Precīza izstrādāšanas tehnoloģija un aprīkojums lidmašīnas motora tumšsliekšņu, īpašas formas un sarežģītas loksnes

Kā svarīgais komponents, lai sasniegtu aviācijas dzinēju uzdevumus, loksnes ir raksturīgas ar šķiedras sienām, speciālām formas, sarežģītiem konstruktīviem risinājumiem, grūti apstrādāmiem materiāliem un augstiem prasībām attiecībā uz apstrādes precizitāti un virsmas kvalitāti. Kā sasniegt loksņu precīzu un efektīvo apstrādi, ir viena no galvenajām izaicinājumiem aviacijas dzinēju ražošanas jomā šobrīd. Pēc ietekmes faktoru analīzes, kas ietekmē loksņu apstrādes precizitāti, tiek vispusīgi apkopots pašreizējais pētījumu stāvoklis par loksņu precīzo apstrādes tehnoloģiju un iekārtu, kā arī prognozētas aviācijas dzinēju loksņu apstrādes tehnoloģiju attīstības tendences.

Gaisa un kosmosa nozarē tiek plaši izmantoti vieglsvārīgie, augstas stipruma tumši sienainie daļiņas, kas ir būtiskas komponentes, lai sasniegtu svarīgu iekāru, piemēram, lidmašīnu motoru, uzdevumus [1]. Piemēram, lielu apjoma lidmašīnu motoru titanālo aljansa ventilatora loksnes (skat. Attēlu 1) var būt līdz 1 metru garas, ar sarežģītiem loksņu profiliem un dempings platformu struktūrām, un visvienākās daļas smagums sasniedz tikai 1,2 mm, kas ir tipisks lieluma tumšsienaina īpaša formas daļa [2]. Kā tipiska tumšsienaina īpaša formas vāja stingrības daļa, loksne procesēšanas laikā ir predisponēta deformācijai un vibrācijai [3]. Šie jautājumi nopietni ietekmē loksnes procesēšanas precizitāti un virsmas kvalitāti.

Motora darbības efektivitāte lielā mērā atkarīga no loksnes ražošanas līmeņa. Motora darbības laikā loksnes jāstrādā stabilā apstākļos ar augstu temperatūru un spiedienu. Tas nozīmē, ka loksnes materiālam jābūt ar labu stiprumu, noguruma un augstas temperatūras korozijas atbildību, nodrošinot struktūras stabilitāti [2]. Par avioloksnēm parasti tiek izmantoti titanu aliaži vai augstas temperatūras aliaži. Tomēr titanu aliažiem un augstas temperatūras aliažiem ir slikti strādājamības īpašības. Strādāšanas procesā griešanas spēks ir liels un rīku iznirst starpība ātri. Ar rīku iznīcināšanās pieaugumu griešanas spēks vēl vairāk palielinās, kas ietver nopietnākus deformāciju un vibrāciju strādāšanas procesā, rezultātā samazinot daļu dimensiju precizitāti un uzrāja kvalitāti. Lai atbilstu motora darbības prasībām ekstremālos darba apstākļos, loksnes strādāšanas precizitāte un uzrāja kvalitāte ir ļoti augsta. Piemēram, ņemot vērā titanu aliažu ventilatora loksnes, kas tiek izmantotas vietējā augstā pārvades attiecībā turbopūķa motorā, loksnes kopējā garums ir 681 mm, savukārt tā biežums ir mazāks par 6 mm. Profila prasība ir -0,12 līdz +0,03 mm, dimensiju precizitāte ieejas un izvades malām ir -0,05 līdz +0,06 mm, loksnes šķēluma sašķiebtspējas kļūda ir ietvertā ± 10′, un virsmas dimdības vērtība Ra ir labāka par 0,4 μ m. Tas parasti prasa precīzu apstrādi uz pieciem ass CNC rīku aparatūras. Tomēr, tā kā loksņas mazais starojums, sarežģīta struktūra un grūti apstrādamie materiāli, lai nodrošinātu apstrādes precizitāti un kvalitāti, procesa darbinieki gandrīz vienmēr vairākkārtu jāpielāgoj atstarpju parametri apstrādes laikā, kas nopietni ierobežo CNC apstrādes centra spējas un izraisīs lielu efektivitātes zaudējumu [4]. Tāpēc, ar ātri attīstīto CNC apstrādes tehnoloģiju, kā sasniegt deformācijas kontroli un vibrāciju novēršanu cietkājainu daļu apstrādē un pilnībā izmantot CNC apstrādes centru apstrādes iespējas ir kļuvusi par steidzamu nepieciešamību augstākajiem ražošanas uzņēmumiem.

