Sebagai komponen utama untuk mencapai prestasi enjin aero, bilah mempunyai ciri tipikal seperti struktur berdinding nipis, berbentuk khas, kompleks, bahan yang sukar untuk diproses, dan keperluan tinggi untuk ketepatan pemprosesan dan kualiti permukaan. Bagaimana untuk mencapai pemprosesan bilah yang tepat dan cekap adalah cabaran utama dalam bidang pembuatan enjin aero semasa. Melalui analisis faktor-faktor utama yang mempengaruhi ketepatan pemprosesan bilah, status semasa penyelidikan mengenai teknologi pemprosesan ketepatan bilah dan peralatan diringkaskan secara menyeluruh, dan trend pembangunan teknologi pemprosesan bilah aero-enjin dijangka.
Dalam industri aeroangkasa, bahagian berdinding nipis yang ringan dan berkekuatan tinggi digunakan secara meluas dan merupakan komponen utama untuk mencapai prestasi peralatan penting seperti enjin pesawat [1]. Sebagai contoh, bilah kipas aloi titanium bagi enjin pesawat nisbah pintasan besar (lihat Rajah 1) boleh panjang sehingga 1 meter, dengan profil bilah kompleks dan struktur platform redaman, dan ketebalan bahagian paling nipis hanya 1.2 mm, yang merupakan bahagian khas berdinding nipis bersaiz besar yang tipikal [2]. Sebagai bahagian ketegaran lemah berbentuk khas berdinding nipis tipikal, bilah terdedah kepada ubah bentuk dan getaran pemprosesan semasa pemprosesan [3]. Masalah ini secara serius menjejaskan ketepatan pemprosesan dan kualiti permukaan bilah.
Prestasi enjin bergantung pada tahap pembuatan bilah. Semasa operasi enjin, bilah perlu berfungsi dengan stabil di bawah persekitaran operasi yang melampau seperti suhu tinggi dan tekanan tinggi. Ini memerlukan bahan bilah mesti mempunyai kekuatan yang baik, rintangan keletihan, dan rintangan kakisan suhu tinggi, dan memastikan kestabilan struktur [2]. Biasanya, aloi titanium atau aloi suhu tinggi digunakan untuk bilah enjin pesawat. Walau bagaimanapun, aloi titanium dan aloi suhu tinggi mempunyai kebolehmesinan yang lemah. Semasa proses pemotongan, daya pemotongan adalah besar dan alat itu cepat haus. Apabila haus alat meningkat, daya pemotongan akan terus meningkat, mengakibatkan ubah bentuk pemesinan dan getaran yang lebih serius, mengakibatkan ketepatan dimensi rendah dan kualiti permukaan bahagian yang lemah. Untuk memenuhi keperluan prestasi perkhidmatan enjin di bawah keadaan kerja yang melampau, ketepatan pemesinan dan kualiti permukaan bilah adalah sangat tinggi. Mengambil bilah kipas aloi titanium yang digunakan dalam enjin turbofan nisbah pintasan tinggi yang dihasilkan dalam negara sebagai contoh, jumlah panjang bilah ialah 681mm, manakala ketebalannya kurang daripada 6mm. Keperluan profil ialah -0.12 hingga +0.03mm, ketepatan dimensi tepi masuk dan ekzos ialah -0.05 hingga +0.06mm, ralat kilasan bahagian bilah berada dalam lingkungan ±10', dan nilai kekasaran permukaan Ra adalah lebih baik daripada 0.4μm. Ini biasanya memerlukan pemesinan ketepatan pada alat mesin CNC lima paksi. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh ketegaran pisau yang lemah, struktur kompleks dan bahan yang sukar diproses, untuk memastikan ketepatan dan kualiti pemesinan, kakitangan proses perlu melaraskan parameter pemotongan beberapa kali semasa proses pemesinan, yang secara serius mengehadkan prestasi pusat pemesinan CNC dan menyebabkan pembaziran kecekapan yang besar [4]. Oleh itu, dengan perkembangan pesat teknologi pemesinan CNC, bagaimana untuk mencapai kawalan ubah bentuk dan penindasan getaran untuk pemesinan bahagian berdinding nipis dan memberikan permainan penuh kepada keupayaan pemesinan pusat pemesinan CNC telah menjadi keperluan mendesak bagi syarikat pembuatan termaju.
