Analýza procesu obrábania veľkých titánových turbolopatiek

---

Lopatky ventilátora turboventilátorového motora s veľkým obtokovým pomerom dosiahli v podstate viac ako 500 mm, pokiaľ ide o dĺžku a veľkosť. Tento rozsiahly konštrukčný prvok spôsobuje, že odstredivá sila a vibračné namáhanie sú pri ich práci veľmi veľké, takže sa z neho stal aj veľký turbodúchadlový motor veľmi dôležitou súčasťou.

V súčasnosti mnoho turboventilátorových motorov stále používa vyspelejšie lopatky tlmiaceho ventilátora z titánovej zliatiny. Úzka a dlhá štruktúra tohto profilu čepele zvýrazňuje jeho slabú tuhosť v podobe tenkostennej štruktúry v smere chrbta kotliny. Nízka tuhosť konštrukcie a veľký povrch profilu, povaha materiálu, ktorý sa ťažko spracováva, má nepriaznivý vplyv na tradičné proces obrábania, čo sa intuitívne odráža v presnosti veľkosti obrysu a presnosti polohy profilu Je ťažké zaručiť, účinnosť ručného leštenia je nízka, náročnosť práce je veľká a typ listu je náchylný na spálenie a abláciu. 

Existencia vyššie uvedených problémov predstavuje prekážku pri výrobe čepelí. S vývojom a aplikáciou viacosového prepojenia CNC obrábanie technológiou a výskumom technológie obrábania tohto profilu čepele sa postupne prelomili úskalia obrábania tohto profilu čepele a úroveň kvality a efektivity obrábania sa dostala do relatívne ideálneho stavu.

---

Hlavná technologická cesta CNC obrábania veľkého profilu lopatiek ventilátora z titánovej zliatiny

Pri obrábaní veľkého profilu lopatky ventilátora z titánovej zliatiny, berúc do úvahy všetky aspekty tradičného procesu, jeho nepriaznivé účinky majú nasledujúce aspekty.

1. Vplyv materiálov

1. ▶ Zliatina titánu má malý modul pružnosti, ktorý ľahko spôsobí upínaciu deformáciu obrábania čepele; opotrebovanie čela boku počas obrábania je náchylné na zvýšenie reznej sily.
2. ▶ Zlá tepelná vodivosť, ručne leštené suché brúsenie ľahko spôsobí deformáciu napätím, popáleniny a abláciu.

2. Vplyv štruktúry čepele

1. ▶ Celková plocha obrábania profilu je veľká a presnosť spôsobená opotrebovaním počas celého procesu nástroja je značne ovplyvnená.
2. ▶ Ručné leštenie je z dôvodu nepohodlnej manipulácie náročné na prácu a presnosť obrábania je ťažké zaručiť.

3. Vplyv stavu vlny

Vplyvom materiálov a špecifikácií je ťažké dosiahnuť ideálne rozloženie okrajov, čo má za následok kolísanie reznej sily spôsobené nerovnomerným odstránením okraja profilu a deformáciou napätia.

4. Vplyv funkcií obrábacích strojov

1. ▶ Zakrivená štruktúra profilu čepele, smer rezu nástroja, skutočný uhol rezu a parametre rezu sú odlišné, čo vedie k zmenám reznej sily.
2. ▶ Zlé podmienky chladenia, nedostatočné chladenie a žiadne chladenie spôsobujú deformáciu tepelného napätia.

Zameraním sa na zložité faktory opracovania povrchu lopatiek veľkých ventilátorov z titánovej zliatiny, na základe komplexných výhod obrábania viacosovej spojovacej CNC technológie obrábania, je určená hlavná cesta obrábania: 

opracovanie čapu čepele a pomocného polohovacieho základu → profil čepele CNC hrubé frézovanie Obrábanie → Odľahčenie žíhania → Polohovanie Benchmark oprava → Numerické riadenie CNC frézovanie čepele → Finišovanie profilu. 

Celková myšlienka procesu stanovená vyššie uvedeným procesom je: povrchové CNC hrubé frézovanie odstraňuje väčšinu okrajov a proces dokončovacieho frézovania má ideálne rozloženie okrajov; CNC presné frézovanie profilu čepele zaisťuje geometriu profilu a presnosť polohy v podstate spĺňa požiadavky na konečnú presnosť čepele; konečná úprava profilu čepele zabezpečuje, že kvalita povrchovej vrstvy profilu zodpovedá požiadavkám.

