Аналіз процесу обробки великих титанових турбо-лопатей

---

Лопаті вентилятора турбовентиляторного двигуна з великим коефіцієнтом байпасу в основному досягли понад 500 мм за довжиною та розміром. Ця масштабна конструктивна особливість робить відцентрову силу та вібраційну напругу дуже великими під час їхньої роботи, тому він також став великим турбовентилятором дуже важливими деталями.

В даний час у багатьох турбовентиляторних двигунах все ще використовуються більш зрілі лопаті демпферного вентилятора з титанового сплаву. Вузька і довга структура цього профілю лопаті робить його слабкою жорсткістю у вигляді тонкостінної структури в напрямку назад басейну більш помітною. Погана жорсткість конструкції і велика площа поверхні профілю, характер матеріалу, що важко піддається обробці, негативно позначається на традиційному процес механічної обробки, що інтуїтивно відбивається на точності розмірів контуру та точності положення профілю. Важко гарантувати, ефективність ручного полірування низька, трудомісткість велика, а тип листа схильний до опіку та видалення. 

Існування вищевказаних проблем є вузьким місцем для виробництва лез. З розробкою та застосуванням багатоосьового зв’язку Обробка з ЧПУ Технологія та дослідження технології обробки цього профілю леза, труднощі обробки цього профілю леза були поступово подолані, а якість обробки та рівень ефективності досягли відносно ідеального стану.

---

Основний технологічний шлях обробки з ЧПУ великогабаритного профілю лопатей вентилятора з титанового сплаву

Для обробки великого профілю лопатей вентилятора з титанового сплаву, враховуючи всі аспекти традиційного процесу, його негативні наслідки мають наступні аспекти.

1. Вплив матеріалів

1. ▶ Титановий сплав має невеликий модуль пружності, що легко викликає затискну деформацію леза при механічній обробці; знос бокової поверхні під час механічної обробки схильний до збільшення зусилля різання.
2. ▶ Погана теплопровідність, відполіроване вручну сухе шліфування легко викликає деформацію під напругою, опіки та видалення.

2. Вплив будови лопаті

1. ▶ Загальна площа обробки профілю велика, і це сильно впливає на точність, викликану зносом під час усього процесу інструменту.
2. ▶ Через незручність у використанні ручне полірування є трудомістким, а точність обробки важко гарантувати.

3. Вплив стану вовни

Через вплив матеріалів і специфікацій важко отримати ідеальний розподіл запасів, що призводить до коливань сили різання, викликаних нерівномірним видаленням краю профілю та деформацією напружень.

4. Вплив функцій верстата

1. ▶ Вигнута структура профілю леза, напрямок різання інструменту, фактичний кут різання та параметри різання відрізняються, що призводить до зміни сили різання.
2. ▶ Погані умови охолодження, недостатнє охолодження та відсутність охолодження призводять до термічної деформації.

З огляду на складні чинники обробки поверхні лопатей великих вентиляторів із титанового сплаву, виходячи з комплексних переваг обробки багатоосьової навісної технології ЧПУ, визначено основний маршрут обробки: 

обробка шипи леза та допоміжна опорна точка позиціонування → профіль леза ЧПУ чорнове фрезерування Обробка → Відпал для зняття напруги → Ремонт контрольного показника позиціонування → Фрезерування леза з ЧПУ з числовим керуванням → Чистка профілю. 

Загальна ідея процесу, встановлена ​​вищевказаним маршрутом процесу, полягає в тому, що процес грубого фрезерування поверхні з ЧПУ видаляє більшу частину запасу, а процес чистового фрезерування має ідеальний розподіл запасів; процес точного фрезерування профілю леза з ЧПУ забезпечує геометрію профілю, а точність положення в основному відповідає кінцевим вимогам до точності леза; фінішна обробка лопатевого профілю забезпечує відповідність якості поверхневого шару профілю вимогам.