Penyelidikan mengenai teknologi kawalan ubah bentuk bahagian tegar lemah berdinding nipis telah menarik perhatian jurutera dan penyelidik untuk masa yang lama. Dalam amalan pengeluaran awal, orang sering menggunakan strategi garis air untuk mengisar berselang-seli pada kedua-dua belah struktur berdinding nipis, yang boleh mengurangkan kesan buruk ubah bentuk dan getaran pada ketepatan dimensi ke tahap tertentu dengan mudah. Di samping itu, terdapat juga cara untuk meningkatkan ketegaran pemprosesan dengan menetapkan struktur korban pasang siap seperti tulang rusuk pengukuhan.
Untuk memenuhi keperluan perkhidmatan yang stabil di bawah persekitaran suhu tinggi dan tekanan tinggi, bahan yang biasa digunakan untuk bilah enjin pesawat ialah aloi titanium atau aloi suhu tinggi. Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, sebatian antara logam titanium-aluminium juga telah menjadi bahan bilah dengan potensi aplikasi yang hebat. Aloi titanium mempunyai ciri-ciri kekonduksian terma yang rendah, keplastikan yang rendah, modulus elastik yang rendah dan pertalian yang kuat, yang menjadikan ia mempunyai masalah seperti daya pemotongan yang besar, suhu pemotongan yang tinggi, pengerasan kerja yang teruk dan haus alatan yang besar semasa pemotongan. Ia adalah bahan tipikal yang sukar dipotong (morfologi struktur mikro lihat Rajah 2a) [7]. Ciri-ciri utama aloi suhu tinggi ialah keplastikan dan kekuatan yang tinggi, kekonduksian terma yang lemah, dan sejumlah besar larutan pepejal padat di dalamnya [8]. Ubah bentuk plastik semasa pemotongan menyebabkan herotan teruk pada kekisi, rintangan ubah bentuk yang tinggi, daya pemotongan yang besar dan fenomena pengerasan sejuk yang teruk, yang juga merupakan bahan tipikal yang sukar dipotong (morfologi struktur mikro lihat Rajah 2b). Oleh itu, adalah sangat penting untuk membangunkan teknologi pemotongan yang cekap dan tepat untuk bahan yang sukar dipotong seperti aloi titanium dan aloi suhu tinggi. Untuk mencapai pemesinan yang cekap dan tepat bagi bahan yang sukar dipotong, sarjana dalam dan luar negara telah menjalankan penyelidikan mendalam dari perspektif kaedah pemotongan yang inovatif, bahan alat pemesinan yang optimum dan parameter pemotongan yang dioptimumkan.
Dari segi penyelidikan dan pembangunan kaedah pemotongan yang inovatif, para sarjana telah memperkenalkan cara tambahan seperti pemanasan laser dan penyejukan kriogenik untuk meningkatkan kebolehmesinan bahan dan mencapai pemotongan yang cekap. Prinsip kerja pemprosesan dibantu pemanasan laser [9] (lihat Rajah 3a) adalah untuk memfokuskan pancaran laser berkuasa tinggi pada permukaan bahan kerja di hadapan tepi pemotong, melembutkan bahan dengan pemanasan setempat rasuk, mengurangkan kekuatan hasil bahan, dengan itu mengurangkan daya pemotongan dan haus alatan, dan meningkatkan kualiti dan kecekapan pemotongan. Pemprosesan dibantu penyejukan kriogenik [10] (lihat Rajah 3b) menggunakan nitrogen cecair, gas karbon dioksida bertekanan tinggi dan media penyejukan lain untuk menyembur pada bahagian pemotongan untuk menyejukkan proses pemotongan, mengelakkan masalah suhu pemotongan tempatan yang berlebihan yang disebabkan oleh kekonduksian haba bahan yang lemah, dan menjadikan bahan kerja tempatan sejuk dan rapuh, dengan itu meningkatkan kesan pecah cip. Syarikat Nuklear AMRC di UK berjaya menggunakan gas karbon dioksida tekanan tinggi untuk menyejukkan proses pemprosesan aloi titanium. Berbanding dengan keadaan pemotongan kering, analisis menunjukkan bahawa pemprosesan bantuan penyejukan kriogenik bukan sahaja dapat mengurangkan daya pemotongan dan meningkatkan kualiti permukaan pemotongan, tetapi juga mengurangkan haus alat dengan berkesan dan meningkatkan hayat perkhidmatan alat. Di samping itu, pemprosesan dibantu getaran ultrasonik [11, 12] (lihat Rajah 3c) juga merupakan kaedah yang berkesan untuk pemotongan cekap bahan yang sukar diproses. Dengan menggunakan getaran frekuensi tinggi, amplitud kecil pada alat, pemisahan sekejap antara alat dan bahan kerja dicapai semasa proses pemesinan, yang mengubah mekanisme penyingkiran bahan, meningkatkan kestabilan pemotongan dinamik, berkesan mengelakkan geseran antara alat dan permukaan mesin, mengurangkan suhu pemotongan dan daya pemotongan, mengurangkan nilai kekasaran permukaan, dan mengurangkan nilai kekasaran permukaan. Kesan prosesnya yang sangat baik telah mendapat perhatian yang meluas.