Hlavné body CNC frézovania veľkého profilu lopatky ventilátora z titánovej zliatiny

Podľa celkových technologických požiadaviek profilu čepele musí frézovanie profilu čepele zabezpečiť, aby presnosť geometrickej polohy profilu v zásade vyhovovala konštrukčným požiadavkám a mala určitú kvalitu drsnosti povrchu. Súčasne sa na zlepšenie efektivity obrábania zameriava aj frézovanie profilov Work one. 

Podľa pochopenia charakteristík obrábania veľkého profilu lopatky ventilátora z titánovej zliatiny je potrebné komplexne zvážiť vplyv mnohých faktorov, ako sú zariadenia, nástroje, umiestnenie obrábania atď. Pre frézovanie veľkých lopatiek ventilátorov z titánovej zliatiny je potrebné zvoliť päťosové obrábacie centrum. Výber vyspelého päťosového centra na obrábanie čepelí zahŕňa vysokoúčinné obrábanie a možnosti zabezpečenia presnosti obrábania. 

Pre obrábanie profilov s veľkými zmenami zakrivenia možno funkciu uhla výkyvu vretena obrábacieho stroja dobre prispôsobiť požiadavkám konzistentnej reznej sily zodpovedajúcej zmene zakrivenia profilu. Vysokotlakový chladiaci systém obrábacieho stroja výrazne znižuje reznú teplotu a zabraňuje rýchlemu opotrebovaniu nástroja. , Aby obrábanie profilu mohlo dosiahnuť dobrú presnosť obrábania a kvalitu obrábania povrchu. Aby sa predišlo a znížilo torzné deformovanie počas upínania a rezania dlhej čepele, je potrebné zabezpečiť, aby sa otáčanie šachtačepele na prednom a zadnom konci zariadenia majú funkciu synchrónneho otáčania a účelom je zmeniť upínanie jedného konca a jedného konca tradičnej technológie obrábania čepele. 

Spôsob upínania s tesnou polohou, aby sa predišlo ohybovej deformácii počas upínania čepele a torznej deformácii profilu čepele v pozdĺžnom smere spôsobenej otáčaním jedného konca a následným otáčaním jedného konca počas otáčania čepele. Aby sa splnili požiadavky na polohovanie a upnutie čepele, pomocná polohovacia časť na zadnom konci čepele má prísne požiadavky na presnosť polohy vzhľadom na referenčnú polohu čapu na prednom konci. 

Po dokončení hrubovania profilu sa predná a zadná časť čepele v dôsledku deformácie napätia opraví. Po inštalácii prípravkov na obrábanie profilu čepele na rotačné hriadele na prednom a zadnom konci obrábacieho stroja a po zistení, že na rotačných hriadeľoch na prednom a zadnom konci obrábacieho stroja nie je chyba sústrednosti, sa presnosť inštalácie prednej a zadnej časti svietidlá sa zisťuje a upravuje pomocou špeciálneho tŕňa. Uistite sa, že svietidlá na oboch koncoch majú presný vzťah presnosti polohy, aby sa predišlo dodatočnému torznému namáhaniu spôsobenému funkciou synchrónneho otáčania prednej a zadnej rotačnej osi obrábacieho stroja v dôsledku nízkej presnosti upnutia obrábacieho stroja. svietidlá. Hrubé frézovanie profilu čepele má odstrániť veľký okraj a ponechať rovnomerný okraj obrábania pre dokončovanie. Podľa tohto predpokladu by obrábanie tohto procesu malo zabezpečiť vysokú efektivitu obrábania. Obrábacie centrum nožov s piatimi osami má funkciu širokého obrábania. 

Princíp spočíva v tom, že pri frézovaní ostria nie je os nástroja kolmá na dotyčnicu frézovaného hrotu alebo plochy, ale v smere nástroja a frézovaného hrotu alebo plochy. Normálny smer je pod určitým uhlom. Tento typ frézovania využíva valcovú stopkovú frézu a dráha frézovania je široký eliptický oblúk. V porovnaní s frézovaním guľovej hlavy sa frézuje rovnaká výška vrcholu profilu alebo plocha. Čo sa týka kvality, vzdialenosť medzi generovanými dráhami nástroja je oveľa väčšia. Preto má tento druh obrábania vysokú účinnosť obrábania. Pri samotnom obrábaní sa používa rotačná metóda obrábania, ktorá sa pohybuje z jedného konca na druhý koniec v dĺžke čepele, čiže metóda špirálového frézovania. Z hľadiska efektívnosti má metóda špirálového frézovania aj vyššiu efektivitu obrábania v porovnaní s metódou pozdĺžneho frézovania. Jemné frézovanie profilu čepele má dosiahnuť vyššiu geometrickú a polohovú presnosť a zároveň dosiahnuť, aby úroveň drsnosti profilu spĺňala určité požiadavky. Aby sa znížil vplyv „odskoku“ spôsobeného obrábaním materiálov zo zliatiny titánu a vplyv opotrebovania nástroja na presnosť obrábania pri obrábaní veľkoplošných profilov, nástroj musí byť ostrý a vyhnúť sa dlhodobému obrábaniu nástroja. Z tohto dôvodu, ak je to možné, použite na pozdĺžne frézovanie profilu čelnú frézu. Pozdĺžne frézovanie môže používať niekoľko nástrojov na frézovanie zadnej plochy čepele, plochy listu, nasávacej hrany a výstupnej hrany, aby sa predišlo opotrebovaniu spôsobenému rozsiahlym obrábaním jedného nástroja a aby sa dosiahla úroveň presnosti povrchu kotúča. čepeľ. 