Основні моменти фрезерування з ЧПУ великого профілю лопатей вентилятора з титанового сплаву

Відповідно до загальних технологічних вимог до профілю лопаті, фрезерування профілю лопаті повинно гарантувати, що точність геометричного положення профілю в основному відповідає вимогам конструкції та має певну якість шорсткості поверхні. У той же час підвищення ефективності механічної обробки також є фокусом профільного фрезерування Work one. 

Відповідно до розуміння характеристик обробки великого профілю лопатей вентилятора з титанового сплаву, необхідно всебічно розглянути вплив багатьох факторів, таких як обладнання, інструменти, розташування обробки тощо. Для фрезерування великих лопатей вентилятора з титанового сплаву необхідно вибрати п'ятиосьовий обробний центр. Вибір зрілого обробного центру з п’ятиосьовими з’єднувальними лезами передбачає як високоефективність обробки, так і можливості забезпечення точності обробки. 

Для обробки профілю з великими змінами кривизни функція кута повороту шпинделя верстата може бути добре адаптована до вимог постійної сили різання, що відповідає зміні кривизни профілю. Система охолодження високого тиску верстата значно знижує температуру різання та запобігає швидкому зносу інструменту. , Так що обробка профілю може отримати хорошу точність обробки та якість обробки поверхні. Щоб запобігти та зменшити деформацію кручення під час довгого затискання та різання леза, необхідно забезпечити, щоб обертові валлеза на передньому і задньому кінцях обладнання мають функцію синхронного обертання, і мета полягає в тому, щоб змінити затиск одного кінця і один кінець традиційної технології обробки леза. 

Метод затискання щільного позиціонування, щоб уникнути деформації згину під час затискання леза та деформації крутизни профілю леза в поздовжньому напрямку, викликаної поворотом одного кінця та наступним за ним під час обробки обертання леза. Щоб задовольнити вимоги щодо позиціонування та затискання леза, допоміжна позиціонна частина на задньому кінці леза має суворі вимоги до точності положення щодо опорного позиційного шипа на передньому кінці. 

Після завершення чорнової обробки профілю передня та задня частина леза через деформацію під напругою. Після встановлення кондукторів для обробки профілю лез на поворотні вали на передньому та задньому кінцях верстата та після визначення відсутності похибки концентричності на обертових валах на передньому та задньому кінцях верстата, точність установки передніх і задніх світильники виявляється і регулюється за допомогою спеціальної оправки. Переконайтеся, що світильники на обох кінцях мають точне співвідношення точності позицій, щоб уникнути додаткового напруження на кручення, викликаного функцією синхронного обертання передньої та задньої осей обертання верстату через погану точність затискання світильники. Грубе фрезерування профілю леза полягає в тому, щоб видалити великий запас і залишити рівномірний запас обробки для чистової обробки. Відповідно до цієї передумови, механічна обробка цього процесу повинна забезпечувати високу ефективність обробки. Обробний центр леза з п’ятивісним зв’язком має функцію обробки широкого ряду. 

Принцип полягає в тому, що під час фрезерування леза осьова лінія інструменту не перпендикулярна до дотичної точки або поверхні, що фрезерується, а в напрямку інструменту та точки чи поверхні, що фрезеруються. Нормальний напрямок знаходиться під певним кутом. У цьому типі фрезерування використовується циліндрична кінцева фреза, а шлях фрезерування являє собою широку еліптичну дугу. У порівнянні з фрезеруванням кульової головки фрезерується така ж висота піка профілю або поверхня. Що стосується якості, то відстань між створюваними траєкторіями інструменту значно більше. Тому такий вид обробки має високу ефективність обробки. У реальній обробці використовується ротаційний метод обробки, який переміщується від одного кінця до іншого по довжині леза, тобто метод спірального фрезерування. З точки зору ефективності, метод спірального фрезерування також має вищу ефективність обробки в порівнянні з методом поздовжнього фрезерування. Точне фрезерування профілю леза має на меті отримати більш високу геометричну та позиційну точність і в той же час забезпечити відповідність рівня шорсткості профілю певним вимогам. Щоб зменшити вплив «відскоку», викликаного обробкою матеріалів з титанового сплаву, і вплив зносу інструменту на точність обробки при обробці профілів великої площі, інструмент повинен бути гострим і уникати тривалої обробки інструменту. З цієї причини, якщо є можливість, для поздовжнього фрезерування профілю використовуйте кінцеву фрезу. Поздовжнє фрезерування може використовувати кілька інструментів для фрезерування задньої поверхні леза, поверхні листа, впускного краю та випускного краю, щоб уникнути зносу, викликаного великомасштабною обробкою одного інструменту, і для досягнення рівня точності на поверхні лезо. 