Pētījums par deformatijas kontroles tehnoloģiju attiecībā uz tumšaudu un vājo rietumu daļām jau ilgu laiku piesaista inženieru un pētnieku uzmanību. Agrīnās ražošanas praksē cilvēki bieži izmanto ūdenslīnijas stratēģiju, kas ietver abu tumšaudu struktūru pusēm atvasinātu mīņušķēršanu, kas var viegli samazināt deformatijas un vibrāciju negatīvo ietekmi uz dimensiju precizitāti līdz noteiktam līmenim. Turklāt ir arī iespēja uzlabot apstrādes ciešību, ieviešot iepriekšējas sacīkstes struktūras, piemēram, uzcelšanas ripas.

Apgriešanas tehnoloģija grūti apstrādājamām materiālu

Lai atbilstu augstu temperatūru un augstas spiediena vides stabila pakalpojuma prasībām, lidmašīnu motora loksnes parasti izgatavo no tiķa alieksiem vai augsttemperatūras aliekliem. Pēdējos gados tiķa-alūminija intermetālu savienojumi ir kļuvuši arī par loka materiālu ar lielu pielietojuma potenciālu. Tiķa alieksiem ir raksturīgas zemas termiskās vadītspējas, zema plastiskuma, zems elastiskais modulis un stipra apvienojamība, kas padara tos grūti apstrādājamus, jo tie rada lielas griešanas spēkas, augstu griešanas temperatūru, smagu darba cietināšanos un lielu rīku iznākumu. Tie ir tipiski grūti apstrādājami materiāli (mikrostuktūras veids skatīt Figūrā 2a) [7]. Augsttemperatūras aliekļu galvenās īpašības ir augsts plastiskums un stipruma līmenis, slikti termiski vadīgi un liels iekšējais blīvs solidās risinājuma apjoms [8]. Griešanas laikā notiekošais plasts deformējums izraisa smagu režģa distorsiju, augstu deformācijas pretestību, lielas griešanas spēkas un smagu auksto cietināšanās fenomenu, kas arī padara tos par tipiski grūti apstrādājamiem materiāliem (mikrostuktūras veids skatīt Figūrā 2b). Tāpēc ir ļoti svarīgi izstrādāt efektīvu un precīzu griešanas tehnoloģiju grūti apstrādājamajiem materiāliem, piemēram, tiķa aliekliem un augsttemperatūras aliekliem. Lai sasniegtu efektīvu un precīzu grūti apstrādājamu materiālu apstrādi, mācību autori gan no mājas, gan no ārzemes ir veikuši dziļu pētījumu inovatīvo griešanas metožu, optimālo rīku materiālu un optimizēto griešanas parametru jomā.

2.1 Izstrādājumu inovācijas šķēršanas apstrādes metodes

Attiecībā uz inovatīvu pētījumu un attīstību griešanas metožu jomā, zinātnieki ir ieviesuši palīglīdzekļus, piemēram, lasersasilnošanu un kriogēnu dzesēšanu, lai uzlabotu materiālu griešanas īpašības un sasniegtu efektīvu griešanu. Lasersasilnošanas palīdzības procesa [9] (skatīt Figūru 3a) princips ir koncentrēt augstspējas lasers starojumu uz darbnīcas virsmu priekšā no griešanas šķēluma, lai silnātu materiālu ar starojuma vietējo sasilšanu, samazinātu materiāla izturību pret deformēšanu, tādējādi samazinot griešanas spēku un rīka izmēršanos, kā arī uzlabojot griešanas kvalitāti un efektivitāti. Kriogēna dzesēšanas palīdzības procesa [10] (skatīt Figūru 3b) izmantošana ietver šķidru azotu, augstspiediena oglekļa dioksīda gāzi un citus dzesēšanas līdzekļus, kas tiek noplūdināti uz griešanas daļu, lai dzesētu griešanas procesu, novēršot problēmu, ko izraisa pārāk augsts vietējais griešanas temperatūras pieaugums dēļ materiāla sliktas termiskās vadītspējas, un padara darbnīcu vietēji aukstāku un sprādziģāku, tādējādi uzlabojot spirņu sadalīšanas efektu. Apvienotajā Karalistē kompānija Nuclear AMRC veiksmīgi izmantoja augstspiediena oglekļa dioksīda gāzi, lai dzēsa titanāloju apstrādes procesu. Salīdzinājumā ar sausgriešanas stāvokli analīze parāda, ka kriogēna dzesēšanas palīdzības procesa izmantošana ne tikai samazina griešanas spēku un uzlabo griešanas virsmas kvalitāti, bet arī efektīvi samazina rīka izmēršanos un palielina rīka dienestspēju. Turklāt ultravibrācijas palīdzības procesa [11, 12] (skatīt Figūru 3c) ir arī efektīva metode grūti apstrādājamu materiālu efektīvai griešanai. Ar augstas frekvences, mazas amplitūdas vibrācijām, kas tiek piemērotas rīkam, sasniedz periodisku atdalīšanos starp rīku un darbnīcu apstrādes procesā, kas maina materiāla noņemšanas mehānismu, uzlabo dinisko griešanas stabilitāti, efektīvi novērš rīka un apstrādātās virsmas triksni, samazina griešanas temperatūru un spēku, samazina virsmas nepārliecības vērtības un rīka izmēršanos. Tās izcilie tehnoloģiskie efekti ir saņēmuši plašu uzmanību.

