Технологія та обладнання прецизійної обробки тонкостінних, спеціальної форми та складних лопаток авіаційних двигунів

Як ключовий компонент для досягнення продуктивності авіаційних двигунів, лопаті мають типові характеристики, такі як тонкостінні, спеціальної форми, складні структури, складні для обробки матеріали та високі вимоги до точності обробки та якості поверхні. Як досягти точної та ефективної обробки лопатей є головною проблемою в сучасній галузі виробництва авіаційних двигунів. Завдяки аналізу ключових факторів, що впливають на точність обробки лопатей, всебічно узагальнюється поточний стан досліджень технології та обладнання для точної обробки лопатей, а також прогнозується тенденція розвитку технології обробки лопатей авіаційних двигунів.

В аерокосмічній промисловості легкі, високоміцні тонкостінні деталі широко використовуються і є ключовими компонентами для досягнення продуктивності важливого обладнання, такого як авіаційні двигуни [1]. Наприклад, лопаті вентилятора з титанового сплаву авіаційних двигунів з великим ступенем двоконтурності (див. рис. 1) можуть мати довжину до 1 метра, зі складними профілями лопатей і структурою демпфуючої платформи, а товщина найтоншої частини становить лише 1.2 мм, що є типовою великогабаритною тонкостінною деталлю спеціальної форми [2]. Як типова тонкостінна деталь слабкої жорсткості спеціальної форми, лезо під час обробки схильне до деформації та вібрації [3]. Ці проблеми серйозно впливають на точність обробки та якість поверхні леза.

Продуктивність двигуна значною мірою залежить від рівня виготовлення лопатей. Під час роботи двигуна лопаті повинні працювати стабільно в екстремальних робочих середовищах, таких як висока температура і високий тиск. Для цього необхідно, щоб матеріал леза мав хорошу міцність, стійкість до втоми, стійкість до високотемпературної корозії та забезпечував структурну стабільність [2]. Зазвичай для лопатей авіаційних двигунів використовують титанові сплави або жароміцні сплави. Однак титанові сплави та високотемпературні сплави погано піддаються обробці. Під час процесу різання сила різання велика, і інструмент швидко зношується. Зі збільшенням зносу інструменту сила різання буде ще більше збільшуватися, що призведе до більш серйозних деформацій обробки та вібрації, що призведе до низької точності розмірів і поганої якості поверхні деталей. Щоб задовольнити вимоги до експлуатаційних характеристик двигуна в екстремальних умовах роботи, точність обробки та якість поверхні лез надзвичайно високі. Візьмемо як приклад лопаті вентилятора з титанового сплаву, які використовуються в турбовентиляторному двигуні вітчизняного виробництва з високим ступенем двоконтурності, загальна довжина лопаті становить 681 мм, а товщина менше 6 мм. Вимоги до профілю від -0.12 до +0.03 мм, точність розмірів впускної та випускної кромок від -0.05 до +0.06 мм, похибка кручення секції лопаті в межах ±10', а значення шорсткості поверхні Ra краще ніж 0.4μм. Зазвичай для цього потрібна точна обробка на п’ятиосьовому верстаті з ЧПК. Однак через низьку жорсткість леза, складну структуру та складні для обробки матеріали, щоб забезпечити точність і якість обробки, технологічний персонал повинен кілька разів регулювати параметри різання під час процесу обробки, що серйозно обмежує продуктивність обробного центру з ЧПК і призводить до величезних втрат ефективності [4]. Таким чином, із швидким розвитком технології обробки з ЧПК, як досягти контролю деформації та придушення вібрації для обробки тонкостінних деталей і повністю використовувати можливості обробки на обробних центрах з ЧПК, стало гострою потребою передових виробничих компаній.

Дослідження технології контролю деформації тонкостінних слабких жорстких деталей привертають увагу інженерів і дослідників протягом тривалого часу. У ранній виробничій практиці люди часто використовують стратегію ватерлінії поперемінного фрезерування з обох сторін тонкостінних конструкцій, що може легко зменшити несприятливий вплив деформації та вібрації на точність розмірів до певної міри. Крім того, існує також спосіб покращити жорсткість обробки шляхом встановлення збірних витратних конструкцій, таких як ребра підсилення.

