Технология и оборудование для прецизионной обработки тонкостенных, специальных и сложных лопаток авиационных двигателей

Лопатки, являющиеся ключевым компонентом для достижения производительности авиационных двигателей, имеют типичные характеристики, такие как тонкостенные, специальной формы, сложные структуры, сложные материалы для обработки и высокие требования к точности обработки и качеству поверхности. Как достичь точной и эффективной обработки лопаток, является основной проблемой в современной области производства авиационных двигателей. Благодаря анализу ключевых факторов, влияющих на точность обработки лопаток, всесторонне обобщен текущий статус исследований в области технологии и оборудования для точной обработки лопаток, а также прогнозируются тенденции развития технологии обработки лопаток авиационных двигателей.

В аэрокосмической промышленности широко используются легкие, высокопрочные тонкостенные детали, которые являются ключевыми компонентами для достижения производительности важного оборудования, такого как авиационные двигатели [1]. Например, лопатки вентилятора из титанового сплава авиационных двигателей с большой степенью двухконтурности (см. рисунок 1) могут иметь длину до 1 метра, со сложными профилями лопаток и конструкциями демпфирующей платформы, а толщина самой тонкой части составляет всего 1.2 мм, что является типичной крупногабаритной тонкостенной деталью специальной формы [2]. Как типичная тонкостенная деталь специальной формы со слабой жесткостью, лопатка подвержена деформации обработки и вибрации во время обработки [3]. Эти проблемы серьезно влияют на точность обработки и качество поверхности лопатки.

Производительность двигателя во многом зависит от уровня изготовления лопаток. Во время работы двигателя лопатки должны стабильно работать в экстремальных условиях эксплуатации, таких как высокая температура и высокое давление. Для этого требуется, чтобы материал лопаток обладал хорошей прочностью, усталостной стойкостью и стойкостью к высокотемпературной коррозии, а также обеспечивал структурную стабильность [2]. Обычно для лопаток авиационных двигателей используются титановые сплавы или высокотемпературные сплавы. Однако титановые сплавы и высокотемпературные сплавы имеют плохую обрабатываемость. В процессе резки сила резания велика, и инструмент быстро изнашивается. По мере увеличения износа инструмента сила резания будет еще больше увеличиваться, что приведет к более серьезной деформации обработки и вибрации, что приведет к низкой точности размеров и плохому качеству поверхности деталей. Для того чтобы соответствовать требованиям к эксплуатационным характеристикам двигателя в экстремальных условиях работы, точность обработки и качество поверхности лопаток чрезвычайно высоки. Если взять в качестве примера лопатки вентилятора из титанового сплава, используемые в отечественном турбовентиляторном двигателе с высокой степенью двухконтурности, общая длина лопатки составляет 681 мм, а толщина — менее 6 мм. Требование к профилю составляет от -0.12 до +0.03 мм, точность размеров входных и выходных кромок составляет от -0.05 до +0.06 мм, погрешность кручения сечения лопатки находится в пределах ±10', а значение шероховатости поверхности Ra лучше 0.4μм. Обычно это требует точной обработки на пятикоординатном станке с ЧПУ. Однако из-за слабой жесткости лезвия, сложной конструкции и труднообрабатываемых материалов для обеспечения точности и качества обработки персоналу процесса приходится многократно корректировать параметры резания в процессе обработки, что серьезно ограничивает производительность обрабатывающего центра с ЧПУ и приводит к огромным потерям эффективности [4]. Поэтому с быстрым развитием технологии обработки с ЧПУ вопрос о том, как добиться контроля деформации и подавления вибрации при обработке тонкостенных деталей и в полной мере раскрыть возможности обработки обрабатывающих центров с ЧПУ, стал насущной необходимостью для передовых производственных компаний.

Исследования в области технологии контроля деформации тонкостенных слабых жестких деталей давно привлекают внимание инженеров и исследователей. В ранней производственной практике часто используют стратегию ватерлинии попеременного фрезерования с обеих сторон тонкостенных конструкций, что позволяет легко снизить неблагоприятное воздействие деформации и вибрации на размерную точность в определенной степени. Кроме того, существует также способ повышения жесткости обработки путем установки готовых жертвенных конструкций, таких как ребра жесткости.