2.2 Rīku materiālu izvēle

Slikti griejamām materiālu veidam, piemēram, titanu aliejumiem, rīku materiālu optimizācija var efektīvi uzlabot griešanas rezultātus [8, 13]. Pētījumi ir parādījuši, ka titanu aliejumu apstrādei var izvēlēties dažādas rīkus atkarībā no apstrādes ātruma. Zemās ātrumā griešanai tiek izmantota augstas kobalta saturējošā ātrgriezmošā oka, vidējām ātrummā jāizmanto ar aluminija dīoksīda segumu aprīkotas cimentētās karbīda rīku un augstām ātrummā — kubiskā bora nitraida (CBN) rīku; augsttemperatūras aliejumu apstrādei jāizmanto ar augstu tvērumu un labu iznēsijas pazeminājumu aprīkotas augstas vanādija saturējošās ātrgriezmošās okas vai YG cimentētās karbīda rīku.

2.3 Optimālie griešanas parametri

Griešanas parametri ir arī svarīgs faktors, kas ietekmē apstrādes efektu. Lietojot piemērotus griešanas parametrus atbilstošajiem materiāliem, var efektīvi uzlabot apstrādes kvalitāti un efektivitāti. Ņemot vērā griešanas ātruma parametru, zems griešanas ātrums viegli var izveidot pārbūvētu robežzoni materiāla virsmaņ, samazinot virsmas apstrādes precizitāti; augsts griešanas ātrums viegli var izraisīt šķidruma savilkumu, kas var izraisīt darbgabala un rīku degas. Šajā sakarā Harbinas tehniskās universitātes profesora Zhai Yuansheng komanda analizēja mehāniskās un fizikālās īpašības parasti lietojamajiem grūti apstrādāmajiem materiāliem un apkopoja ieteicamo griešanas ātrumu tabulu grūti apstrādāmajiem materiāliem, veicot ortogonālas apstrādes eksperimentus [14] (skatīt Tabulu 1). Lietojot rīkus un griešanas ātrumus, kas ieteiktie tabulā, var efektīvi samazināt apstrādes defekto un rīku izmēršanos, uzlabojot apstrādes kvalitāti.

3 Precīza CNC cepšanas tehnoloģija sarežģītiem loksnes virsmu apstrādei

Pēdējos gados, ar aviācijas nozīmes strauji attīstītos un pieaugošo tirgus pieprasījumu, prasības pēc efektīvas un precīzas saluļņainu loksnu apstrādes ir arvien pieauga, un nepieciešamība pēc vēl precīzākas deformatūras kontroles tehnoloģijas kļūst aizvien steidzamāka. Inteligenta ražošanas tehnoloģiju kontekstā, savienojot modernās elektrisko un informācijas tehnoloģijas, lai sasniegtu intelektuālo kontroli pār deformatūru un vibrācijām lidmašīnas motoru loksnu apstrādē, ir kļuvusi par daudzu pētnieku aktuālu tēmu. Ieviešot intelektuālos CNC sistēmas sarežģītu loksnu līkumainu virsmu precīzajā apstrādē, un aktīvi kompensējot kļūdas apstrādes procesā, balstoties uz intelektuālajiem CNC sistēmām, var efektīvi novērst deformatūru un vibrācijas.