Nekonzistentnosť prispieva ku konečnej úprave profilu. Pri frézovaní veľkej lopatky rotora ventilátora zo zliatiny titánu sú na zlepšenie rezných podmienok potrebné všetky opatrenia na zabránenie opotrebovania nástroja. Pokiaľ ide o výber materiálov nástroja a špecifikácie, celková valcová guľová fréza potiahnutá tvrdou zliatinou sa používa na spracovanie vnútornej strany okrajovej dosky čepele, vnútornej strany okrajovej dosky a prechodového oblúka profilu, uzavretie prechodového profilu k okrajovej doske 1. Pre sacie a výfukové hrany zvoľte stopkovú frézu s valcovou vložkou a čepeľou potiahnutou tvrdou zliatinou na spracovanie veľkoplošného profilu povrchu hrnca listu čepele a chrbta čepele. 

Výber povlakových materiálov na obrábanie nástrojov zo zliatiny titánu je veľmi dôležitý. Vyhnite sa používaniu náterových materiálov, ktoré majú afinitu k zliatinám titánu. V súčasnosti sa na obrábanie titánových zliatin bežne používajú nástroje s PVD povlakom. PVD povlak je tenký a hladký. Keď sú pripevnené k substrátu zo slinutého karbidu nástroja, vytvárajú tiež zvyškové napätie. Toto napätie prispieva k zlepšeniu odolnosti nástroja voči poškodeniu. PVD Dá sa tesne pripevniť k nástroju, čo pomáha zachovať ostrý tvar reznej hrany. PVD nástroj má dobrú odolnosť proti oderu, stabilné chemické vlastnosti a nie je ľahké vyrobiť nahromadenú hranu. Počas obrábania by sa malo použiť dostatočné množstvo chladiacej kvapaliny na chladenie nástroja a zlepšenie vplyvu trenia, výber primeraných rezných parametrov a zlepšenie účinku reznej sily.

---

Charakteristika CNC dokončovania veľkého titánového profilu lopatiek ventilátora

Konečná úprava profilu čepele má zabezpečiť, aby drsnosť a zvlnenie profilu spĺňali konštrukčné požiadavky, výkon štruktúry materiálu sa nemení a geometrické rozmery a presnosť polohy získaná frézovaním sa počas obrábania v podstate nemenia. 

Pre skutočné obrábanie je konečná úprava profilu čepele založená na odstránení zostávajúcich stôp po nástroji na procese frézovania, aby sa dosiahla požadovaná drsnosť a zvlnenie. Množstvo odstraňovaného kovu na každej strane formovacieho povrchu by nemalo byť väčšie ako 0.05 mm. V súčasnosti je použitie CNC obrábacích strojov na brúsenie a leštenie brúsnym pásom na povrchovú úpravu čepelí zrelšou metódou pre praktické obrábacie aplikácie a použitie CNC strojov na brúsenie diamantových brúsnych kotúčov na povrchovú úpravu čepelí je skúšobnou aplikáciou. Spôsob. 