Untuk bahan yang sukar dipotong seperti aloi titanium, mengoptimumkan bahan alat boleh meningkatkan hasil pemotongan dengan berkesan [8, 13]. Kajian telah menunjukkan bahawa untuk pemprosesan aloi titanium, alat yang berbeza boleh dipilih mengikut kelajuan pemprosesan. Untuk pemotongan berkelajuan rendah, keluli berkelajuan tinggi kobalt tinggi digunakan, untuk pemotongan kelajuan sederhana, alat karbida bersimen dengan salutan aluminium oksida digunakan, dan untuk pemotongan berkelajuan tinggi, alat boron nitrida (CBN) padu digunakan; untuk pemprosesan aloi suhu tinggi, keluli berkelajuan tinggi vanadium tinggi atau alat karbida bersimen YG dengan kekerasan tinggi dan rintangan haus yang baik harus digunakan untuk pemprosesan.
Parameter pemotongan juga merupakan faktor penting yang mempengaruhi kesan pemesinan. Menggunakan parameter pemotongan yang sesuai untuk bahan yang sepadan boleh meningkatkan kualiti dan kecekapan pemesinan dengan berkesan. Mengambil parameter kelajuan pemotongan sebagai contoh, kelajuan pemotongan rendah dengan mudah boleh membentuk kawasan pinggir terbina pada permukaan bahan, mengurangkan ketepatan pemesinan permukaan; kelajuan pemotongan yang tinggi dengan mudah boleh menyebabkan pengumpulan haba, menyebabkan terbakar pada bahan kerja dan alat. Dalam hal ini, pasukan Profesor Zhai Yuansheng di Universiti Sains dan Teknologi Harbin menganalisis sifat mekanikal dan fizikal bahan yang sukar dimesin yang biasa digunakan dan meringkaskan jadual kelajuan pemotongan yang disyorkan untuk bahan yang sukar dimesin melalui eksperimen pemesinan ortogon [14] (lihat Jadual 1). Menggunakan alatan dan kelajuan pemotongan yang disyorkan dalam jadual untuk pemesinan boleh mengurangkan kecacatan pemesinan dan kehausan alatan dengan berkesan, dan meningkatkan kualiti pemesinan.
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, dengan perkembangan pesat industri penerbangan dan permintaan pasaran yang semakin meningkat, keperluan untuk pemprosesan bilah berdinding nipis yang cekap dan tepat telah semakin meningkat, dan permintaan untuk teknologi kawalan ubah bentuk ketepatan yang lebih tinggi telah menjadi lebih mendesak. Dalam konteks teknologi pembuatan pintar, menggabungkan teknologi maklumat elektronik moden untuk mencapai kawalan pintar ubah bentuk dan getaran pemprosesan bilah enjin pesawat telah menjadi topik hangat bagi ramai penyelidik. Memperkenalkan sistem CNC pintar ke dalam pemprosesan ketepatan permukaan melengkung kompleks bilah, dan secara aktif mengimbangi ralat dalam proses pemprosesan berdasarkan sistem CNC pintar, boleh menekan ubah bentuk dan getaran secara berkesan.
Untuk pampasan ralat aktif dalam proses pemesinan, untuk mencapai pengoptimuman dan kawalan parameter pemesinan seperti laluan alat, adalah perlu terlebih dahulu mendapatkan pengaruh parameter proses pada ubah bentuk pemesinan dan getaran. Terdapat dua kaedah yang biasa digunakan: satu adalah untuk menganalisis dan menaakul keputusan setiap alat melalui pengukuran pada mesin dan analisis ralat [15]; satu lagi ialah mewujudkan model ramalan untuk ubah bentuk pemesinan dan getaran melalui kaedah seperti analisis dinamik [16], pemodelan unsur terhingga [17], eksperimen [18] dan rangkaian saraf [19] (lihat Rajah 4).