Невідповідність сприяє остаточній обробці профілю. При фрезеруванні великої лопаті ротора вентилятора з титанового сплаву, щоб покращити умови різання, необхідні всі заходи, щоб уникнути зносу інструменту. З точки зору вибору матеріалів інструменту та технічних характеристик, циліндричний кульковий фрез із твердосплавним покриттям використовується для обробки внутрішньої сторони кромки леза, внутрішньої сторони кромкової пластини та дуги переходу профілю, закриття перехідного профілю. до кромкової пластини 1. Для впускних і випускних кромок виберіть кінцеву фрезу з циліндричною вставкою і лезом із твердим сплавним покриттям, щоб обробити профільну поверхню великої площі лопатевого горщика та задньої частини леза. 

Вибір матеріалів покриття для обробки інструментів із титанового сплаву дуже важливий. Уникайте використання матеріалів покриття, які мають спорідненість з титановими сплавами. В даний час інструменти з PVD-покриттям зазвичай використовуються для обробки титанових сплавів. Покриття PVD тонке і гладке. Коли вони прикріплені до твердосплавної основи інструменту, вони також створюватимуть залишкову напругу. Це напруження сприяє підвищенню стійкості інструменту до пошкоджень. PVD Його можна щільно прикріпити до інструменту, що допомагає підтримувати гостру форму ріжучої кромки. Інструмент PVD має хорошу стійкість до стирання, стабільні хімічні властивості та нелегко виготовляти нарощену кромку. Під час механічної обробки слід використовувати достатню кількість охолоджуючої рідини для охолодження інструменту та покращення впливу тертя, вибору розумних параметрів різання та покращення впливу сили різання.

---

Характеристики обробки з ЧПУ великого титанового профілю лопатей вентилятора

Оздоблення профілю леза полягає в тому, щоб шорсткість і хвилястість профілю відповідали проектним вимогам, не змінилися характеристики структури матеріалу, а геометричні розміри та точність положення, отримані фрезеруванням, в основному не змінилися під час обробки. 

Для фактичної обробки фінішна обробка профілю леза заснована на видаленні решти слідів інструменту в процесі фрезерування для досягнення необхідної шорсткості та хвилястості. Обсяг видалення металу з кожної сторони форми не повинен перевищувати 0.05 мм. В даний час використання шліфувальних та полірувальних верстатів із ЧПУ для обробки поверхні лез є більш зрілим методом для практичних застосувань механічної обробки, а використання шліфувальних верстатів з алмазним шліфувальним кругом з ЧПУ для обробки поверхні лез є пробним застосуванням. Спосіб. 

Причина, чому ці методи обробки вибираються для застосування, полягає в тому, що вони мають свої особливості. Перш за все, для методу обробки шліфувальних та полірувальних верстатів із ЧПУ, він має такі характеристики:

1. ▶ Абразивне зерно абразивної стрічки гостре, а ефективність шліфування висока, яка досягла 10 разів фрезерування та 5 разів шліфування звичайного шліфувального круга;
2. ▶ Тертя між шліфуванням абразивної стрічки та заготовкою невелике, при шліфуванні виділяється мало тепла, окружність абразивної стрічки велика, а абразивна частинка має довгий часовий інтервал для розсіювання тепла. Легко отримати повне охолодження повітря та ріжучої рідини, що дозволяє ефективно зменшити деформацію заготовки. Опіки та видалення;
3. ▶ М’якість абразивної стрічки та гумова структура корпусу на поверхні робочого круга забезпечують контакт абразивної стрічки з заготовкою та хороший ефект при прикаті та поліруванні;
4. ▶ Шліфування абразивною стрічкою Існує стабільний розмір абразивного інструменту, оскільки абразивна стрічка прикріплена до робочого круга для шліфування, розмір абразивного інструменту має кращу стабільність;
5. ▶ Шліфування абразивною стрічкою не можна обробляти тривалий час з великою кількістю зняття, а абразивна стрічка містить Загальна кількість абразивів обмежена, а тривала обробка з великим надлишковим видаленням швидко споживає абразив, і це необхідно перервати обробку та замінити абразивний ремінь.

Вищезгадані характеристики шліфування абразивною стрічкою дають змогу полірувати поверхню лопатей вентилятора з титанового сплаву для здійснення механізованого виробництва в умовах, керованих програмою. На даний момент є два способи на вибір для методу стрічкового шліфування з ЧПУ, який використовується для полірування лез: один — це використання шестивісного стрічкового шліфувального та полірувального верстату з ЧПУ, а інший — роботи системи полірування стрічки з ЧПУ. механічна обробка. Функція руху шестивісного стрічкового шліфувального та полірувального верстата з ЧПУ подібна до п’ятивісного обробного центру з ЧПУ під час фрезерування. 

Конструкційна відмінність між стрічковим шліфувальним робочим кругом і обробкою кінцевої фрези викликає необхідність адаптації обробки профілю до конструкції леза. З функцією кута повороту в 2 напрямках. Шестивісний шліфувальний та полірувальний верстат із ЧПУ має подвійні функції: шліфування та полірування профілю. Перетворення функції залежить від перетворення силової головки у вигляді жорсткого подрібнення і плаваючого подрібнення. 

Під час процесу полірування активується плаваючий механізм постійного тиску, так що зміна прямого тиску шліфування може бути точно керована датчиком тиску, датчиком потужності шліфування, циліндром постійного тиску та іншими механізмами для адаптації до різниці в розмір кожного профілю лопаті в певному діапазоні. Полірувальна обробка без порушення точності профілю. Під час шліфування профілю плавний механізм контактного колеса блокується, щоб забезпечити жорстке шліфування профілю. 

Жорсткий процес шліфування профілю може доповнити або замінити ситуацію, коли точність профілю низька, а розмір зерна використовуваної абразивної стрічки слід змінювати відповідно до поля. Ця обробка змінить точність початкової розмірної позиції, і відносно процесу фрезерування видалення зайвих полів призведе до більшої деформації напруги. Тому не рекомендується використовувати функцію шліфування за умови, що процес фрезерування має здатність гарантувати точність. Метод полірування абразивної стрічки з ЧПУ полягає в тому, що робот утримує лезо і виконує складний рух під програмним керуванням для виконання полірної обробки на стаціонарній абразивній стрічковій машині. При обробці використовується технологія зворотного проектування. Перед обробкою робот утримує частину шипа леза для сканування профілю профілю леза, а потім механізм обробки даних створює програму керування обробкою і, нарешті, реалізує полірування леза під програмним керуванням. На даний момент, через обмеження точності руху, метод шліфування з абразивною стрічкою робота зазвичай використовується лише як метод полірування профілю. Метод шліфування алмазних шліфувальних кругів з ЧПУ відноситься до типового твердого і жорсткого шліфування. Використовуваний механізм переміщення верстату в основному такий самий, як і фрезерний обробний центр із п’ятивісним зв’язним лезом. Ріжучий інструмент, який використовується для заміни вертикального фрезера на поверхню, покриту алмазним порошком. Циліндричний шліфувальний круг. Під час шліфування використовується технологія широколінійної механічної обробки. Цей вид механічної обробки є твердим і жорстким шліфуванням. Оскільки сам алмазний круг має погану повітропроникність, він не може досягти ефекту розсіювання тепла шляхом зберігання та обміну охолоджуючого середовища, тому він не підходить для шліфування поверхні деталі з великою кількістю видалення, і навіть це процес, який знімає невеликий запас, а також легко обпалювати шліфування поверхні леза з матеріалу титанового сплаву. 