Dôvod, prečo sú tieto metódy obrábania vybrané na použitie, je ten, že majú svoje vlastné charakteristiky. Po prvé, pre metódu obrábania CNC brúsnych a leštiacich obrábacích strojov má tieto vlastnosti:

1. ▶ Brúsne zrno brúsneho pásu je ostré a účinnosť brúsenia je vysoká, čo dosiahlo 10-násobok frézovania a 5-násobok bežného brúsenia brúsnych kotúčov;
2. ▶ Trenie medzi brúsnym pásom a obrobkom je malé, brúsenie vytvára málo tepla, obvod brúsneho pásu je veľký a brúsna častica má dlhý časový interval na odvod tepla. Je ľahké dosiahnuť úplné ochladenie vzduchu a reznej kvapaliny, čo môže účinne znížiť deformáciu obrobku Popáleniny a ablácia;
3. ▶ Mäkkosť brúsneho pásu a gumová štruktúra tela na povrchu pracovného kotúča zaisťujú, že brúsny pás je v kontakte s obrobkom a má dobrý zábehový a leštiaci účinok;
4. ▶ Brúsenie brúsnym pásom Existuje stabilná veľkosť brúsneho nástroja, pretože brúsny pás je pripevnený k pracovnému kotúču na brúsenie, veľkosť brúsneho nástroja má lepšiu stabilitu;
5. ▶ Brúsenie brúsnym pásom sa pri veľkom úbere nedá dlhodobo spracovávať a brúsny pás obsahuje Celkové množstvo brúsiv je obmedzené a dlhodobé obrábanie s veľkým prebytočným úberom brusivo rýchlo spotrebuje a je potrebné prerušiť obrábanie a vymeniť brúsny pás.

Vyššie uvedené charakteristiky brúsenia brúsnym pásom umožňujú lešteniu povrchu lopatiek ventilátorov z titánovej zliatiny realizovať mechanizovanú výrobu v programovo riadených podmienkach. V súčasnosti existujú dve metódy na výber metódy CNC pásového brúsenia používanej na leštenie čepele: jednou je použitie šesťosovej CNC pásovej brúsky a leštičky a druhou je použitie robotického CNC pásového leštiaceho systému. obrábanie. Pohybová funkcia šesťosovej CNC pásovej brúsky a leštičky je podobná ako pri päťosovom CNC obrábacom centre pri frézovaní. 

Konštrukčný rozdiel medzi pracovným kotúčom na pásovú brúsku a opracovaním stopkovej frézy si vyžaduje prispôsobenie opracovania profilu konštrukcii čepele. S funkciou uhla výkyvu v 2 smeroch. Šesťosová CNC brúsna pásová brúska a leštička má dvojité funkcie profilového brúsenia a leštenia. Transformácia funkcie závisí od transformácie výkonovej hlavy vo forme tuhého brúsenia a plávajúceho brúsenia. 

Počas procesu leštenia sa aktivuje plávajúci mechanizmus s konštantným tlakom, takže zmena tlaku vpred pri brúsení môže byť presne kontrolovaná snímačom tlaku, snímačom brúsneho výkonu, valcom s konštantným tlakom a inými mechanizmami, aby sa prispôsobili rozdielu v veľkosť každého profilu čepele v určitom rozsahu. Leštenie opracovania bez zničenia presnosti profilu. Pri vykonávaní brúsenia profilu je plávajúci mechanizmus kontaktného kolesa zablokovaný, aby bolo možné tuhé brúsenie profilu. 

Pevný proces brúsenia profilu môže doplniť alebo nahradiť situáciu, keď je presnosť profilu nízka a veľkosť zrna použitého brúsneho pásu by sa mala meniť podľa rozpätia. Toto opracovanie zmení pôvodnú presnosť rozmerovej polohy a vzhľadom na proces frézovania odstránenie nadmerných okrajov spôsobí väčšiu deformáciu napätia. Preto sa neodporúča používať funkciu brúsenia za predpokladu, že proces frézovania má schopnosť zaručiť presnosť. Metóda robotického CNC leštenia brúsnym pásom spočíva v tom, že robot drží čepeľ a vykonáva zložený pohyb pod programovým riadením, aby vykonal leštenie na stroji s pevným brúsnym pásom. Obrábanie využíva technológiu reverzného inžinierstva. Pred obrábaním robot pridrží čapovú časť čepele, aby naskenoval profil profilu čepele, a potom mechanizmus na obrábanie údajov vygeneruje program riadenia obrábania a nakoniec pod kontrolou programu zrealizuje leštenie čepele. V súčasnosti sa z dôvodu obmedzenej presnosti pohybu robotická metóda brúsenia brúsnym pásom vo všeobecnosti používa iba ako metóda leštenia profilu. Metóda brúsenia CNC diamantových brúsnych kotúčov patrí k typickému tvrdému a tuhému brúseniu. Použitý mechanizmus pohybu obrábacieho stroja je v podstate rovnaký ako päťosové obrábacie centrum na frézovanie čepelí. Použitým rezným nástrojom je zmena vertikálnej frézy na povrch pokrytý diamantovým práškom. Valcový brúsny kotúč. Pri brúsení sa používa širokolínová technológia obrábania. Tento spôsob obrábania je tvrdé a tuhé brúsenie. Pretože samotný diamantový kotúč má slabú priepustnosť vzduchu, nemôže dosiahnuť efekt odvodu tepla ukladaním a výmenou chladiaceho média, preto nie je vhodný na brúsenie povrchu dielu s veľkým množstvom úberu a dokonca je proces, ktorý odstraňuje malý okraj, a je tiež ľahké spáliť brúsenie povrchu čepele z materiálu zliatiny titánu. 