Технологія різання важкорозкрійних матеріалів

Щоб відповідати вимогам стабільної роботи в умовах високої температури та високого тиску, зазвичай використовуваними матеріалами для лопатей авіаційних двигунів є титанові сплави або високотемпературні сплави. В останні роки титан-алюмінієві інтерметалічні сполуки також стали матеріалом для леза з великим потенціалом застосування. Титанові сплави мають такі характеристики, як низька теплопровідність, низька пластичність, низький модуль пружності та сильна спорідненість, що створює для них проблеми, такі як велика сила різання, висока температура різання, серйозне зміцнення та великий знос інструменту під час різання. Це типові матеріали, які важко різати (морфологія мікроструктури див. рис. 2а) [7]. Основними характеристиками жароміцних сплавів є висока пластичність і міцність, низька теплопровідність, велика кількість щільного твердого розчину всередині [8]. Пластична деформація під час різання спричиняє серйозне спотворення решітки, високу стійкість до деформації, велику силу різання та явище сильного холодного зміцнення, які також є типовими матеріалами, які важко різати (морфологія мікроструктури див. рис. 2b). Тому дуже важливо розробити ефективну та точну технологію різання матеріалів, які важко різати, таких як титанові сплави та високотемпературні сплави. Щоб досягти ефективної та точної обробки важкооброблюваних матеріалів, вітчизняні та зарубіжні вчені провели поглиблені дослідження з точки зору інноваційних методів різання, оптимальних матеріалів інструментів для обробки та оптимізованих параметрів різання.

2.1 Інновація методів обробки різанням

З точки зору інноваційних досліджень і розробки методів різання, вчені запровадили допоміжні засоби, такі як лазерне нагрівання та кріогенне охолодження, щоб покращити оброблюваність матеріалів і досягти ефективного різання. Принцип роботи обробки з допомогою лазерного нагріву [9] (див. Малюнок 3а) полягає у фокусуванні лазерного променя високої потужності на поверхні заготовки перед ріжучою кромкою, розм’якшення матеріалу шляхом локального нагрівання променя, зниження межі текучості матеріалу, тим самим зменшуючи силу різання та знос інструменту, а також покращуючи якість та ефективність різання. Обробка з допоміжним кріогенним охолодженням [10] (див. Малюнок 3b) використовує рідкий азот, вуглекислий газ під високим тиском та інші охолоджуючі середовища для розпилення ріжучої частини, щоб охолодити процес різання, уникнути проблеми надмірної локальної температури різання, спричиненої поганою теплопровідністю матеріалу, і зробити деталь локально холодною та крихкою, тим самим посилюючи ефект руйнування стружки. Компанія Nuclear AMRC у Великобританії успішно використала вуглекислий газ під високим тиском для охолодження процесу обробки титанового сплаву. Порівняно зі станом сухого різання аналіз показує, що обробка за допомогою кріогенного охолодження може не тільки зменшити силу різання та покращити якість поверхні різання, але й ефективно зменшити знос інструменту та збільшити термін служби інструменту. Крім того, ультразвукова вібраційна обробка [11, 12] (див. рис. 3c) також є ефективним методом ефективного різання матеріалів, які важко обробляти. Застосовуючи до інструменту вібрації високої частоти з малою амплітудою, під час процесу обробки досягається періодичне відокремлення між інструментом і деталлю, що змінює механізм видалення матеріалу, підвищує стабільність динамічного різання, ефективно запобігає тертю між інструментом і обробленою поверхнею, знижує температуру різання та силу різання, зменшує значення шорсткості поверхні та зменшує знос інструменту. Його відмінні результати процесу привернули широку увагу.