Технология резки труднообрабатываемых материалов

Для того чтобы соответствовать требованиям стабильной работы в условиях высоких температур и высокого давления, обычно используемыми материалами для лопаток авиационных двигателей являются титановые сплавы или высокотемпературные сплавы. В последние годы интерметаллические соединения титана и алюминия также стали материалом для лопаток с большим потенциалом применения. Титановые сплавы обладают характеристиками низкой теплопроводности, низкой пластичности, низкого модуля упругости и сильного сродства, что делает их имеющими такие проблемы, как большое усилие резания, высокая температура резания, сильное упрочнение и большой износ инструмента во время резки. Они являются типичными труднообрабатываемыми материалами (морфология микроструктуры см. Рисунок 2а) [7]. Основными характеристиками высокотемпературных сплавов являются высокая пластичность и прочность, плохая теплопроводность и большое количество плотного твердого раствора внутри [8]. Пластическая деформация во время резки вызывает сильное искажение решетки, высокое сопротивление деформации, большое усилие резания и явление сильного холодного упрочнения, которые также являются типичными труднообрабатываемыми материалами (морфология микроструктуры см. Рисунок 2б). Поэтому очень важно разработать эффективную и точную технологию резки для труднообрабатываемых материалов, таких как титановые сплавы и жаропрочные сплавы. Для того чтобы добиться эффективной и точной обработки труднообрабатываемых материалов, отечественные и зарубежные ученые провели глубокие исследования с точки зрения инновационных методов резки, оптимальных материалов для инструментов обработки и оптимизированных параметров резки.

2.1 Инновации в методах обработки резанием

С точки зрения инновационных исследований и разработок методов резки ученые внедрили вспомогательные средства, такие как лазерный нагрев и криогенное охлаждение, для улучшения обрабатываемости материалов и достижения эффективной резки. Принцип работы обработки с помощью лазерного нагрева [9] (см. рисунок 3а) заключается в фокусировке мощного лазерного луча на поверхности заготовки перед режущей кромкой, размягчении материала путем локального нагрева луча, снижении предела текучести материала, тем самым снижая силу резания и износ инструмента, а также улучшая качество и эффективность резки. Обработка с помощью криогенного охлаждения [10] (см. рисунок 3б) использует жидкий азот, углекислый газ высокого давления и другие охлаждающие среды для распыления на режущую часть для охлаждения процесса резки, избегая проблемы чрезмерной локальной температуры резки, вызванной плохой теплопроводностью материала, и делая заготовку локально холодной и хрупкой, тем самым усиливая эффект стружкодробления. Компания Nuclear AMRC в Великобритании успешно использовала углекислый газ высокого давления для охлаждения процесса обработки титанового сплава. По сравнению с сухим состоянием резания анализ показывает, что обработка с помощью криогенного охлаждения может не только снизить силу резания и улучшить качество поверхности резания, но также эффективно снизить износ инструмента и увеличить срок его службы. Кроме того, обработка с помощью ультразвуковой вибрации [11, 12] (см. рисунок 3c) также является эффективным методом для эффективной резки труднообрабатываемых материалов. Применяя высокочастотные вибрации малой амплитуды к инструменту, достигается прерывистое разделение между инструментом и заготовкой во время процесса обработки, что изменяет механизм удаления материала, повышает стабильность динамического резания, эффективно предотвращает трение между инструментом и обрабатываемой поверхностью, снижает температуру резания и силу резания, снижает значения шероховатости поверхности и снижает износ инструмента. Его превосходные технологические эффекты получили широкое внимание.