Lai veiktu aktīvu kļūdu kompensāciju gabalustrādāšanas procesā un sasniegtu gabalustrādāšanas parametru, piemēram, rīku ceļa optimizāciju un kontroli, pirmkārt ir nepieciešams iegūt procesa parametru ietekmi uz gabalustrādāšanas deformatiju un vibrācijām. Ir divi bieži izmantotie metodi: viens no tiem ir analizēt un secināt katras rīku braukšanas rezultātus, izmantojot tiešsaistes mērījumus un kļūdu analīzi [15]; otrs ir izveidot prognozes modeli gabalustrādāšanas deformatijai un vibrācijām, izmantojot metodes, piemēram, dinamisko analīzi [16], finīto elementu modelēšanu [17], eksperimentus [18] un neuronu tīklus [19] (skatiet Figuru 4).

Atbalstoties uz iepriekš minēto prognozēšanas modeli vai mašīnās izmērīto tehnoloģiju, cilvēki var optimizēt un pat kontrolet reāllaikā gabalu parametrus. Galvenais virziens ir kļūdu kompensācija, ko izraisa deformācija un vibrācijas, atkārtoti plānojot rīku ceļu. Šajā virzienā bieži izmanto metodi "spoguļa kompensācija" [20] (skat. Figūru 5). Šī metode kompensē vienas griešanas deformāciju, koregistrējot nominālo rīku trajectoju. Tomēr viena kompensācija var radīt jaunas griešanas deformācijas. Tādējādi ir nepieciešams izveidot iteratīvu attiecību starp griešanas spēku un griešanas deformāciju, veicot vairākas kompensācijas, lai korektētu deformācijas vienu pēc otras. Turklāt, pieņemot vērā aktīvo kļūdu kompensācijas metodi, kas balstās uz rīku maršrutplānošanu, daudzi zinātnieki arī pēta, kā kontrolēt deformāciju un vibrācijas, optimizējot un kontrolējot griešanas un rīku parametrus. Griešanas parametri tika mainīti vairākos ortogonālos testos, attiecinoties uz noteiktā veida lidmašīnu dzinēja loksni. Balstoties uz testa datiem, tika analizēts katrs griešanas parametrs un rīku parametrs, kā tie ietekmē loksnes griešanas deformāciju un vibrācijas atbildi [21-23]. Tika izveidots pieredzes balstīts prognozēšanas models, lai optimizētu griešanas parametrus, efektīvi samazinātu griešanas deformāciju un apspiestu griešanas vibrācijas.

Balzoties uz minētajiem modeļiem un metodes, daudzas uzņēmumus ir izstrādājušas vai uzlabojušas CNC sistēmas CNC apstrādes centrās, lai sasniegtu reāllaika adaptīvo kontroli pār plāksnaino daļu apstrādes parametriem. Izraelas OMAT kompānijas [24] optimālais milzēšanas sistēma ir tipisks pārstāvis šajā jomā. Tas galvenokārt pielāgo barojuma ātrumu ar adaptīvo tehnoloģiju, lai sasniegtu konstanta spēka milzēšanas mērķi un realizētu sarežģītu produktu augstas kvalitātes un efektīvu apstrādi. Turklāt, Beikinas Jingdiao piemēroja līdzīgu tehnologiju klasiķiskajā tehniskajā gadījumā, veicot olas skuru virsmas zīmju gravēšanu ar mašīnās mērījumu adaptīvā kompensācijas palīdzību [25]. Amerikas GE THERRIEN [26] ierosināja CNC apstrādes kodu reāllaika korekcijas metodi apstrādes laikā, kas nodrošināja pamata tehnisko līdzekli adaptīvai apstrādei un sarežģītu plāksnaino loksni reāllaika kontrolei. Eiropas Savienības aviosabiedrību dzinēju turbinu komponentu automātizētais remonta sistēma (AROSATEC) realizē adaptīvu precīzu milzēšanu pēc tās remontēšanas ar pievienojamo ražošanu, un tas jau tiek piemērots Vācijas MTU kompānijas un Irijas SIFCO kompānijas loku remonta ražošanā [27].