Berdasarkan model ramalan di atas atau teknologi pengukuran pada mesin, orang ramai boleh mengoptimumkan malah mengawal parameter pemesinan dalam masa nyata. Arah arus perdana adalah untuk mengimbangi ralat yang disebabkan oleh ubah bentuk dan getaran dengan merancang semula laluan alat. Kaedah yang biasa digunakan ke arah ini ialah "kaedah pampasan cermin" [20] (lihat Rajah 5). Kaedah ini mengimbangi ubah bentuk pemotongan tunggal dengan membetulkan trajektori alat nominal. Walau bagaimanapun, pampasan tunggal akan menghasilkan ubah bentuk pemesinan baharu. Oleh itu, adalah perlu untuk mewujudkan hubungan lelaran antara daya pemotongan dan ubah bentuk pemesinan melalui beberapa pampasan untuk membetulkan ubah bentuk satu demi satu. Sebagai tambahan kepada kaedah pampasan ralat aktif berdasarkan perancangan laluan alat, ramai sarjana juga mengkaji cara mengawal ubah bentuk dan getaran dengan mengoptimumkan dan mengawal parameter pemotongan dan parameter alat. Untuk pemotongan jenis bilah enjin pesawat tertentu, parameter pemesinan ditukar untuk berbilang pusingan ujian ortogon. Berdasarkan data ujian, pengaruh setiap parameter pemotongan dan parameter alat terhadap ubah bentuk pemesinan bilah dan tindak balas getaran telah dianalisis [21-23]. Model ramalan empirikal telah diwujudkan untuk mengoptimumkan parameter pemesinan, mengurangkan ubah bentuk pemesinan dengan berkesan, dan menyekat getaran pemotongan.
Berdasarkan model dan kaedah di atas, banyak syarikat telah membangunkan atau menambah baik sistem CNC pusat pemesinan CNC untuk mencapai kawalan penyesuaian masa nyata bagi parameter pemprosesan bahagian berdinding nipis. Sistem pengilangan optimum syarikat OMAT Israel [24] adalah wakil tipikal dalam bidang ini. Ia terutamanya melaraskan kelajuan suapan melalui teknologi penyesuaian untuk mencapai tujuan pengilangan daya berterusan dan merealisasikan kecekapan tinggi dan pemprosesan produk kompleks yang berkualiti tinggi. Di samping itu, Beijing Jingdiao juga menggunakan teknologi serupa dalam kes teknikal klasik untuk melengkapkan ukiran corak permukaan kulit telur melalui pampasan penyesuaian ukuran pada mesin [25]. THERRIEN GE di Amerika Syarikat [26] mencadangkan kaedah pembetulan masa nyata untuk kod pemesinan CNC semasa pemesinan, yang menyediakan cara teknikal asas untuk pemesinan adaptif dan kawalan masa nyata bilah berdinding nipis yang kompleks. Sistem pembaikan automatik untuk komponen turbin enjin pesawat (AROSATEC) Kesatuan Eropah merealisasikan pengilangan ketepatan penyesuaian selepas bilah dibaiki oleh pembuatan bahan tambahan, dan telah digunakan untuk pengeluaran pembaikan bilah syarikat MTU Jerman dan syarikat SIFCO Ireland [27].