2.2 Выбор инструментальных материалов

Для труднообрабатываемых материалов, таких как титановые сплавы, оптимизация материалов инструмента может эффективно улучшить результаты резки [8, 13]. Исследования показали, что для обработки титановых сплавов можно выбирать различные инструменты в зависимости от скорости обработки. Для низкоскоростной резки используется быстрорежущая сталь с высоким содержанием кобальта, для среднескоростной резки используются инструменты из твердого сплава с покрытием из оксида алюминия, а для высокоскоростной резки используются инструменты из кубического нитрида бора (CBN); для обработки высокотемпературных сплавов следует использовать для обработки инструменты из быстрорежущей стали с высоким содержанием ванадия или твердого сплава YG с высокой твердостью и хорошей износостойкостью.

2.3 Оптимальные параметры резки

Параметры резания также являются важным фактором, влияющим на эффект обработки. Использование соответствующих параметров резания для соответствующих материалов может эффективно улучшить качество и эффективность обработки. Если взять в качестве примера параметр скорости резания, то низкая скорость резания может легко образовать нарост на кромке на поверхности материала, что снижает точность обработки поверхности; высокая скорость резания может легко вызвать накопление тепла, вызывая ожоги заготовки и инструмента. В связи с этим группа профессора Чжай Юаньшэна из Харбинского университета науки и технологий проанализировала механические и физические свойства обычно используемых труднообрабатываемых материалов и обобщила рекомендуемую таблицу скоростей резания для труднообрабатываемых материалов с помощью экспериментов по ортогональной обработке [14] (см. Таблицу 1). Использование инструментов и скоростей резания, рекомендованных в таблице для обработки, может эффективно снизить дефекты обработки и износ инструмента, а также улучшить качество обработки.

3 Технология точной обработки на станках с ЧПУ для сложных поверхностей лезвий

В последние годы, с быстрым развитием авиационной промышленности и растущим спросом на рынке, требования к эффективной и точной обработке тонкостенных лопаток все больше возрастают, и спрос на высокоточную технологию управления деформацией становится все более актуальным. В контексте интеллектуальной производственной технологии объединение современных электронных информационных технологий для достижения интеллектуального управления деформацией и вибрацией обработки лопаток авиационных двигателей стало горячей темой для многих исследователей. Внедрение интеллектуальных систем ЧПУ в прецизионную обработку сложных криволинейных поверхностей лопаток и активная компенсация ошибок в процессе обработки на основе интеллектуальных систем ЧПУ может эффективно подавлять деформацию и вибрацию.

Для активной компенсации ошибок в процессе обработки, чтобы достичь оптимизации и контроля параметров обработки, таких как траектория инструмента, необходимо сначала получить влияние параметров процесса на деформацию обработки и вибрацию. Существует два обычно используемых метода: один заключается в анализе и обосновании результатов каждого прохода инструмента посредством измерения на станке и анализа ошибок [15]; другой заключается в создании модели прогнозирования для деформации обработки и вибрации с помощью таких методов, как динамический анализ [16], моделирование конечных элементов [17], эксперименты [18] и нейронные сети [19] (см. рисунок 4).

На основе вышеприведенной модели прогнозирования или технологии измерения на станке люди могут оптимизировать и даже контролировать параметры обработки в режиме реального времени. Основное направление заключается в компенсации ошибок, вызванных деформацией и вибрацией, путем перепланирования траектории инструмента. Обычно используемый метод в этом направлении - «метод зеркальной компенсации» [20] (см. Рисунок 5). Этот метод компенсирует деформацию одного реза путем коррекции номинальной траектории инструмента. Однако одна компенсация приведет к новой деформации обработки. Поэтому необходимо установить итеративную связь между силой резания и деформацией обработки с помощью нескольких компенсаций, чтобы исправить деформацию одну за другой. В дополнение к методу активной компенсации ошибок, основанному на планировании траектории инструмента, многие ученые также изучают, как контролировать деформацию и вибрацию путем оптимизации и управления параметрами резания и параметрами инструмента. Для резки определенного типа лопатки авиационного двигателя параметры обработки были изменены для нескольких раундов ортогональных испытаний. На основе данных испытаний было проанализировано влияние каждого параметра резания и параметра инструмента на деформацию обработки лезвия и реакцию вибрации [21-23]. Была создана эмпирическая модель прогнозирования для оптимизации параметров обработки, эффективного снижения деформации обработки и подавления вибрации резки.