2.2 Підбір інструментальних матеріалів

Для матеріалів, які важко різати, таких як титанові сплави, оптимізація інструментальних матеріалів може ефективно покращити результати різання [8, 13]. Дослідження показали, що для обробки титанового сплаву можна вибрати різні інструменти відповідно до швидкості обробки. Для низькошвидкісного різання використовують висококобальтову швидкорізальну сталь, для середньошвидкісного — твердосплавні інструменти з покриттям з оксиду алюмінію, для високошвидкісного — інструменти з кубічного нітриду бору (CBN); для обробки високотемпературних сплавів слід використовувати інструменти з високорізальної сталі з високим вмістом ванадію або карбіду YG з високою твердістю та хорошою зносостійкістю.

2.3 Оптимальні параметри різання

Параметри різання також є важливим фактором, що впливає на ефект обробки. Використання відповідних параметрів різання для відповідних матеріалів може ефективно покращити якість і ефективність обробки. Взявши як приклад параметр швидкості різання, низька швидкість різання може легко утворити нарощену крайову область на поверхні матеріалу, знижуючи точність обробки поверхні; висока швидкість різання може легко спричинити накопичення тепла, викликаючи опіки заготовки та інструменту. У зв’язку з цим команда професора Чжая Юаньшена з Харбінського науково-технічного університету проаналізувала механічні та фізичні властивості матеріалів, які зазвичай використовуються важко для обробки, і узагальнила рекомендовану таблицю швидкостей різання для матеріалів, які важко обробляти, за допомогою експериментів з ортогональною обробкою [14] (див. таблицю 1). Використання інструментів і швидкостей різання, рекомендованих у таблиці для механічної обробки, може ефективно зменшити дефекти обробки та знос інструменту, а також покращити якість обробки.

3 Прецизійна технологія обробки з ЧПК для складних поверхонь лез

В останні роки, зі швидким розвитком авіаційної промисловості та зростанням ринкового попиту, вимоги до ефективної та точної обробки тонкостінних лопатей дедалі зростають, а попит на технологію контролю деформації з більш високою точністю стає все більш актуальним. У контексті технології інтелектуального виробництва поєднання сучасних електронних інформаційних технологій для досягнення інтелектуального контролю деформації та вібрації обробки лопатей авіаційного двигуна стало гарячою темою для багатьох дослідників. Впровадження інтелектуальних систем ЧПК у точну обробку складних криволінійних поверхонь лез та активна компенсація помилок у процесі обробки на основі інтелектуальних систем ЧПК може ефективно пригнічувати деформацію та вібрацію.

Для активної компенсації помилок у процесі обробки, щоб досягти оптимізації та контролю параметрів обробки, таких як траєкторія інструменту, необхідно спочатку отримати вплив параметрів процесу на деформацію та вібрацію обробки. Існує два широко використовувані методи: один полягає в аналізі та обґрунтуванні результатів кожного інструменту, що проходять через машинне вимірювання та аналіз помилок [15]; інший – створити прогнозну модель для деформації та вібрації механічної обробки за допомогою таких методів, як динамічний аналіз [16], моделювання кінцевими елементами [17], експерименти [18] та нейронні мережі [19] (див. рис. 4).

На основі наведеної вище моделі прогнозування або технології вимірювання на машині люди можуть оптимізувати та навіть контролювати параметри обробки в режимі реального часу. Основним напрямком є ​​компенсація похибок, спричинених деформацією та вібрацією, шляхом перепланування траєкторії інструменту. Зазвичай використовуваним методом у цьому напрямку є «метод дзеркальної компенсації» [20] (див. рис. 5). Цей метод компенсує деформацію окремого різання шляхом корекції номінальної траєкторії інструменту. Однак одна компенсація призведе до нової механічної деформації. Таким чином, необхідно встановити ітераційний зв’язок між силою різання та деформацією обробки за допомогою кількох компенсацій, щоб виправити деформацію одну за одною. На додаток до методу активної компенсації помилок, заснованого на плануванні траєкторії інструменту, багато вчених також вивчають, як контролювати деформацію та вібрацію шляхом оптимізації та контролю параметрів різання та параметрів інструменту. Для різання певного типу лопаті авіаційного двигуна параметри обробки були змінені для кількох раундів ортогональних випробувань. На основі даних випробувань було проаналізовано вплив кожного параметра різання та параметра інструменту на деформацію леза та вібраційну реакцію [21-23]. Було створено емпіричну модель прогнозування для оптимізації параметрів обробки, ефективного зменшення деформації обробки та придушення вібрації при різанні.