Menggunakan peralatan proses pintar untuk meningkatkan ketegaran sistem proses dan menambah baik ciri-ciri redaman juga merupakan cara yang berkesan untuk menyekat ubah bentuk dan getaran pemprosesan bilah berdinding nipis, meningkatkan ketepatan pemprosesan, dan meningkatkan kualiti permukaan. Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, sejumlah besar peralatan proses yang berbeza telah digunakan dalam pemprosesan pelbagai jenis bilah enjin aero [28]. Oleh kerana bilah enjin aero umumnya mempunyai ciri struktur berdinding nipis dan tidak teratur, kawasan pengapit dan penentududukan yang kecil, ketegaran pemprosesan yang rendah, dan ubah bentuk setempat di bawah tindakan beban pemotongan, peralatan pemprosesan bilah biasanya menggunakan sokongan tambahan pada bahan kerja berdasarkan memenuhi prinsip penentududukan enam titik [29] untuk mengoptimumkan kekakuan proses pemprosesan. Permukaan melengkung berdinding nipis dan tidak sekata mengemukakan dua keperluan untuk kedudukan dan pengapit perkakas: pertama, daya pengapit atau daya sentuhan perkakas hendaklah diagihkan sekata mungkin pada permukaan melengkung untuk mengelakkan ubah bentuk tempatan yang serius pada bahan kerja di bawah tindakan daya pengapit; kedua, kedudukan, pengapit dan elemen sokongan tambahan alatan perlu lebih sepadan dengan permukaan melengkung kompleks bahan kerja untuk menghasilkan daya sentuhan permukaan seragam pada setiap titik sentuhan. Sebagai tindak balas kepada dua keperluan ini, sarjana telah mencadangkan sistem perkakas yang fleksibel. Sistem perkakasan fleksibel boleh dibahagikan kepada perkakasan fleksibel perubahan fasa dan perkakasan fleksibel adaptif. Perkakas fleksibel perubahan fasa menggunakan perubahan dalam kekakuan dan redaman sebelum dan selepas perubahan fasa bendalir: bendalir dalam fasa cecair atau fasa mudah alih mempunyai kekakuan dan redaman yang rendah, dan boleh menyesuaikan diri dengan permukaan melengkung kompleks bahan kerja di bawah tekanan rendah. Selepas itu, bendalir diubah menjadi fasa pepejal atau disatukan oleh daya luaran seperti elektrik/magnetisme/haba, dan kekakuan dan redaman bertambah baik, dengan itu memberikan sokongan seragam dan fleksibel untuk bahan kerja dan menekan ubah bentuk dan getaran.
Peralatan proses dalam teknologi pemprosesan tradisional bilah enjin pesawat adalah menggunakan bahan perubahan fasa seperti aloi takat lebur rendah untuk mengisi sokongan tambahan. Iaitu, selepas kosong bahan kerja diletakkan dan diapit pada enam titik, rujukan kedudukan bahan kerja dibuang ke dalam blok tuangan melalui aloi takat lebur rendah untuk memberikan sokongan tambahan untuk bahan kerja, dan kedudukan titik kompleks ditukar kepada kedudukan permukaan biasa, dan kemudian pemprosesan ketepatan bahagian yang akan diproses dijalankan (lihat Rajah 6). Kaedah proses ini mempunyai kecacatan yang jelas: penukaran rujukan kedudukan membawa kepada penurunan dalam ketepatan kedudukan; penyediaan pengeluaran adalah rumit, dan penuangan dan lebur aloi takat lebur rendah juga membawa masalah sisa dan pembersihan pada permukaan bahan kerja. Pada masa yang sama, keadaan tuangan dan lebur juga agak lemah [30]. Untuk menyelesaikan kecacatan proses di atas, kaedah biasa adalah dengan memperkenalkan struktur sokongan berbilang titik digabungkan dengan bahan perubahan fasa [31]. Hujung atas struktur sokongan menghubungi bahan kerja untuk penentududukan, dan hujung bawah direndam dalam ruang aloi takat lebur rendah. Sokongan tambahan yang fleksibel dicapai berdasarkan ciri perubahan fasa aloi takat lebur rendah. Walaupun pengenalan struktur sokongan boleh mengelakkan kecacatan permukaan yang disebabkan oleh aloi takat lebur rendah yang menghubungi bilah, disebabkan oleh had prestasi bahan perubahan fasa, perkakas fleksibel perubahan fasa tidak dapat pada masa yang sama memenuhi dua keperluan utama iaitu kekakuan tinggi dan kelajuan tindak balas yang tinggi, dan sukar untuk digunakan pada pengeluaran automatik kecekapan tinggi.