На основе вышеперечисленных моделей и методов многие компании разработали или усовершенствовали системы ЧПУ обрабатывающих центров с ЧПУ для достижения адаптивного управления параметрами обработки тонкостенных деталей в реальном времени. Оптимальная фрезерная система израильской компании OMAT [24] является типичным представителем в этой области. Она в основном регулирует скорость подачи с помощью адаптивной технологии для достижения цели фрезерования с постоянной силой и реализации высокоэффективной и высококачественной обработки сложных изделий. Кроме того, Beijing Jingdiao также применила аналогичную технологию в классическом техническом случае завершения гравировки рисунка поверхности яичной скорлупы с помощью адаптивной компенсации измерения на станке [25]. THERRIEN из GE в Соединенных Штатах [26] предложила метод коррекции в реальном времени для кодов обработки с ЧПУ во время обработки, который предоставил основные технические средства для адаптивной обработки и управления в реальном времени сложными тонкостенными лопатками. Автоматизированная система ремонта компонентов турбин авиационных двигателей Европейского союза (AROSATEC) реализует адаптивное прецизионное фрезерование после ремонта лопатки методом аддитивного производства и применяется при ремонте лопаток немецкой компанией MTU и ирландской компанией SIFCO [27].

4. Повышение жесткости обработки на основе интеллектуального технологического оборудования

Использование интеллектуального технологического оборудования для повышения жесткости технологической системы и улучшения характеристик демпфирования также является эффективным способом подавления деформации и вибрации обработки тонкостенных лопаток, повышения точности обработки и улучшения качества поверхности. В последние годы большое количество различного технологического оборудования использовалось при обработке различных типов лопаток авиационных двигателей [28]. Поскольку лопатки авиационных двигателей, как правило, имеют тонкостенные и нерегулярные структурные характеристики, небольшую площадь зажима и позиционирования, низкую жесткость обработки и локальную деформацию под действием нагрузок резания, оборудование для обработки лопаток обычно применяет вспомогательную опору для заготовки на основе удовлетворения принципа шеститочечного позиционирования [29] для оптимизации жесткости технологической системы и подавления деформации обработки. Тонкостенные и нерегулярные криволинейные поверхности выдвигают два требования к позиционированию и зажиму инструмента: во-первых, зажимное усилие или контактное усилие инструмента должно быть распределено как можно равномернее на криволинейной поверхности, чтобы избежать серьезной локальной деформации заготовки под действием зажимного усилия; во-вторых, позиционирование, зажим и вспомогательные опорные элементы инструмента должны лучше соответствовать сложной криволинейной поверхности заготовки для создания равномерной силы контакта поверхности в каждой точке контакта. В ответ на эти два требования ученые предложили гибкую систему инструмента. Гибкие системы инструмента можно разделить на гибкие инструменты с изменением фазы и адаптивные гибкие инструменты. Гибкие инструменты с изменением фазы используют изменения жесткости и демпфирования до и после изменения фазы жидкости: жидкость в жидкой фазе или подвижной фазе имеет низкую жесткость и демпфирование и может адаптироваться к сложной криволинейной поверхности заготовки под низким давлением. После этого жидкость преобразуется в твердую фазу или консолидируется внешними силами, такими как электричество/магнетизм/тепло, и жесткость и демпфирование значительно улучшаются, тем самым обеспечивая равномерную и гибкую поддержку заготовки и подавляя деформацию и вибрацию.

