Анализ процесса обработки профиля больших титановых турбо-лопаток

---

Лопасти вентилятора турбовентиляторного двигателя с большой степенью двухконтурности в основном достигли более 500 мм в плане длины и размера. Эта крупномасштабная конструктивная особенность делает центробежную силу и вибрационное напряжение очень большими во время их работы, поэтому он также превратился в большой двигатель с турбонаддувом. Очень важные детали.

В настоящее время во многих турбовентиляторных двигателях по-прежнему используются более зрелые лопасти демпфирующих вентиляторов из титанового сплава. Узкая и длинная структура этого профиля лопасти делает более заметной его слабую жесткость в виде тонкостенной конструкции в направлении спинки таза. Плохая жесткость конструкции и большая площадь поверхности профиля, а также характер материала, который трудно обрабатывать, отрицательно сказываются на традиционном процесс обработки, что интуитивно отражается на точности размера контура и точности положения профиля. Трудно гарантировать, эффективность ручной полировки низкая, трудоемкость большая, а листовой тип склонен к ожогам и абляции. 

Наличие вышеупомянутых проблем является узким местом для производства лезвий. С развитием и применением многоосевого рычажного механизма CNC-обработка технологии и исследования технологии обработки этого профиля лезвия, трудности обработки этого профиля лезвия были постепенно преодолены, а качество обработки и уровень эффективности достигли относительно идеального состояния.

---

Основной технологический маршрут обработки с ЧПУ крупногабаритного профиля лопасти вентилятора из титанового сплава.

При обработке большого профиля лопастей вентилятора из титанового сплава, учитывая все аспекты традиционного процесса, его неблагоприятные последствия проявляются в следующих аспектах.

1. Влияние материалов

1. ▶ Титановый сплав имеет небольшой модуль упругости, что легко вызывает деформацию зажима при обработке лезвия; Износ боковой поверхности во время обработки может увеличить силу резания.
2. ▶ Плохая теплопроводность, сухое шлифование с ручной полировкой легко вызывает деформацию напряжения, ожоги и абляцию.

2. Влияние конструкции лопасти

1. ▶ Общая площадь обработки профиля велика, что сильно влияет на точность, вызванную износом во время всего процесса обработки инструмента.
2. ▶ Из-за неудобства в обращении ручная полировка трудоемка, а точность обработки трудно гарантировать.

3. Влияние состояния шерсти.

Из-за влияния материалов и спецификаций трудно получить идеальное распределение запаса, что приводит к колебаниям силы резания, вызванным неравномерным удалением края профиля и деформацией напряжения.

4. Влияние функций станка

1. ▶ Изогнутая структура профиля лезвия, направление резания инструмента, фактический угол резания и параметры резания различаются, что приводит к изменениям силы резания.
2. ▶ Плохие условия охлаждения, недостаточное охлаждение и отсутствие охлаждения вызывают деформацию термического напряжения.

Ориентируясь на сложные факторы обработки поверхности лопастей больших вентиляторов из титанового сплава, основываясь на комплексных преимуществах технологии обработки с ЧПУ с многоосевым рычажным механизмом, был определен основной маршрут обработки: 

обработка шипа лезвия и вспомогательной базы позиционирования → Черновое фрезерование профиля лезвия с ЧПУ Обработка → Отжиг для снятия напряжений → Ремонт эталонного позиционирования → Фрезерование лезвия с ЧПУ → Чистовая обработка профиля. 

Общая идея процесса, сформулированная вышеупомянутым маршрутом процесса, такова: процесс поверхностного чернового фрезерования с ЧПУ устраняет большую часть запаса, а процесс чистового фрезерования имеет идеальное распределение запаса; прецизионный процесс фрезерования профиля лезвия с ЧПУ обеспечивает геометрию профиля, а точность положения в основном соответствует конечным требованиям к точности лезвия; отделка профиля лезвия обеспечивает соответствие качества поверхностного слоя профиля требованиям.