Untuk menyelesaikan kelemahan perkakasan fleksibel perubahan fasa, ramai sarjana telah memasukkan konsep penyesuaian ke dalam penyelidikan dan pembangunan alatan fleksibel. Alatan fleksibel boleh suai secara adaptif boleh memadankan bentuk bilah kompleks dan kemungkinan ralat bentuk melalui sistem elektromekanikal. Untuk memastikan daya sentuhan diagihkan sama rata pada keseluruhan bilah, perkakas biasanya menggunakan sokongan tambahan berbilang mata untuk membentuk matriks sokongan. Pasukan Wang Hui di Universiti Tsinghua mencadangkan peralatan proses sokongan tambahan fleksibel berbilang mata yang sesuai untuk pemprosesan bilah bentuk hampir bersih [32, 33] (lihat Rajah 7). Perkakas menggunakan berbilang elemen pengapit bahan fleksibel untuk membantu dalam menyokong permukaan bilah bilah bentuk hampir-jaring, meningkatkan kawasan sentuhan setiap kawasan sentuhan dan memastikan daya pengapit diagihkan sama rata pada setiap bahagian sentuhan dan keseluruhan bilah, dengan itu meningkatkan kekukuhan sistem proses dan mencegah ubah bentuk tempatan bilah dengan berkesan. Perkakas mempunyai berbilang darjah kebebasan pasif, yang boleh menyesuaikan bentuk bilah dan ralatnya secara adaptif sambil mengelakkan kedudukan yang berlebihan. Di samping mencapai sokongan penyesuaian melalui bahan fleksibel, prinsip aruhan elektromagnet juga digunakan untuk penyelidikan dan pembangunan alatan fleksibel penyesuaian. Pasukan Yang Yiqing di Universiti Aeronautik dan Astronautik Beijing mencipta peranti sokongan tambahan berdasarkan prinsip aruhan elektromagnet [34]. Perkakas menggunakan sokongan tambahan fleksibel yang teruja oleh isyarat elektromagnet, yang boleh mengubah ciri-ciri redaman sistem proses. Semasa proses pengapit, sokongan tambahan secara adaptif sepadan dengan bentuk bahan kerja di bawah tindakan magnet kekal. Semasa pemprosesan, getaran yang dihasilkan oleh bahan kerja akan dihantar ke sokongan tambahan, dan daya elektromagnet terbalik akan teruja mengikut prinsip aruhan elektromagnet, dengan itu menekan getaran pemprosesan bahan kerja berdinding nipis.
Pada masa ini, dalam proses reka bentuk peralatan proses, analisis unsur terhingga, algoritma genetik dan kaedah lain biasanya digunakan untuk mengoptimumkan susun atur sokongan tambahan berbilang titik [35]. Walau bagaimanapun, hasil pengoptimuman biasanya hanya boleh memastikan bahawa ubah bentuk pemprosesan pada satu titik diminimumkan, dan tidak dapat menjamin bahawa kesan penindasan ubah bentuk yang sama boleh dicapai dalam bahagian pemprosesan lain. Dalam proses pemprosesan bilah, satu siri pas alat biasanya dilakukan pada bahan kerja pada alat mesin yang sama, tetapi keperluan pengapit untuk memproses bahagian yang berbeza adalah berbeza dan mungkin juga berubah-ubah masa. Untuk kaedah sokongan berbilang titik statik, jika ketegaran sistem proses diperbaiki dengan menambah bilangan sokongan tambahan, dalam satu tangan, jisim dan isipadu perkakas akan meningkat, dan sebaliknya, ruang pergerakan alat akan dimampatkan. Jika kedudukan sokongan tambahan ditetapkan semula semasa memproses bahagian yang berbeza, proses pemprosesan pasti akan terganggu dan kecekapan pemprosesan akan dikurangkan. Oleh itu, peralatan proses susulan [36-38] yang secara automatik melaraskan susun atur sokongan dan daya sokongan dalam talian mengikut proses pemprosesan telah dicadangkan. Peralatan proses susulan (lihat Rajah 8) boleh mencapai sokongan dinamik melalui kerjasama selaras alat dan perkakas berdasarkan trajektori alat dan perubahan keadaan kerja proses pemotongan yang berbeza-beza masa sebelum sebarang prosedur pemprosesan bermula: mula-mula alihkan sokongan tambahan ke kedudukan yang membantu untuk menekan ubah bentuk pemprosesan semasa, supaya kawasan pemprosesan bahan kerja disokong secara aktif, manakala bahagian lain bahan kerja kekal dalam kedudukan dengan sentuhan sesedikit mungkin, dengan itu sepadan dengan keperluan pengapit yang berubah-ubah semasa proses pemprosesan.