Технологическое оборудование в традиционной технологии обработки лопаток авиационных двигателей заключается в использовании материалов с изменяемой фазой, таких как сплавы с низкой температурой плавления, для заполнения вспомогательной поддержки. То есть после того, как заготовка заготовки размещена и зажата в шести точках, опорная точка позиционирования заготовки отливается в литейный блок через сплав с низкой температурой плавления, чтобы обеспечить вспомогательную поддержку заготовки, и сложное позиционирование точки преобразуется в обычное позиционирование поверхности, а затем выполняется прецизионная обработка детали, подлежащей обработке (см. Рисунок 6). Этот метод процесса имеет очевидные недостатки: преобразование опорной точки позиционирования приводит к снижению точности позиционирования; подготовка производства усложняется, а литье и плавление сплава с низкой температурой плавления также приводит к проблемам с остатками и очисткой на поверхности заготовки. В то же время условия литья и плавления также относительно плохие [30]. Для устранения вышеуказанных дефектов процесса распространенным методом является введение многоточечной опорной структуры в сочетании с материалом с изменяемой фазой [31]. Верхний конец опорной конструкции контактирует с заготовкой для позиционирования, а нижний конец погружается в камеру сплава с низкой температурой плавления. Гибкая вспомогательная поддержка достигается на основе характеристик фазового перехода сплава с низкой температурой плавления. Хотя введение опорной конструкции может избежать дефектов поверхности, вызванных контактом сплавов с низкой температурой плавления с лезвиями, из-за ограничений производительности материалов с фазовым переходом гибкая оснастка с фазовым переходом не может одновременно отвечать двум основным требованиям высокой жесткости и высокой скорости отклика, и ее трудно применять для высокоэффективного автоматизированного производства.

Чтобы устранить недостатки гибкой оснастки с фазовым переходом, многие ученые включили концепцию адаптации в исследования и разработки гибкой оснастки. Адаптивная гибкая оснастка может адаптивно соответствовать сложным формам лезвия и возможным ошибкам формы с помощью электромеханических систем. Чтобы гарантировать, что контактное усилие равномерно распределено по всему лезвию, оснастка обычно использует многоточечные вспомогательные опоры для формирования опорной матрицы. Команда Ван Хуэя в Университете Цинхуа предложила многоточечное гибкое вспомогательное технологическое оборудование для поддержки, подходящее для обработки лезвий почти чистой формы [32, 33] (см. Рисунок 7). Оснастка использует несколько гибких зажимных элементов для материала, чтобы помочь в поддержке поверхности лезвия почти чистой формы, увеличивая площадь контакта ​​каждая контактная область и обеспечение равномерного распределения силы зажима на каждой контактной части и на всем лезвии, тем самым повышая жесткость технологической системы и эффективно предотвращая локальную деформацию лезвия. Инструмент имеет несколько пассивных степеней свободы, которые могут адаптивно соответствовать форме лезвия и его погрешности, избегая при этом чрезмерного позиционирования. Помимо достижения адаптивной поддержки с помощью гибких материалов, принцип электромагнитной индукции также применяется к исследованиям и разработкам адаптивного гибкого инструмента. Команда Ян Ицина в Пекинском университете аэронавтики и астронавтики изобрела вспомогательное опорное устройство, основанное на принципе электромагнитной индукции [34]. Инструмент использует гибкую вспомогательную опору, возбуждаемую электромагнитным сигналом, который может изменять характеристики демпфирования технологической системы. Во время процесса зажима вспомогательная опора адаптивно соответствует форме заготовки под действием постоянного магнита. Во время обработки вибрация, создаваемая заготовкой, будет передаваться на вспомогательную опору, а обратная электромагнитная сила будет возбуждаться в соответствии с принципом электромагнитной индукции, тем самым подавляя вибрацию обработки тонкостенной заготовки.