На основі вищевказаних моделей і методів багато компаній розробили або вдосконалили системи ЧПК обробних центрів з ЧПК для досягнення адаптивного контролю параметрів обробки тонкостінних деталей у режимі реального часу. Типовим представником у цій галузі є оптимальна система фрезерування ізраїльської компанії OMAT [24]. Він головним чином регулює швидкість подачі за допомогою адаптивної технології для досягнення мети фрезерування постійного зусилля та реалізації високоефективної та високоякісної обробки складних продуктів. Крім того, Beijing Jingdiao також застосував подібну технологію в класичному технічному випадку завершення гравіювання малюнка поверхні яєчної шкаралупи за допомогою адаптивної компенсації вимірювань на машині [25]. THERRIEN із GE у Сполучених Штатах [26] запропонував метод корекції в реальному часі для кодів обробки ЧПК під час обробки, який забезпечив базові технічні засоби для адаптивної обробки та керування складними тонкостінними лезами в реальному часі. Автоматизована система ремонту компонентів турбіни авіаційного двигуна Європейського Союзу (AROSATEC) реалізує адаптивне точне фрезерування після ремонту лопаті за допомогою адитивного виробництва, і була застосована у виробництві ремонту лопатей німецької компанії MTU та ірландської компанії SIFCO [27].

4. Підвищення жорсткості обробки на основі інтелектуального технологічного обладнання

Використання інтелектуального технологічного обладнання для підвищення жорсткості технологічної системи та покращення характеристик демпфування також є ефективним способом придушення деформації та вібрації обробки тонкостінних лез, підвищення точності обробки та покращення якості поверхні. В останні роки для обробки різних типів лопаток авіаційних двигунів використовується велика кількість різноманітного технологічного обладнання [28]. Оскільки лопаті авіаційних двигунів, як правило, мають тонкостінні та нерегулярні структурні характеристики, невелику площу затиску та позиціонування, низьку жорсткість обробки та локальну деформацію під дією різальних навантажень, обладнання для обробки лопатей зазвичай застосовує допоміжну підтримку заготовки на основі виконання принципу шеститочкового позиціонування [29] для оптимізації жорсткості технологічної системи та придушення деформації обробки. Тонкостінні та нерегулярні вигнуті поверхні висувають дві вимоги до позиціонування та затискання інструменту: по-перше, сила затиску або контактна сила інструменту повинна бути розподілена якомога рівномірніше на вигнутій поверхні, щоб уникнути серйозної локальної деформації заготовки під дією затискної сили; по-друге, позиціонування, затиск і допоміжні опорні елементи інструменту повинні краще узгоджуватися зі складною криволінійною поверхнею заготовки для створення рівномірної контактної сили поверхні в кожній точці контакту. У відповідь на ці дві вимоги вчені запропонували гнучку систему інструментів. Гнучкі інструментальні системи можна розділити на гнучкі інструменти зі зміною фази та адаптивні гнучкі інструменти. Гнучкий інструмент зміни фази використовує зміни жорсткості та демпфування до та після фазової зміни рідини: рідина в рідкій або рухомій фазі має низьку жорсткість та демпфування та може адаптуватися до складно вигнутої поверхні заготовки під низьким тиском. Після цього рідина перетворюється на тверду фазу або консолідується зовнішніми силами, такими як електрика/магнетизм/тепло, і жорсткість і амортизація значно покращуються, таким чином забезпечуючи рівномірну та гнучку опору для заготовки та пригнічуючи деформацію та вібрацію.