Untuk meningkatkan lagi keupayaan sokongan dinamik penyesuaian peralatan proses, memadankan keperluan pengapit yang lebih kompleks dalam proses pemprosesan, dan meningkatkan kualiti dan kecekapan pengeluaran pemprosesan bilah, sokongan tambahan susulan diperluaskan kepada kumpulan yang dibentuk oleh pelbagai sokongan tambahan dinamik. Setiap sokongan tambahan dinamik diperlukan untuk menyelaraskan tindakan dan secara automatik dan cepat membina semula hubungan antara kumpulan sokongan dan bahan kerja mengikut keperluan proses pembuatan yang berubah-ubah. Proses pembinaan semula tidak mengganggu kedudukan keseluruhan bahan kerja dan tidak menyebabkan anjakan atau getaran setempat. Peralatan proses berdasarkan konsep ini dipanggil lekapan kumpulan boleh dikonfigurasikan semula sendiri [39], yang mempunyai kelebihan fleksibiliti, kebolehkonfigurasian semula dan autonomi. Lekapan kumpulan yang boleh dikonfigurasikan sendiri boleh memperuntukkan berbilang sokongan tambahan kepada kedudukan yang berbeza pada permukaan yang disokong mengikut keperluan proses pembuatan, dan boleh menyesuaikan diri dengan bahan kerja berbentuk kompleks dengan kawasan yang luas, sambil memastikan ketegaran yang mencukupi dan menghapuskan sokongan berlebihan. Kaedah kerja lekapan ialah pengawal menghantar arahan mengikut program yang diprogramkan, dan pangkalan mudah alih membawa elemen sokongan ke kedudukan sasaran mengikut arahan. Elemen sokongan menyesuaikan diri dengan bentuk geometri tempatan bahan kerja untuk mencapai sokongan yang mematuhi. Ciri dinamik (kekerasan dan redaman) kawasan sentuhan antara elemen sokongan tunggal dan bahan kerja tempatan boleh dikawal dengan menukar parameter elemen sokongan (contohnya, elemen sokongan hidraulik biasanya boleh menukar tekanan hidraulik input untuk menukar ciri sentuhan). Ciri-ciri dinamik sistem proses dibentuk oleh gandingan ciri-ciri dinamik kawasan sentuhan antara pelbagai elemen sokongan dan bahan kerja, dan berkaitan dengan parameter setiap elemen sokongan dan susun atur kumpulan elemen sokongan. Reka bentuk skema pembinaan semula sokongan berbilang titik lekapan kumpulan boleh dikonfigurasikan sendiri perlu mengambil kira tiga isu berikut: menyesuaikan diri dengan bentuk geometri bahan kerja, kedudukan semula pantas elemen sokongan, dan kerjasama terkoordinasi berbilang titik sokongan [40]. Oleh itu, apabila menggunakan lekapan kumpulan boleh dikonfigurasikan sendiri, adalah perlu untuk menggunakan bentuk bahan kerja, ciri beban dan keadaan sempadan yang wujud sebagai input untuk menyelesaikan susun atur sokongan berbilang titik dan parameter sokongan di bawah keadaan pemprosesan yang berbeza, merancang laluan pergerakan sokongan berbilang titik, menjana kod kawalan daripada hasil penyelesaian, dan mengimportnya ke dalam pengawal. Pada masa ini, sarjana dalam dan luar negara telah menjalankan beberapa penyelidikan dan percubaan pada lekapan kumpulan yang boleh dikonfigurasikan sendiri. Di negara asing, projek EU SwarmItFIX telah membangunkan sistem lekapan boleh dikonfigurasikan semula kendiri yang sangat boleh disesuaikan [41], yang menggunakan satu set sokongan tambahan mudah alih untuk bergerak bebas di atas meja kerja dan meletakkan semula dalam masa nyata untuk menyokong bahagian yang diproses dengan lebih baik. Prototaip sistem SwarmItFIX telah dilaksanakan dalam projek ini (lihat Rajah 9a) dan diuji di tapak pengeluar pesawat Itali. Di China, pasukan Wang Hui di Universiti Tsinghua telah membangunkan meja kerja sokongan pengapit empat mata yang boleh dikawal dengan penyelarasan dengan alatan mesin [42] (lihat Rajah 9b). Meja kerja ini boleh menyokong duri julur dan secara automatik mengelakkan alat semasa pemesinan halus duri bilah turbin.