4. Uzlabojums procesa cieņas, balstoties uz inteliģentu procesu iekārtu

Lietojot intelektuālu procesa iekārtu, lai uzlabotu procesa sistēmas ciešību un uzlabotu dempinga īpašības, ir arī efektīvs veids, kā apturēt plānu sienu loksnes apstrādes deformāciju un vibrācijas, uzlabot apstrādes precizitāti un uzlabot virsmas kvalitāti. Pēdējos gados dažādos tipu aviācijas motoru loksņu apstrādē ir izmantotas lielas daudzums atšķirīgu procesa iekārtu [28]. Kad aviācijas motoru loksnes parasti ir ar plānām sienām un neregulārām struktūras īpašībām, mazām fiksēšanas un pozicionēšanas platībām, zemajai apstrādes ciešībai un vietējai deformācijai, reaģējot uz griešanas slogiem, loksņu apstrādes iekārtas parasti pielieto papildu atbalstu darbnīcai, pamatojoties uz sešu punktu pozicionēšanas principu [29], lai optimizētu procesa sistēmas ciešību un apturētu apstrādes deformāciju. Plānas sienas un neregulāras klājvirsmai ir jāievieš divi prasības rīku pozicionēšanai un fiksēšanai: pirmkārt, rīku fiksēšanas spēks vai kontaktspēks jāsadala tik vienmērīgi iespējams uz klājvirsmai, lai novērstu nopietnu vietējo darbnīcas deformāciju, reaģējot uz fiksēšanas spēku; otrkārt, rīku pozicionēšanas, fiksēšanas un papildu atbalsta elementi jāsaderina labāk ar darbnīcas sarežģīto klājvirsni, lai radītu vienmērīgu virsmas kontaktspēku katrā kontaktpunktā. Atbildot uz šiem diviem prasībām, zinātnieki ir ieteikuši elastīgu rīku sistēmu. Elastīgas rīku sistēmas var sadalīt uz fazu maiņas elastīgajām rīkiem un adaptīvajām elastīgajām rīku sistēmām. Fazu maiņas elastīgie rīki izmanto maiņu starp ciešuma un dämpingo pirms un pēc fazu maiņas vielā: vielā likvidā vai mobilā fazē ir zems ciešums un dämping, un tā var pielāgoties darbnīcas sarežģītajai klājvirsmei zem zema spiediena. Pēc tam, vieļa tiek transformēta uz ciešo fazu vai konsoļēta ar ārējiem spēkiem, piemēram, elektromagnētiskiem/vārmajiem, un ciešums un dämping būtiski uzlabojas, sniedzot vienmērīgu un elastīgu atbalstu darbnīcai un apturējot deformāciju un vibrācijas.

Tehnoloģiskajā aprīkojumā tradicionālajā aviācijas dzinēju loksnes apstrādes tehnoloģijā tiek izmantotas fazu pārejas materiālu, piemēram, zemtemperatūras aliešu, aizpildīšanas palīglidzmes sistēmas. Tas nozīmē, ka pēc darbvirsmas gabala novietošanas un fiksēšanas sešos punktos, darbvirsmas novietojuma references tiek ielīdzotas zemtemperatūras alieša formā blokā, lai nodrošinātu darbvirsmas palīglidzmi, un sarežģīto punktu novietojumu pārvērš par regulāru virsmu novietojumu, pēc tam veic jātās daļas precīzo apstrādi (skat. Attēlu 6). Šai tehnoloģiskajai metodei ir skaidri trūkumi: novietojuma reference pārvēršanās rezultātā samazinās novietojuma precizitāte; ražošanas sagatavošana ir sarežģīta, un zemtemperatūras alieša līdzešana un siltināšana rada arī atliekas un tīrīšanas problēmas uz darbvirsmas. Turklāt līdzešanas un siltināšanas apstākļi ir arī salīdzinoši slikti [30]. Lai atrisinātu minētos procesa trūkumus, parasti tiek ieviesta vairākpunktu atbalsta struktūra, kombinējot to ar fazu pārejas materiālu [31]. Atbalsta struktūras augšējā daļa saskaras ar darbvirsmu novietojumam, bet apakšējā daļa ir iemergēta zemtemperatūras alieša komorā. Fazu pārejas zemtemperatūras alieša īpašībām balstoties, tiek sasniegts elastīgs palīglidzmes atbalsts. Iespējams novērst virsmas defekto radīšanu, ko izraisītu zem temperatūras alieša kontakti ar loksni, tomēr, faktiski, fazu pārejas materiālu īpašību ierobežojumiem dēļ, fazu pārejas elastīgie instrumenti nevar vienlaikus atbildēt diviem galvenajiem prasību kritērijiem – augstai stingruma un reakcijas ātruma līmenim, kas grūti pielietot augstefektivitātes automatizētajā ražošanā.