В настоящее время в процессе проектирования технологического оборудования для оптимизации компоновки многоточечных вспомогательных опор обычно используются конечно-элементный анализ, генетический алгоритм и другие методы [35]. Однако результат оптимизации обычно может гарантировать только то, что деформация обработки в одной точке будет минимизирована, и не может гарантировать, что тот же эффект подавления деформации может быть достигнут в других деталях обработки. В процессе обработки лопаток обычно выполняется серия проходов инструмента на заготовке на одном и том же станке, но требования к зажиму для обработки разных деталей различны и могут даже меняться во времени. Для статического метода многоточечной опоры, если жесткость технологической системы улучшается за счет увеличения количества вспомогательных опор, с одной стороны, масса и объем оснастки увеличатся, а с другой стороны, пространство перемещения инструмента будет сжато. Если положение вспомогательной опоры сбрасывается при обработке разных деталей, процесс обработки неизбежно будет прерван, а эффективность обработки снизится. Поэтому было предложено оборудование для последующего процесса [36-38], которое автоматически регулирует схему поддержки и силу поддержки в режиме онлайн в соответствии с процессом обработки. Оборудование для последующего процесса (см. Рисунок 8) может обеспечить динамическую поддержку посредством скоординированного взаимодействия инструмента и оснастки на основе траектории инструмента и изменений рабочих условий изменяющегося во времени процесса резки до начала любой процедуры обработки: сначала переместите вспомогательную поддержку в положение, которое помогает подавить текущую деформацию обработки, так что область обработки заготовка активно поддерживается, в то время как другие ее части остаются на месте с минимальным контактом, тем самым обеспечивая соответствие изменяющимся во времени требованиям к зажиму в процессе обработки.

Для дальнейшего повышения адаптивной динамической опорной способности технологического оборудования, соответствия более сложным требованиям к зажиму в процессе обработки, а также повышения качества и эффективности производства по обработке лопаток последующая вспомогательная опора расширена до группы, образованной несколькими динамическими вспомогательными опорами. Каждая динамическая вспомогательная опора необходима для координации действий и автоматического и быстрого восстановления контакта между группой опор и заготовкой в ​​соответствии с изменяющимися во времени требованиями производственного процесса. Процесс реконструкции не нарушает позиционирования всей заготовки и не вызывает локальных смещений или вибраций. Технологическое оборудование, основанное на этой концепции, называется самореконфигурируемой групповой арматурой [39], которая обладает преимуществами гибкости, реконфигурируемости и автономности. Самонастраиваемое групповое приспособление может размещать несколько вспомогательных опор в разных положениях на поддерживаемой поверхности в соответствии с требованиями производственного процесса и может адаптироваться к заготовкам сложной формы с большой площадью, обеспечивая при этом достаточную жесткость и исключая лишние опоры. Принцип работы приспособления заключается в том, что контроллер посылает инструкции согласно запрограммированной программе, а подвижное основание перемещает опорный элемент в целевое положение согласно инструкциям. Опорный элемент адаптируется к локальной геометрической форме заготовки, обеспечивая податливую поддержку. Динамические характеристики (жесткость и демпфирование) области контакта между отдельным элементом опоры и локальной заготовкой можно контролировать, изменяя параметры элемента опоры (например, элемент гидравлической опоры обычно может изменять входное гидравлическое давление для изменения характеристик контакта). Динамические характеристики технологической системы формируются путем сопряжения динамических характеристик контактной зоны между несколькими опорными элементами и заготовкой и связаны с параметрами каждого опорного элемента и компоновкой группы опорных элементов. При проектировании схемы реконструкции многоточечной опоры самореконфигурируемого группового приспособления необходимо учитывать следующие три вопроса: адаптация к геометрической форме заготовки, быстрое изменение положения опорных элементов и скоординированное взаимодействие нескольких опорных точек [40]. Таким образом, при использовании самонастраиваемого группового приспособления необходимо использовать форму заготовки, характеристики нагрузки и присущие граничные условия в качестве входных данных для решения задачи компоновки многоточечной опоры и параметров опоры при различных условиях обработки, планировать траекторию перемещения многоточечной опоры, генерировать управляющий код из результатов решения и импортировать его в контроллер. В настоящее время отечественные и зарубежные ученые провели ряд исследований и попыток создания самореконфигурируемых групповых светильников. За рубежом в рамках проекта ЕС SwarmItFIX была разработана новая высокоадаптируемая самоперестраиваемая система приспособлений [41], которая использует набор мобильных вспомогательных опор для свободного перемещения по верстаку и изменения положения в реальном времени для лучшей поддержки обрабатываемых деталей. Прототип системы SwarmItFIX был реализован в данном проекте (см. рис. 9а) и испытан на площадке итальянского производителя самолетов. В Китае группа Ван Хуэя из Университета Цинхуа разработала рабочий стол с четырехточечным зажимом, которым можно управлять совместно со станком [42] (см. рисунок 9b). Этот верстак может поддерживать консольный шип и автоматически исключать попадание инструмента во время точной обработки шипа турбинной лопатки.