Memandangkan keperluan reka bentuk nisbah tujahan kepada berat enjin pesawat terus meningkat, bilangan bahagian dikurangkan secara beransur-ansur, dan tahap tegasan bahagian semakin tinggi. Prestasi dua bahan struktur suhu tinggi tradisional utama telah mencapai hadnya. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, bahan baharu untuk bilah enjin pesawat telah berkembang pesat, dan semakin banyak bahan berprestasi tinggi digunakan untuk membuat bilah berdinding nipis. Antaranya, γAloi -TiAl[43] mempunyai sifat yang sangat baik seperti kekuatan spesifik yang tinggi, rintangan suhu tinggi dan rintangan pengoksidaan yang baik. Pada masa yang sama, ketumpatannya ialah 3.9g/cm3, iaitu hanya separuh daripada aloi suhu tinggi. Pada masa hadapan, ia mempunyai potensi besar sebagai bilah dalam julat suhu 700-800℃. Walaupun γAloi -TiAl mempunyai sifat mekanikal yang sangat baik, kekerasannya yang tinggi, kekonduksian terma yang rendah, keliatan patah yang rendah dan kerapuhan yang tinggi membawa kepada integriti permukaan yang lemah dan ketepatan yang rendah bagi γ-Bahan aloi TiAl semasa pemotongan, yang menjejaskan hayat perkhidmatan bahagian secara serius. Oleh itu, penyelidikan pemprosesan bagi γAloi -TiAl mempunyai kepentingan dan nilai teori yang penting, dan merupakan hala tuju penyelidikan penting bagi teknologi pemprosesan bilah semasa.
Bilah aeroengine mempunyai permukaan melengkung yang kompleks dan memerlukan ketepatan bentuk yang tinggi. Pada masa ini, pemesinan ketepatan mereka terutamanya menggunakan kaedah pemesinan penyesuaian geometri berdasarkan perancangan laluan dan pembinaan semula model. Kaedah ini berkesan boleh mengurangkan kesan ralat yang disebabkan oleh kedudukan, pengapitan, dsb. pada ketepatan pemesinan bilah. Pengaruh. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh ketebalan tidak sekata bilah penempaan die kosong, kedalaman pemotongan di kawasan berbeza alat adalah berbeza semasa proses pemotongan mengikut laluan yang dirancang, yang membawa faktor yang tidak menentu kepada proses pemotongan dan menjejaskan kestabilan pemprosesan. Pada masa hadapan, semasa proses pemesinan adaptif CNC, perubahan keadaan pemesinan sebenar harus dijejaki dengan lebih baik [44], dengan itu meningkatkan ketepatan pemesinan permukaan melengkung yang kompleks dengan ketara dan membentuk kaedah pemesinan penyesuaian kawalan berubah-ubah masa yang melaraskan parameter pemotongan berdasarkan data maklum balas masa nyata.
Sebagai jenis bahagian terbesar dalam enjin, kecekapan pembuatan bilah secara langsung mempengaruhi kecekapan pengeluaran keseluruhan enjin, dan kualiti pembuatan bilah secara langsung mempengaruhi prestasi dan hayat enjin. Oleh itu, pemesinan ketepatan pintar bilah telah menjadi hala tuju pembangunan pembuatan bilah enjin di dunia hari ini. Penyelidikan dan pembangunan alatan mesin dan peralatan proses adalah kunci untuk merealisasikan pemprosesan bilah pintar. Dengan perkembangan teknologi CNC, tahap kecerdasan alat mesin telah bertambah baik dengan cepat, dan kapasiti pemprosesan dan pengeluaran telah dipertingkatkan dengan banyak. Oleh itu, penyelidikan dan pembangunan serta inovasi peralatan proses pintar adalah hala tuju pembangunan yang penting untuk pemesinan bilah berdinding nipis yang cekap dan tepat. Alat mesin CNC yang sangat pintar digabungkan dengan peralatan proses untuk membentuk sistem pemprosesan bilah pintar (lihat Rajah 10), yang merealisasikan pemesinan CNC berketepatan tinggi, kecekapan tinggi dan adaptif bilah berdinding nipis.
Hot News2024-12-31
2024-12-04
2024-12-03
2024-12-05
2024-11-27
2024-11-26
Pasukan jualan profesional kami sedang menunggu perundingan anda.
EN
AR
BG
HR
CS
DA
NL
FI
FR
DE
EL
HI
IT
JA
KO
TIDAK
PL
PT
RO
RU
ES
SV
TL
IW
LV
LT
SR
SK
SL
UK
VI
ET
HU
TH
TR
AF
MS
GA
IS