Preto pri použití tejto metódy na opracovanie povrchu čepele čepele z titánovej zliatiny je potrebné zistiť najvhodnejšie rezné parametre a chladenie obrábacieho stroja Cesta musí byť veľmi efektívna. Navyše tvrdé a tuhé brúsne vlastnosti diamantového kotúča na povrchu profilu majú aj určitú „hranu“ frézy. Dá sa síce vylepšiť úpravou programu podľa špecifikácie brúsneho kotúča, ale nedá sa úplne odstrániť. Vplyv únavy čepele je nepriaznivý, preto je potrebné prijať dodatočné opatrenia na odstránenie povrchových „hrebeňov“. Pre doplnkové obrábanie môže byť potrebné použiť aj CNC brúsne pásové brúsne a leštiace obrábacie stroje pod kontrolou príslušných programov. Okrem toho by malo byť uskutočniteľnou metódou aj použitie voľných abrazívnych vlastností metódy fúkania mokrého piesku na dodatočné obrábanie. Vzhľadom na vyššie uvedené vlastnosti metódy brúsenia CNC diamantovým brúsnym kotúčom je jeho obrábanie stále v štádiu prieskumu. V súčasnosti sa metóda CNC brúsneho a leštiaceho stroja s brúsnym pásom stáva pre svoje mnohé výhody najvhodnejšou metódou na leštenie veľkých profilov čepelí. Jeho komplexnou výhodou je, že ho možno použiť na suché brúsenie aj mokré brúsenie. Môže tiež vykonávať brúsenie pri ultranízkej teplote pri chladení CO2, čo je veľmi výhodné, aby sa zabránilo popáleniu a ablácii veľkého leštenia profilu čepele z titánovej zliatiny. 

Aplikáciou CNC brúsnych a leštiacich obrábacích strojov sa zmenilo rozsiahle ručné leštenie veľkých profilov čepelí, ktoré zohralo dôležitú úlohu pri zlepšovaní efektivity výroby veľkých čepelí. Vývoj a aplikácia technológie obrábania s viacosovým prepojením výrazne zlepšila presnosť a schopnosť zabezpečenia kvality kľúčového spoja obrábania profilu lopatiek ventilátora motora a tiež sa dosiahli uspokojivé výsledky v účinnosti obrábania. Verím, že s procesom Neustály výskum a zdokonaľovanie technológie zariadení sa rozvinie technológia obrábania profilov lopatiek ventilátorov vo veľkom meradle smerom k mechanizácii a automatizácii.

Odkaz na tento článok ： Analýza procesu obrábania veľkých titánových turbínových lopatiek

Vyhlásenie o dotlači: Ak neexistujú žiadne špeciálne pokyny, všetky články na tomto webe sú pôvodné. Uveďte prosím zdroj pre dotlač: https: //www.cncmachiningptj.com/，ďakujeme！

---

PTJ® poskytuje celú škálu vlastných presností CNC obrábanie porcelánu služby. ISO 9001: 2015 a AS-9100 certifikované. 3, 4 a 5osé rýchle precízne CNC obrábanie vrátane frézovania, obrábania sa podľa požiadaviek zákazníka, schopné obrábania kovových a plastových dielov s toleranciou +/- 0.005 mm. Medzi sekundárne služby patrí CNC a bežné brúsenie, vŕtanie,tlakové liatie,plech a lisovanie.Poskytovanie prototypov, plná výroba, technická podpora a úplná kontrola. Poskytuje automobilový priemysel, letecký, formy a svietidlá, led osvetlenie,zdravotné, bicykel a spotrebiteľ elektronika priemyselné odvetvia. Dodanie včas. Povedzte nám niečo o rozpočte vášho projektu a predpokladanom čase dodania. Budeme s vami strategizovať, aby sme poskytli čo najefektívnejšie služby, ktoré vám pomôžu dosiahnuť váš cieľ, Vitajte na stránke Kontaktujte nás ( sales@pintejin.com ) priamo pre váš nový projekt.