Lai risinātu fāzes pārejas elastīgo rīku trūkumus, daudzi zinātnieki iekļautu pielāgošanās konceptu elastīgo rīku izpētes un attīstības procesā. Pielāgotie elastīgie rīki var pielāgoties sarežģītiem loksnes formātiem un iespējamajiem formas kļūdām caur elektromehāniskiem sistēmām. Lai nodrošinātu, ka kontaktspēja ir vienmērīgi sadalīta uz veselu loksni, rīkiem parasti tiek izmantoti daudzpunktu palīgsistēmas, lai veidotu atbalsta matricu. Wang Hui komanda Tsinhuae universitātē ierosināja daudzpunktu elastīgo palīgatbalsta tehnikas aprīkojumu, kas piemērots gandrīz tīras formas loksnes apstrādei [32, 33] (skatiet Figūru 7). Rīks izmanto vairākus elastīgo materiālu satvērumu elementus, lai palīdzētu atbalstīt gandrīz tīras formas loksnes virsmu, palielinot kontaktplatumu. ​​ katru kontaktzona un nodrošina, ka spiešanas spēks ir vienmērīgi sadalīts uz katru kontaktā esošo daļu un veselu loksni, tādējādi uzlabojot procesa sistēmas ciešumu un efektīvi novēršot lokas vietējo deformatiju. Rīku iekārtā ir vairāki pasīvie brīvības grādi, kas var pielāgoties lokas formai un tās kļūmei, izvairoties no pārmērīgas pozicionēšanas. Lai sasniegtu pielāgotu atbalstu ar elastīgiem materiāliem, tiek izmantots arī elektromagnētiskās indukcijas princips pētījumos un attīstībā pielāgotām elastīgām rīku iekārtām. Pekinas aviācijas un kosmosa universitātes zinātnieki Yang Yiqing izgudroja palīgaatbalsta ierīci, pamatojoties uz elektromagnētiskās indukcijas principu [34]. Rīku iekārta izmanto elastīgu palīgaatbalstu, kas tiek uzsprādināts ar elektromagnētisku signālu, kas var mainīt procesa sistēmas dämpinšanas īpašības. Spiešanas procesā palīgaatbalsts pielāgojas darbīgās daļas formai, veicot pielāgotu atbalstu ar mūžīga magnēta darbību. Apstrādes laikā darbīgās daļas vibrācija tiek pārraidīta uz palīgaatbalstu, kurā, pamatojoties uz elektromagnētiskās indukcijas principu, tiek izraisīta atpakaļvirzīta elektromagnētiskā spēka, kas novērš vibrāciju plakanās sienas apstrādē.

Pašlaik procesa iekārtu projektēšanas procesā parasti tiek izmantoti metodes, piemēram, konštruktīvo elementu analīze, ģenētiskais algoritms un citas, lai optimizētu vairākpunktu palīgsabalstīšanas izkārtojumu [35]. Tomēr optimizācijas rezultāts parasti var tikai nodrošināt, ka viena punkta apstrādes deformācija tiek samazināta līdz minimumam, un nevar garantēt, ka tāda pati deformācijas novēršanas efekta sasniegums būs iespējams citos apstrādes daļās. Lietvienas apstrādes procesā parasti uz vienas pašas mašīnas tiek veiktas vairākas rīku ceļojumus darbvirsmā, bet atšķirīgu daļu apstrādei nepieciešamās pieķeršanas prasības var atšķirties un pat mainīties laikā. Statiskajam vairākpunktu balstīšanas veidam, ja procesa sistēmas traucējamo jaudu palielināšanai tiek palielināts palīgsabalstīšanas punktu skaits, no vienas puses, rīku masas un tilpums palielinās, un no otras puses, rīku kustības vieta tiks saasināta. Ja palīgsabalsts tiek atiestatīts, apstrādājot atšķirīgas daļas, apstrādes process neizbēgami tiks pārtraukts un apstrādes efektivitāte samazināsies. Tāpēc ir piedāvātas sekotnes procesa iekārtas [36-38], kas automātiski pielāgo balstīšanas izkārtojumu un spēku tiešsaistē, atbilstoši apstrādes procesam. Sekotnes procesa iekārta (skat. Attēlu 8) var sasniegt dinamisko balstīšanu, koordinējot rīku un iekārtu darbību, pamatojoties uz rīku trajektoriju un strādājošo stāvokli mainīgā griešanas procesa laikā, pirms katras apstrādes procedūras sākuma: vispirms pārvietot palīgsabalstu uz pozīciju, kas palīdz novērst pašreizējo apstrādes deformāciju, lai apstrādes zonā...  darbmaterialis tiek aktivāgi atbalstīts, savukārt citi darbmateriala daļiņas paliek savā vietā ar vismazāko iespējamo kontaktu, tādējādi atbilstot laika periodiskajiem piespriekšanas prasībām procesa gaitā.