Тому, використовуючи цей метод для обробки поверхні леза леза з титанового сплаву, необхідно з'ясувати найбільш підходящі параметри різання та охолодження верстата. Спосіб має бути дуже ефективним. Крім того, тверді та жорсткі шліфувальні властивості алмазного круга на поверхні профілю також мають певну «крайку» фрези. Хоча її можна покращити, налаштувавши програму відповідно до специфікації шліфувального круга, її неможливо повністю видалити. Вплив на втомну продуктивність лопаті несприятливий, тому необхідно вжити додаткових заходів для усунення поверхневих «гребенів». Також може знадобитися використовувати шліфувальні та полірувальні верстати з ЧПУ для додаткової обробки під керуванням відповідних програм. Крім того, використання вільних абразивних властивостей методу мокрого роздування піску для додаткової механічної обробки також має бути можливим методом. Завдяки вищезгаданим характеристикам методу шліфування алмазного шліфувального круга з ЧПУ, його застосування для механічної обробки все ще знаходиться на стадії дослідження. В даний час метод шліфувальних та полірувальних верстатів із ЧПУ стає найбільш підходящим методом для полірування великих профілів лез через його численні переваги. Його комплексна перевага полягає в тому, що його можна використовувати як для сухого, так і для мокрого подрібнення. Він також може виконувати наднизькотемпературне шліфування при охолодженні CO2, що дуже корисно для уникнення опіків і видалення великого титанового сплаву, полірування профілю леза. 

Застосування шліфувальних та полірувальних верстатів з ЧПУ змінило масштабне ручне полірування великих профілів лез, що зіграло важливу роль у підвищенні ефективності виробництва великих лез. Розробка та застосування технології багатоосьової обробки зчеплення значно підвищили точність та здатність забезпечення якості ключової ланки обробки великого профілю лопатей вентилятора двигуна, а також досягли задовільних результатів у ефективності обробки. Я вважаю, що з процесом Постійних досліджень та вдосконалення технології обладнання, масштабна технологія обробки профілю лопаток вентилятора буде розвиватися в напрямку механізації та автоматизації.

Посилання на цю статтю: Аналіз процесу обробки великих титанових лопатей турбін

Заява про передрук: якщо немає спеціальних інструкцій, усі статті на цьому сайті оригінальні. Будь ласка, вкажіть джерело для передруку: https://www.cncmachiningptj.com/，дякую！

---

PTJ® забезпечує повний спектр спеціальної точності ЧПУ обробляючий Китай послуги. Сертифіковано ISO 9001: 2015 та AS-9100. 3, 4 та 5-осьові послуги швидкої точної обробки з ЧПУ, включаючи фрезерування, звернення до технічних вимог замовника, можливість обробки деталей з металу та пластику з допуском +/- 0.005 мм. До вторинних послуг належать ЧПУ та звичайне шліфування, свердліннялиття під тиском,листовий метал та штампуванняНадання прототипів, повний цикл виробництва, технічна підтримка та повний огляд автомобільний, авіаційно-космічний, цвіль і пристосування, світлодіодне освітлення,медичний, велосипед та споживач електроніка галузей. Своєчасна доставка. Розкажіть нам трохи про бюджет вашого проекту та очікуваний час доставки. Ми з вами розробимо стратегію надання найбільш економічно вигідних послуг, які допоможуть вам досягти своєї мети. Ласкаво просимо зв’язатися з нами ( sales@pintejin.com ) безпосередньо для вашого нового проекту.