Основные моменты фрезерования с ЧПУ большого профиля лопасти вентилятора из титанового сплава

Согласно общим технологическим требованиям, предъявляемым к профилю лопатки, фрезерование профиля лопатки должно обеспечивать, чтобы точность геометрического положения профиля в основном соответствовала проектным требованиям и имела определенное качество шероховатости поверхности. В то же время повышение эффективности обработки также является приоритетом для профильного фрезерования Work one. 

В соответствии с пониманием характеристик обработки большого профиля лопастей вентилятора из титанового сплава необходимо всесторонне рассмотреть влияние многих факторов, таких как оборудование, инструменты, положение обработки и т. Д. Для фрезерования больших лопастей вентилятора из титанового сплава необходимо выбрать пятиосевой обрабатывающий центр. Выбор зрелого пятиосевого обрабатывающего центра с рычажным механизмом и лопастями требует как высокой эффективности обработки, так и возможностей обеспечения точности обработки. 

Для профильной обработки с большими изменениями кривизны функция угла поворота шпинделя станка может быть хорошо адаптирована к требованиям постоянной силы резания, соответствующей изменению кривизны профиля. Система охлаждения под высоким давлением станка значительно снижает температуру резания и предотвращает быстрый износ инструмента. , Таким образом, профильная обработка может обеспечить хорошую точность обработки и качество обработки поверхности. Чтобы предотвратить и уменьшить крутильную деформацию во время зажима и резки длинного полотна, необходимо обеспечить, чтобы вращающийся валЛезвия на переднем и заднем концах оборудования имеют функцию синхронного вращения, и целью является изменение зажима одного конца и одного конца традиционной технологии обработки лезвий. 

Метод зажима с плотным позиционированием для предотвращения деформации изгиба во время зажима лезвия и крутильной деформации профиля лезвия в продольном направлении, вызванной поворотом одного конца и последующего вращения одного конца во время обработки с вращением лезвия. Чтобы удовлетворить требованиям позиционирования и зажима лезвия, вспомогательная часть позиционирования на заднем конце лезвия имеет строгие требования к точности положения относительно эталона позиционирования шипа на переднем конце. 

После завершения черновой обработки профиля передняя и задняя часть лезвия из-за деформации напряжения. Ошибка точности положения между контрольными точками конечного положения должна быть исправлена. После установки кондукторов для обработки профиля лезвия на вращающиеся валы на переднем и заднем концах станка и после определения отсутствия ошибки соосности на вращающихся валах на переднем и заднем концах станка, точность установки спереди и сзади приспособления обнаруживается и регулируется с помощью специальной оправки. Убедитесь, что приспособления на обоих концах имеют точное соотношение позиционной точности, чтобы избежать дополнительных скручивающих напряжений, вызванных функцией синхронного вращения передней и задней оси вращения станка из-за плохой точности зажима приспособления. Черновое фрезерование профиля лезвия позволяет удалить большой запас и оставить равномерный запас для чистовой обработки. Исходя из этого, обработка в этом процессе должна обеспечивать высокую эффективность обработки. Обрабатывающий центр с пятиосевым рычажным механизмом имеет функцию обработки широкого ряда. 

Принцип заключается в том, что при фрезеровании лезвия центральная линия инструмента не перпендикулярна касательной к фрезеруемой точке или поверхности, а в направлении инструмента и фрезеруемой точки или поверхности. Нормальное направление находится под определенным углом. В этом типе фрезерования используется цилиндрическая концевая фреза, а траектория фрезерования представляет собой широкую эллиптическую дугу. По сравнению с фрезерованием шаровой головки фрезеруется такая же высота пика профиля или поверхность. С точки зрения качества расстояние между созданными траекториями инструмента намного больше. Следовательно, этот вид обработки имеет высокую эффективность обработки. При реальной механической обработке используется метод вращательной обработки, который перемещается от одного конца к другому по длине лезвия, то есть метод спирального фрезерования. С точки зрения эффективности метод спирального фрезерования также имеет более высокую эффективность обработки по сравнению с методом продольного фрезерования. Тонкое фрезерование профиля лезвия позволяет получить более высокую геометрическую точность и точность положения, и в то же время обеспечить соответствие уровня шероховатости профиля определенным требованиям. Чтобы уменьшить влияние «отскока», вызванного обработкой материалов из титанового сплава, и влияние износа инструмента на точность обработки во время обработки профилей большой площади, инструмент должен быть острым и избегать длительной обработки инструмента. По этой причине по возможности используйте концевую фрезу для выполнения продольного фрезерования профиля. При продольном фрезеровании можно использовать несколько инструментов для фрезерования задней поверхности лезвия, поверхности полотна, кромки впуска и выпуска, чтобы избежать износа, вызванного крупномасштабной обработкой одного инструмента, и обеспечить определенный уровень точности поверхности лезвия. лезвие. 