Lai vēl vairāk uzlabotu procesa iekārtu adaptīvo dinamisko atbalsta spēju, atbilstu sarežģītākiem fiksēšanas prasībām procesa laikā un uzlabotu loksnes apstrādes ražošanas kvalitāti un efektivitāti, turpmākā palīgsaturs tiek paplašināts līdz grupai, kas sastāv no vairākiem dinamiskiem palīgatbalstiem. Katram dinamiskajam palīgatbalstam ir jākoordinē darbības un automātiski, ātri pārkārtojas, lai izveidotu kontaktu starp atbalsta grupu un darbgalu, ņemot vērā ražošanas procesa mainīgos prasībām. Pārkārtošanas process nesaskaras ar visu darbgala pozicionēšanu un nenodrošina vietēju pārvietojumu vai vibrāciju. Procesa iekārta, pamatojoties uz šo konceptu, sauc par pašpārkārtojamu grupfiksatoru [39], kuram ir priekšrocības, piemēram, fleksibiliteitne, pārkārtojamība un autonomija. Pašpārkārtojams grupfiksators var sadalīt vairākus palīgatbalstus dažādos punktos uz atbalstītās virsmas, ņemot vērā ražošanas procesa prasības, un var pielāgoties sarežģītiem formātiem ar lielu virsmas laukumu, vienlaicīgi nodrošinot pietiekamu stingrumu un novēršot pārmērīgus atbalstus. Fiksatūras darbības veids ir tāds, ka kontrolieris nosūta instrukcijas pēc programētā programmas, un mobilo bāzi vadīt atbalsta elementu uz mērķa pozīciju saskaņā ar instrukcijām. Atbalsta elements pielāgojas darbgala vietējai ģeometriskajai formai, lai sasniegtu saskanīgu atbalstu. Kontakta zonas dinamiskie raksturlielumi (stingums un dämpings) starp vienu atbalsta elementu un vietējo darbgalu var kontrolēt, mainot atbalsta elementa parametrus (piemēram, hidrauliskajam atbalsta elementam parasti var mainīt ievades hidraulisko spiedienu, lai mainītu kontaktzona raksturlielumus). Procesa sistēmas dinamiskie raksturlielumi veidojas no vairāku atbalsta elementu un darbgala kontaktzona dinamisko raksturlielumu savienojuma un ir saistīti ar katru atbalsta elementa parametriem un atbalsta elementu grupas izkārtojumu. Pašpārkārtojamo grupfiksatūru vairākpunktu atbalsta pārkārtošanas shēmas dizainam jāņem vērā sekojošie trīs jautājumi: pielāgošanās darbgala ģeometriskajai formai, ātra atbalsta elementu pārvietošana un vairāku atbalsta punktu koordinēta sadarbība [40]. Tādējādi, izmantojot pašpārkārtojamu grupfiksatūru, nepieciešams izmantot darbgala formu, slodzes raksturlielumus un dabīgos robežnosacījumus kā ievadi, lai atrisinātu vairākpunktu atbalsta izkārtojumu un atbalsta parametrus dažādos apstrādes apstākļos, plānotu vairākpunktu atbalsta kustības ceļu, ģenerētu kontrolkodu no atrisinājuma rezultātiem un to importētu kontrolierī. Pašlaik gan valsts iekšienē, gan ārpus tās zinātnieki ir veikuši dažus pētījumus un mēģinājumus attiecībā uz pašpārkārtojamo grupfiksatūru. Ārpus valsts Eiropas Savienības projekts SwarmItFIX ir izstrādājis jaunu, ļoti pielāgoto pašpārkārtojamu fiksatūru sistēmu [41], kas izmanto kopumu mobilo palīgatbalstu, kas brīvi kustas darbvirsmā un reālajā laikā pārvietojas, lai labāk atbalstītu apstrādātos komponentus. SwarmItFIX sistēmas prototips šajā projektā ir realizēts (skat. Figuru 9a) un testēts Itālijas lidmašīnu ražotāja vietē. Kīnā Tsinghuas universitātes Wang Hui komanda ir izstrādājusi četru-punktu fiksēšanas un atbalsta darbvirsmu, kas var tikt kontrolēta koordināti ar dzinēju [42] (skat. Figuru 9b). Šī darbvirsmas var atbalstīt izsvaidzināto tenonu un automātiski izvairīties no rīka, apstrādājot turbīnas loksnes tenonu. Apstrādes laikā četru-punktu palīgatbalsts sadarbojas ar CNC apstrādes centrālu, lai pārkārto četru-punktu kontaktzona stāvokli saskaņā ar rīka kustības pozīciju, kas ne tikai izvairās no traucējumiem starp rīku un palīgatbalstu, bet arī nodrošinās atbalsta efektivitāti.