Технологічне обладнання в традиційній технології обробки лопатей авіаційних двигунів передбачає використання матеріалів зі зміною фази, таких як сплави з низькою температурою плавлення, для заповнення допоміжної опори. Тобто після того, як заготовка заготовки позиціонується та закріплюється в шести точках, контрольне позиціонування заготовки відливається в ливарний блок через сплав з низькою температурою плавлення, щоб забезпечити допоміжну опору для заготовки, і складне позиціонування точки перетворюється на звичайне позиціонування поверхні, а потім виконується точна обробка деталі, яка підлягає обробці (див. Малюнок 6). Цей метод процесу має очевидні недоліки: перетворення еталонного позиціонування призводить до зниження точності позиціонування; підготовка до виробництва є складною, а лиття та плавлення сплаву з низькою температурою плавлення також спричиняє проблеми із залишками та очищенням поверхні заготовки. У той же час умови лиття та плавлення також відносно погані [30]. Для вирішення вищезазначених дефектів процесу загальним методом є впровадження багатоточкової опорної структури в поєднанні з матеріалом зі зміною фази [31]. Верхній кінець опорної конструкції контактує з заготовкою для позиціонування, а нижній кінець занурюється в камеру сплаву з низькою температурою плавлення. Гнучка допоміжна опора досягається на основі характеристик зміни фази сплаву з низькою температурою плавлення. Хоча запровадження опорної структури може уникнути дефектів поверхні, спричинених контактом легкоплавких сплавів із лопатями, через обмеження продуктивності матеріалів зі зміною фази гнучкі інструменти для зміни фази не можуть одночасно відповідати двом основним вимогам високої жорсткості та високої швидкості відгуку, і їх важко застосувати до високоефективного автоматизованого виробництва.

Щоб усунути недоліки гнучкого інструменту зі зміною фази, багато вчених включили концепцію адаптації в дослідження та розробку гнучкого інструменту. Адаптивні гнучкі інструменти можуть адаптивно підбирати складні форми леза та можливі помилки форми за допомогою електромеханічних систем. Щоб гарантувати, що контактна сила рівномірно розподіляється по всьому лезу, інструмент зазвичай використовує багатоточкові допоміжні опори для формування опорної матриці. Команда Ван Хуея з Університету Цінхуа запропонувала багатоточкове гнучке допоміжне технологічне обладнання, придатне для обробки лопатей майже чистої форми [32, 33] (див. рис. 7). Інструмент використовує кілька гнучких затискних елементів, які допомагають підтримувати поверхню леза майже сітчастої форми, збільшуючи площу контакту ​​кожну контактну зону та забезпечення рівномірного розподілу затискної сили на кожній контактній частині та всьому лезі, тим самим покращуючи жорсткість технологічної системи та ефективно запобігаючи локальній деформації леза. Інструмент має кілька пасивних ступенів свободи, які можуть адаптуватись до форми леза та його похибки, уникаючи надмірного позиціонування. На додаток до досягнення адаптивної підтримки за допомогою гнучких матеріалів, принцип електромагнітної індукції також застосовується для дослідження та розробки адаптивного гнучкого інструменту. Команда Ян Іціна з Пекінського університету аеронавтики та астронавтики винайшла допоміжний опорний пристрій, заснований на принципі електромагнітної індукції [34]. Інструмент використовує гнучку допоміжну опору, збуджену електромагнітним сигналом, який може змінювати характеристики демпфування технологічної системи. У процесі затискання допоміжна опора адаптивно налаштовує форму заготовки під дією постійного магніту. Під час обробки вібрація, створювана заготовкою, буде передаватись на допоміжну опору, а зворотна електромагнітна сила збуджуватиметься відповідно до принципу електромагнітної індукції, тим самим пригнічуючи вібрацію тонкостінної обробки заготовки.