Несоответствие способствует чистовой отделке профиля. При фрезеровании большой лопасти ротора вентилятора из титанового сплава для улучшения условий резания необходимо принять все меры для предотвращения износа инструмента. Что касается выбора материалов и характеристик инструмента, то в целом цилиндрическая шаровая фреза с твердосплавным покрытием используется для обработки внутренней стороны кромочной пластины лезвия, внутренней стороны кромочной пластины и дуги перехода профиля, переходного профиля близко к кромочной пластине 1. Для кромок впуска и выпуска выберите концевую фрезу с цилиндрической вставкой и лезвием с твердосплавным покрытием, чтобы обработать профильную поверхность большой площади чаши пластины и задней части лезвия. 

Выбор материалов покрытия для обработки инструментов из титанового сплава очень важен. Избегайте использования материалов покрытия, которые имеют сходство с титановыми сплавами. В настоящее время инструменты с покрытием PVD обычно используются для обработки титановых сплавов. Покрытие PVD тонкое и гладкое. Когда они прикреплены к твердосплавной основе инструмента, они также создают остаточное напряжение. Это напряжение способствует повышению устойчивости инструмента к повреждениям. PVD Его можно плотно прикрепить к инструменту, что помогает поддерживать острую форму режущей кромки. Инструмент PVD обладает хорошей стойкостью к истиранию, стабильными химическими свойствами, и на нем непросто создать нарост на кромке. Во время обработки следует использовать достаточное количество СОЖ для охлаждения инструмента и улучшения воздействия трения, выбора разумных параметров резания и улучшения эффекта силы резания.

---

Характеристики финишной обработки с ЧПУ большого титанового профиля лопастей вентилятора

Обработка профиля лезвия предназначена для обеспечения того, чтобы шероховатость и волнистость профиля соответствовали проектным требованиям, характеристики структуры материала не менялись, а геометрические размеры и точность положения, получаемые при фрезеровании, в основном не изменялись во время обработки. 

Для фактической обработки чистовая обработка профиля лезвия основана на удалении оставшихся следов инструмента в процессе фрезерования для достижения необходимой шероховатости и волнистости. Количество удаляемого металла с каждой стороны формовочной поверхности не должно превышать 0.05 мм. В настоящее время использование шлифовальных и полировальных станков с ЧПУ для шлифовки и полировки поверхности лезвий является более зрелым методом для практической обработки, а использование станков с ЧПУ для шлифовки алмазных кругов для чистовой обработки поверхности лезвий является пробным. Далеко. 

Причина, по которой эти методы обработки выбраны для применения, заключается в том, что они имеют свои особенности. Прежде всего, для метода обработки абразивно-ленточных шлифовальных и полировальных станков с ЧПУ он имеет следующие характеристики:

1. ▶ Абразивное зерно абразивной ленты острое, а эффективность шлифования высокая, которая достигла 10-кратного фрезерования и 5-кратного обычного шлифования шлифовального круга;
2. ▶ Трение между шлифовальной лентой с абразивной лентой и деталью небольшое, при шлифовании выделяется мало тепла, окружность абразивной ленты большая, а абразивные частицы имеют длительный интервал времени для рассеивания тепла. Легко получить полное охлаждение воздуха и смазочно-охлаждающей жидкости, что может эффективно снизить деформацию заготовки при ожогах и абляции;
3. ▶ Мягкость абразивной ленты и резиновая структура корпуса на поверхности рабочего круга обеспечивают контакт абразивной ленты с заготовкой и хороший эффект приработки и полировки;
4. ▶ Шлифование абразивной лентой Существует стабильный размер абразивного инструмента, поскольку абразивная лента прикреплена к рабочему кругу для шлифования, размер абразивного инструмента имеет лучшую стабильность;
5. ▶ Шлифование абразивной лентой нельзя обрабатывать в течение длительного времени с большим объемом удаления, а абразивная лента содержит Общее количество абразивов ограничено, а длительная обработка с большим избыточным удалением быстро потребляет абразивы, а это необходимо прервать обработку и заменить абразивную ленту.

Вышеупомянутые характеристики шлифования с абразивной лентой делают возможным полирование поверхности лопастей вентилятора из крупногабаритных титановых сплавов для реализации механизированного производства в условиях программного управления. В настоящее время есть два метода на выбор для метода ленточной шлифовки с ЧПУ, используемого для полировки лезвий: один заключается в использовании шестиосевого ленточного шлифовально-полировального станка с ЧПУ, а другой - в использовании роботизированной системы полировки ленты с ЧПУ. механическая обработка. Функция движения шестиосевого ленточно-шлифовального и полировального станка с ЧПУ аналогична пятиосевому обрабатывающему центру с ЧПУ во время фрезерования. 

Конструктивное различие между ленточным шлифовальным кругом и обработкой концевой фрезой требует адаптации профильной обработки к структуре лезвия. С функцией угла поворота в 2 направлениях. Шестиосевой шлифовально-полировальный станок с ЧПУ с абразивной лентой выполняет двойные функции профильного шлифования и полировки. Преобразование функций зависит от преобразования приводной головки в виде жесткого и плавающего измельчения. 

Во время процесса полировки активируется плавающий механизм постоянного давления, так что изменение давления при шлифовании вперед можно точно контролировать с помощью датчика давления, датчика мощности шлифования, цилиндра постоянного давления и других механизмов для адаптации к разнице в размер каждого профиля лезвия в определенном диапазоне. Полировальная обработка без нарушения точности профиля. При профильном шлифовании плавающий механизм контактного круга блокируется, чтобы обеспечить жесткое шлифование профиля. 

Жесткий процесс шлифования профиля может дополнить или заменить ситуацию, когда прецизионная точность профиля невысока, и размер зерна используемой абразивной ленты следует изменять в соответствии с запасом. Эта обработка изменит исходную точность позиционирования, и по сравнению с процессом фрезерования удаление чрезмерных полей приведет к большей деформации напряжения. Поэтому не рекомендуется использовать функцию шлифования, исходя из предположения, что процесс фрезерования может гарантировать точность. Метод полировки абразивной ленты с ЧПУ робота заключается в том, что робот удерживает лезвие и выполняет сложное движение под управлением программы для выполнения полировальной обработки на фиксированном станке с абразивной лентой. При обработке используется технология обратного инжиниринга. Перед обработкой робот удерживает часть шипа лезвия для сканирования профиля профиля лезвия, а затем механизм обработки данных генерирует программу управления механической обработкой и, наконец, реализует полировку лезвия под управлением программы. В настоящее время из-за ограничения точности движения роботизированный шлифовальный станок с абразивной лентой обычно используется только как метод профильной полировки. Метод шлифования алмазных шлифовальных кругов с ЧПУ относится к типичным твердым и жестким шлифовальным станкам. Используемый механизм перемещения станка в основном такой же, как и у фрезерного обрабатывающего центра с пятиосевым рычажным механизмом. Используемый режущий инструмент предназначен для замены вертикальной фрезы на поверхность, покрытую алмазным порошком. Цилиндрический шлифовальный круг. При шлифовании применяется широкополосная технология обработки. Этот вид обработки представляет собой твердое и жесткое шлифование. Поскольку сам алмазный круг имеет плохую воздухопроницаемость, он не может достичь эффекта рассеивания тепла за счет хранения и обмена охлаждающей среды, поэтому он не подходит для шлифования поверхности детали с большим объемом съема, и даже это процесс, который удаляет небольшой запас, а также легко обжечь шлифовку поверхности лезвия из материала титанового сплава. 