5 Diskusija par nākotnes attīstības tendencēm

5.1 Jauni materiāli

Kopš lidmašīnu motora spēka svars attiecībā uz svaru pieaug, daļu skaits pavisam samazinās, un daļu stresa līmenis kļūst aizvien augstāks. Divu galveno tradicionālo augsttemperatūras struktūru materiālu īpašību ir sasniegts robežlīmenis. Pēdējos gados jaunie lidmašīnu motoru loksnes materiāli ir strauji attīstījušies, un arvien vairāk tiek izmantotas augstas īpašības materiālu loksnes. Starp tiem, γ -TiAl allejs[43] ir ar izcilām īpašībām, piemēram, augstu specifisko stiprumu, augstas temperatūras rezistenci un labu oksidēšanās rezistenci. Tā pašlaik, tā blīvums ir 3.9g/cm3, kas ir tikai puse no augstas temperatūras aleja blīvuma. Nākotnē tas ir liels potenciāls kā loksne temperatūras diapazonā no 700-800 °C . Vienmērīgi γ -TiAl alija ir izcilas mehāniskās īpašības, tomēr tā augsta tvēruma, zema termiskā vodība, zema sadalīšanās stiprinātspēja un augsta trauslība rada sliktu virsmas veselību un zemu precizitāti, γ -TiAl materiāla griešanas laikā, kas nopietni ietekmē daļu dienestspēju. Tādējādi γ -TiAl alijas apstrādes pētniecība ir nozīmīga teorētiska nozīme un vērtība, un tas ir viens no galvenajiem pētījumu virzieniem pašreizējās loksnes apstrādes tehnoloģijā.

5.2 Laika atkarīgā adaptīvā apstrāde

Gaisa motoru loksnes ir sarežģīti izliekumi ar augstu formas precizitāti. Pašlaik to precizējošā apstrāde galvenokārt izmanto ģeometriskas adaptētas apstrādes metodes, kas balstītas uz maršruta plānošanu un modela atjaunošanu. Šī metode var efektīvi samazināt kļūdu ietekmi, ko rada pozicionēšanas, fiksēšanas utt. nepareizumi loksnēs apstrādes precizitātei. Tomēr, tā kā formējuma loka gabala biežums nav vienmērīgs, apstrādes procesā, sekojot plānotajam maršrutam, rīka dažādos apgabalos atšķiras griešanas dziļums, kas nes noteiktus faktorus apstrādes procesam un ietekmē apstrādes stabilitāti. Nākotnē, laikā, kad notiek CNC adaptētā apstrāde, būtu jāseko labāk reālajai apstrādes stāvokļa maiņai [44], kas nozīmīgi uzlabos sarežģīti izliekumu apstrādes precizitāti un veidos laika atkarīgu kontroles adaptēto apstrādes metodi, kas pielāgo griešanas parametrus pamatojoties uz reālvērtību atsauksmes datus.

5.3 Intelektuālās procesa iekārtas

Kā lielākajam daļu tips motorā, loksnu ražošanas efektivitāte tieši ietekmē kopējo motora ražošanas efektivitāti, un loksnu ražošanas kvalitāte tieši ietekmē motora īpašības un ilgumu. Tāpēc intelektuālā precīzā loksnu apstrāde ir kļuvusi par attīstības virzienu motoru loksnu ražošanā visā pasaulē šodien. Dzinēju un procesa iekāržu izstrāde ir atslēga intelektuālās loksnu apstrādes realizācijai. Ar CNC tehnoloģiju attīstību dzinēju intelektuālais līmenis ir strauji pieauguši, un apstrādes un ražošanas spēja ir bijusi nozīmīgi palielināta. Tāpēc intelektuālo procesa iekāržu izstrāde un inovācijas ir svarīgs attīstības virziens efektīvai un precīzai apstrādei tumšiem sienām. Augstā līmeņa intelektuālie CNC dzinēji kombinēti ar procesa iekārtām veido intelektuālo loksnu apstrādes sistēmu (skatiet Figūru 10), kas ļauj realizēt augstprecīzu, efektīvu un adaptīvu CNC apstrādi tumšiem sienām.