В даний час в процесі проектування технологічного обладнання для оптимізації компонування багатоточкових допоміжних опор зазвичай використовують кінцево-елементний аналіз, генетичний алгоритм та інші методи [35]. Однак результат оптимізації зазвичай може лише гарантувати, що деформація обробки в одній точці мінімізується, і не може гарантувати, що такого ж ефекту придушення деформації можна досягти в інших частинах обробки. У процесі обробки леза серія проходів інструменту зазвичай виконується на заготовці на тому самому верстаті, але вимоги до затиску для обробки різних деталей різні і можуть навіть змінюватися в часі. Для методу статичної багатоточкової опори, якщо жорсткість технологічної системи покращується за рахунок збільшення кількості допоміжних опор, з одного боку, маса та об’єм інструменту збільшиться, а з іншого боку, простір руху інструменту буде стиснутий. Якщо положення допоміжної опори скидається під час обробки різних деталей, процес обробки неминуче буде перервано, а ефективність обробки буде знижена. Тому було запропоновано наступне технологічне обладнання [36-38], яке автоматично регулює схему опори та силу підтримки в режимі он-лайн відповідно до процесу обробки. Обладнання для подальшого процесу (див. Малюнок 8) може досягати динамічної підтримки за допомогою скоординованої взаємодії інструменту та інструменту на основі траєкторії інструменту та змін робочих умов змінного в часі процесу різання перед початком будь-якої процедури обробки: спочатку перемістіть допоміжну опору в положення, яке допомагає придушити поточну деформацію обробки, щоб зона обробки заготовка активно підтримується, тоді як інші частини заготовки залишаються на місці з якомога меншим контактом, таким чином відповідаючи змінним у часі вимогам затиску під час процесу обробки.

Для подальшого покращення можливостей адаптивної динамічної підтримки технологічного обладнання, відповідності складнішим вимогам до затиску в процесі обробки та покращення якості та ефективності виробництва обробки лез, подальша допоміжна опора розширена в групу, утворену кількома динамічними допоміжними опорами. Кожна динамічна допоміжна опора потрібна для координації дій та автоматичної та швидкої реконструкції контакту між опорною групою та деталлю відповідно до змінних у часі вимог виробничого процесу. Процес реконструкції не заважає позиціонуванню всієї заготовки та не викликає локального зміщення або вібрації. Технологічне обладнання, засноване на цій концепції, називається самореконфігурованим груповим приладом [39], який має переваги гнучкості, реконфігурації та автономності. Групове пристосування, що самостійно реконфігурується, може розміщувати кілька допоміжних опор у різних положеннях на опорній поверхні відповідно до вимог виробничого процесу та адаптуватися до заготовок складної форми з великою площею, забезпечуючи при цьому достатню жорсткість і усуваючи зайві опори. Принцип роботи пристосування полягає в тому, що контролер передає інструкції за запрограмованою програмою, а мобільна база приводить опорний елемент у цільове положення згідно з інструкціями. Опорний елемент адаптується до локальної геометричної форми заготовки, щоб досягти податливої ​​опори. Динамічні характеристики (жорсткість і демпфування) контактної зони між одним опорним елементом і локальною деталлю можна контролювати, змінюючи параметри опорного елемента (наприклад, гідравлічний опорний елемент зазвичай може змінювати вхідний гідравлічний тиск, щоб змінити характеристики контакту). Динамічні характеристики технологічної системи формуються зв’язком динамічних характеристик контактної зони між декількома опорними елементами та деталлю та пов’язані з параметрами кожного опорного елемента та розташуванням групи опорних елементів. Розробка схеми реконструкції багатоточкової опори самореконфігурованого групового пристосування повинна враховувати наступні три питання: адаптація до геометричної форми заготовки, швидке перепозиціонування опорних елементів і скоординована взаємодія кількох опорних точок [40]. Таким чином, при використанні самореконфігурованого групового пристосування необхідно використовувати форму заготовки, характеристики навантаження та властиві граничні умови як вхідні дані для вирішення схеми багатоточкової опори та параметрів опори за різних умов обробки, планування шляху переміщення багатоточкової опори, генерації керуючого коду з результатів рішення та імпорту його в контролер. На даний момент вітчизняними та зарубіжними вченими проведено певні дослідження та спроби самореконфігурованих групових світильників. У зарубіжних країнах проект ЄС SwarmItFIX розробив нову високоадаптивну самореконфігуровану систему кріплень [41], яка використовує набір мобільних допоміжних опор для вільного переміщення на робочому столі та зміни позиції в режимі реального часу для кращої підтримки оброблених деталей. Прототип системи SwarmItFIX був реалізований у цьому проекті (див. рисунок 9а) і випробуваний на місці італійського виробника літаків. У Китаї команда Ван Хуея з Університету Цінхуа розробила верстак із чотириточковою затискною опорою, яким можна керувати разом із верстатом [42] (див. Малюнок 9b). Цей верстак може підтримувати консольний шип і автоматично уникати інструменту під час точної обробки шипа турбінної лопатки.