Следовательно, при использовании этого метода для обработки поверхности лезвия лезвия из титанового сплава необходимо выяснить наиболее подходящие параметры резки и охлаждения станка. Способ должен быть очень эффективным. Кроме того, твердые и жесткие шлифовальные свойства алмазного круга на поверхности профиля также имеют определенную «кромку» фрезы. Хотя его можно улучшить, настроив программу в соответствии со спецификацией шлифовального круга, полностью удалить его нельзя. Влияние усталостных характеристик лезвия неблагоприятно, поэтому необходимо принять дополнительные меры для устранения поверхностных «гребней». Также может потребоваться использование шлифовальных и полировальных станков с ЧПУ для дополнительной обработки под управлением соответствующих программ. Кроме того, использование свободных абразивных свойств мокрого пескоструйного метода для дополнительной механической обработки также должно быть возможным методом. Из-за вышеупомянутых характеристик метода шлифования алмазных шлифовальных кругов с ЧПУ его применение для обработки все еще находится на стадии исследований. В настоящее время абразивно-ленточный шлифовальный и полировальный станок с ЧПУ становится наиболее подходящим методом для полировки больших профилей лезвий благодаря своим многочисленным преимуществам. Его неоспоримым преимуществом является то, что он может использоваться для сухого и влажного шлифования. Он также может выполнять шлифование при сверхнизких температурах при охлаждении CO2, что очень полезно для предотвращения ожогов и абляции при полировке профиля лезвия из большого титанового сплава. 

Применение шлифовальных и полировальных станков с ЧПУ изменило масштабную ручную полировку больших профилей лезвий, которая сыграла важную роль в повышении эффективности производства больших лезвий. Разработка и применение технологии обработки с многоосевым рычажным механизмом значительно повысили точность и возможность обеспечения качества ключевого звена обработки профилей лопастей вентилятора большого двигателя, а также достигли удовлетворительных результатов в эффективности обработки. Я считаю, что благодаря непрерывному исследованию и совершенствованию технологии оборудования, технология обработки профиля крупногабаритных лопастей вентилятора будет развиваться в направлении механизации и автоматизации.

Ссылка на эту статью ： Анализ процесса обработки профиля больших титановых турбинных лопаток

Заявление о перепечатке: Если нет специальных инструкций, все статьи на этом сайте являются оригинальными. Укажите источник для перепечатки: https: //www.cncmachiningptj.com/，thanks！

---

PTJ® обеспечивает полный спектр Custom Precision обработка с чпу китай Services.ISO 9001: 2015 и AS-9100 сертифицированы. 3, 4 и 5-осевая высокоточная обработка с ЧПУ, включая фрезерование, токарную обработку по спецификациям заказчика, возможность обработки деталей из металла и пластика с допуском +/- 0.005 мм. Дополнительные услуги включают ЧПУ и обычное шлифование, сверлениелитье под давлением,листовой металл и штамповка.Предоставление прототипов, полный цикл производства, техническая поддержка и полный осмотр. автомобильный, авиационно-космический, пресс-форма и приспособление, светодиодное освещение,основным медицинским, велосипед и потребитель электроника отрасли. Своевременная доставка. Расскажите нам немного о бюджете вашего проекта и ожидаемых сроках доставки. Вместе с вами мы разработаем стратегию предоставления наиболее рентабельных услуг, которые помогут вам достичь поставленной цели. Добро пожаловать, чтобы связаться с нами ( sales@pintejin.com ) непосредственно для вашего нового проекта.