5 Обсуждение будущих тенденций развития

5.1 Новые материалы

Поскольку требования к соотношению тяги к весу авиационных двигателей продолжают расти, количество деталей постепенно уменьшается, а уровень напряжения деталей становится все выше и выше. Эксплуатационные характеристики двух основных традиционных высокотемпературных конструкционных материалов достигли своего предела. В последние годы новые материалы для лопаток авиационных двигателей быстро развиваются, и все больше и больше высокопроизводительных материалов используются для изготовления тонкостенных лопаток. Среди них, γ-Сплав TiAl[43] обладает прекрасными свойствами, такими как высокая удельная прочность, высокая термостойкость и хорошая стойкость к окислению. В то же время его плотность составляет 3.9 г/см3, что составляет всего половину плотности высокотемпературных сплавов. В будущем он имеет большой потенциал в качестве лезвия в диапазоне температур 700-800 ℃),. Хотя γ-Сплав TiAl обладает превосходными механическими свойствами, его высокая твердость, низкая теплопроводность, низкая вязкость разрушения и высокая хрупкость приводят к плохой целостности поверхности и низкой точности γ-TiAl сплав материала во время резки, что серьезно влияет на срок службы деталей. Поэтому исследование обработки γ-Сплав TiAl имеет важное теоретическое значение и ценность и является важным направлением исследований в современной технологии обработки лезвий.

5.2 Адаптивная обработка, изменяющаяся во времени

Лопатки авиационных двигателей имеют сложные криволинейные поверхности и требуют высокой точности формы. В настоящее время их прецизионная обработка в основном использует геометрические адаптивные методы обработки, основанные на планировании траектории и реконструкции модели. Этот метод может эффективно снизить влияние ошибок, вызванных позиционированием, зажимом и т. д., на точность обработки лопатки. Влияние. Однако из-за неравномерной толщины заготовки лопатки штамповки глубина резания в разных областях инструмента различается в процессе резки в соответствии с запланированной траекторией, что привносит неопределенные факторы в процесс резки и влияет на стабильность обработки. В будущем в процессе адаптивной обработки с ЧПУ следует лучше отслеживать фактические изменения состояния обработки [44], тем самым значительно повышая точность обработки сложных криволинейных поверхностей и формируя метод адаптивной обработки с изменяющимся во времени управлением, который регулирует параметры резания на основе данных обратной связи в реальном времени.

5.3 Интеллектуальное технологическое оборудование

Как самый большой тип деталей в двигателе, эффективность производства лопаток напрямую влияет на общую эффективность производства двигателя, а качество производства лопаток напрямую влияет на производительность и срок службы двигателя. Поэтому интеллектуальная прецизионная обработка лопаток стала направлением развития производства лопаток двигателей в современном мире. Исследования и разработки станков и технологического оборудования являются ключом к реализации интеллектуальной обработки лопаток. С развитием технологии ЧПУ уровень интеллекта станков быстро повысился, а производительность обработки и производства значительно возросла. Поэтому исследования и разработки и инновации интеллектуального технологического оборудования являются важным направлением развития для эффективной и точной обработки тонкостенных лопаток. Высокоинтеллектуальные станки с ЧПУ объединяются с технологическим оборудованием для формирования интеллектуальной системы обработки лопаток (см. Рисунок 10), которая реализует высокоточную, высокоэффективную и адаптивную обработку тонкостенных лопаток с ЧПУ.