vysoká měrná pevnost, odolnost proti vysokým teplotám a dobrá odolnost proti oxidaci. Jeho hustota je přitom 3.9g/cm3, což je jen poloviční hodnota oproti vysokoteplotním slitinám. Do budoucna má velký potenciál jako čepel v teplotním rozmezí 700-800℃. Ačkoli γ-Slitina TiAl má vynikající mechanické vlastnosti, její vysoká tvrdost, nízká tepelná vodivost, nízká lomová houževnatost a vysoká křehkost vedou ke špatné celistvosti povrchu a nízké přesnosti γ-Slitina TiAl při řezání, která vážně ovlivňuje životnost dílů. Proto zpracování výzkumu o γ-Slitina TiAl má důležitý teoretický význam a hodnotu a je důležitým směrem výzkumu současné technologie zpracování čepelí.
Lopatky leteckých motorů mají složité zakřivené povrchy a vyžadují vysokou tvarovou přesnost. V současné době se při jejich přesném obrábění využívají především metody geometrického adaptivního obrábění založené na plánování drah a rekonstrukci modelu. Tato metoda může účinně snížit dopad chyb způsobených polohováním, upínáním atd. na přesnost obrábění kotouče. Vliv. Vzhledem k nerovnoměrné tloušťce polotovaru zápustkového ostří je však hloubka řezu v různých oblastech nástroje během procesu řezání různá podle plánované dráhy, což přináší nejisté faktory do procesu řezání a ovlivňuje stabilitu zpracování. V budoucnu by během procesu adaptivního obrábění CNC měly být lépe sledovány skutečné změny stavu obrábění [44], čímž by se výrazně zlepšila přesnost obrábění složitých zakřivených povrchů a vznikla časově proměnná řídicí adaptivní metoda obrábění, která upravuje řezné parametry na základě dat zpětné vazby v reálném čase.
Jako největší typ dílů v motoru, výrobní účinnost lopatek přímo ovlivňuje celkovou efektivitu výroby motoru a kvalita výroby lopatek přímo ovlivňuje výkon a životnost motoru. Inteligentní přesné obrábění lopatek se proto v dnešním světě stalo vývojovým směrem výroby lopatek motorů. Výzkum a vývoj obráběcích strojů a procesních zařízení je klíčem k realizaci inteligentního zpracování čepelí. S rozvojem CNC technologie se úroveň inteligence obráběcích strojů rychle zlepšila a zpracovatelská a výrobní kapacita se výrazně zvýšila. Proto je výzkum, vývoj a inovace inteligentních procesních zařízení důležitým vývojovým směrem pro efektivní a přesné obrábění tenkostěnných břitů. Vysoce inteligentní CNC obráběcí stroje jsou kombinovány s procesním vybavením a tvoří inteligentní systém zpracování nožů (viz obrázek 10), který realizuje vysoce přesné, vysoce účinné a adaptivní CNC obrábění tenkostěnných nožů.
Horké novinky2024-12-31
2024-12-04
2024-12-03
2024-12-05
2024-11-27
2024-11-26
Náš profesionální prodejní tým čeká na vaši konzultaci.
EN
AR
BG
HR
CS
DA
NL
FI
FR
DE
EL
HI
IT
JA
KO
NE
PL
PT
RO
RU
ES
SV
TL
IW
LV
LT
SR
SK
SL
UK
VI
ET
HU
TH
TR
AF
MS
GA
IS