5 Обговорення майбутніх тенденцій розвитку

5.1 Нові матеріали

У міру того, як вимоги до конструкції авіаційних двигунів щодо співвідношення тяги та ваги продовжують зростати, кількість деталей поступово зменшується, а рівень напруги деталей стає все вищим і вищим. Ефективність двох основних традиційних високотемпературних конструкційних матеріалів досягла своєї межі. В останні роки нові матеріали для лопатей авіаційних двигунів швидко розвиваються, і все більше і більше високоефективних матеріалів використовуються для виготовлення тонкостінних лопатей. Серед них γ-TiAl сплав[43] має чудові властивості, такі як висока питома міцність, стійкість до високих температур і хороша стійкість до окислення. При цьому його щільність становить 3.9 г/см3, що лише вдвічі менше, ніж у жароміцних сплавів. У майбутньому він має великий потенціал як лезо в діапазоні температур 700-800℃. Хоча γ-TiAl сплав має відмінні механічні властивості, його висока твердість, низька теплопровідність, низька в'язкість до руйнування та висока крихкість призводять до поганої цілісності поверхні та низької точності γ- Матеріал сплаву TiAl під час різання, що серйозно впливає на термін служби деталей. Тому обробка дослідження в γ-TiAl сплав має важливе теоретичне значення та цінність, і є важливим напрямком досліджень поточної технології обробки лез.

5.2 Змінна в часі адаптивна обробка

Лопаті авіаційних двигунів мають складні вигнуті поверхні і вимагають високої точності форми. В даний час їх прецизійна обробка в основному використовує геометричні адаптивні методи обробки, засновані на плануванні траєкторії та реконструкції моделі. Цей метод може ефективно зменшити вплив помилок, спричинених позиціонуванням, затисканням тощо, на точність обробки леза. Вплив. Однак через нерівномірну товщину заготовки леза для штампування глибина різання в різних областях інструменту різна під час процесу різання відповідно до запланованого шляху, що вносить невизначені фактори в процес різання та впливає на стабільність обробки. У майбутньому, під час процесу адаптивної обробки з ЧПК, зміни фактичного стану обробки повинні краще відстежуватися [44], тим самим значно покращуючи точність обробки складних криволінійних поверхонь і формуючи змінний у часі адаптивний метод обробки, який регулює параметри різання на основі даних зворотного зв’язку в реальному часі.

5.3 Інтелектуальне технологічне обладнання

Як найбільший тип деталей двигуна, ефективність виготовлення лопатей безпосередньо впливає на загальну ефективність виробництва двигуна, а якість виготовлення лопатей безпосередньо впливає на продуктивність і термін служби двигуна. Таким чином, інтелектуальна точна обробка лопатей стала напрямком розвитку виробництва лопатей двигунів у сучасному світі. Дослідження та розробка верстатів і технологічного обладнання є ключем до реалізації інтелектуальної обробки лез. З розвитком технології ЧПК рівень інтелекту верстатів швидко покращився, а обробка та виробнича потужність значно зросла. Тому дослідження, розробки та інновації інтелектуального технологічного обладнання є важливим напрямком розвитку для ефективної та точної обробки тонкостінних лез. Високоінтелектуальні верстати з ЧПК поєднуються з технологічним обладнанням для формування інтелектуальної системи обробки лез (див. Малюнок 10), яка реалізує високоточну, високоефективну та адаптивну обробку з ЧПК тонкостінних лез.