Отличный способ сделать прототип лопастей ротора с помощью 5-осевого ЧПУ

Опубликовано 8 октября 2019 г., | Виктория, руководитель проекта WayKen

В обычной жизни большинство из нас не знает, что такое ротор и как его сделать. Однако для фанатичного инженера это единственная вещь в его мозгу. Сначала давайте узнаем о том, что такое ротор. Роторы или лопасти несущего винта, вентилятор в двигателе автомобиля или самолета улучшают работу двигателя за счет вдувания паров топлива в двигатель с помощью выхлопных газов.

Ротор — вращающаяся силовая машина, преобразующая энергию движущейся среды в механическую работу. Это один из основных компонентов авиационных двигателей, газовых и паровых турбин. Все, что нужно маниакальному инженеру, — это прототип лопастей ротора с высокой точностью, благодаря которому его конструкция хорошо работает. Как идеально изготовить прототип ротора или лопасти ротора с помощью 5-осевого фрезерования с ЧПУ?

Предыстория ротора

Сегодня сжигание природного газа является вторым по величине источником энергии в мире. Природный газ преобразуется в электрическую энергию с помощью газовой турбины, и ротор ее компрессора является основным сложным компонентом, с которым приходится сталкиваться в производственном процессе. Развитие турбинных лопаток идет от исходной сплошной лопатки к полой, от механической обработки остаточной лопатки к неостаточной лопатке, затем к ориентированной (монокристаллической) полой лопатке. Тектоническая эволюция лопаток современных турбин очевидна, форма и просвет лопаток становятся все более сложными.

Фрезерование — это процесс механической обработки, при котором для удаления материала используется вращающийся режущий инструмент. Областями применения фрезерования поверхностей произвольной формы являются, например, изготовление пресс-форм и аэрокосмическая промышленность. Кроме того, лопатки и рабочие колеса турбин — это сложные детали, которые обрабатываются фрезерными инструментами.

Традиционное решение для обработки

Чтобы использовать 5 осей для обработки лопасти ротора, настраивается нижняя плоская поверхность части ротора и центрируется внутреннее отверстие, затем основная работа заключается в обработке формы лопасти. Вот традиционный метод обработки крепления турбины:цилиндр толкает плечо рычага, которое нужно прижать сверху детали. Такая схема имеет явные недостатки.

1. Усилие зажима ограничено. Механизм объема зажима ограничивает размер цилиндра, что приводит к ограниченной силе зажима.
2. Приспособление требует слишком большой обработки. Данная схема требует, чтобы при обработке детали детали вращались, а прижимные рычаги не вращались, что предъявляет высокие требования к верхней и нижней соосности механизма.
3. Свобода частей ограничена. Верхнее прижатое плечо рычага занимает верхнее пространство обработки, предъявляя более высокие требования к инструменту и программе обработки.
4. Неудобная установка. Техническое обслуживание относительно плохое, а подключение воздуха неудобно.
5. Неудобная установка. Разновидность одиночная, а универсальность плохая. Замена разновидности требует изменения конструкции приспособления.

Точное решение крепления

Креативное приспособление использует пневматический режим действия, который представляет собой пружинный самоблокирующийся режим, нет необходимости подключать источник воздуха после зажима, усилие зажима составляет около 400 кг. После настройки приспособления пришло время начать обработку формы лезвия с помощью 5-осевого ЧПУ. Это улучшенное решение имеет три преимущества.

1. Элементы обработки полностью открыты, и можно свободно выбирать инструмент и траекторию обработки.
2. Приспособление обладает высокой универсальностью и может выполнять обработку различных типов деталей путем изменения блока позиционирования и соответствующего типа тянущих шпилек.
3. Простота установки, простота обслуживания, светильник легкий и простой.

Обработка и осмотр ротора

Чтобы обеспечить полную и равномерную обработку лопастей, необходимо создать вспомогательную поверхность для каждой стороны лопасти и продлить ее в направлениях u и v. Эти вспомогательные поверхности используются в качестве приводных поверхностей для создания траекторий движения инструмента.

В целом качество полученной поверхности было удовлетворительным и никогда не превышало Ra 1 мкм. Сравнивая шероховатость лезвия между ними, можно только сказать, что шероховатость второго лезвия ниже, чем шероховатость четвертого лезвия.

Перед началом обработки другой стороны лезвия первый из трех этапов обработки (черновой, получистовой и чистовой) проводят на одной стороне лезвия с последующей хорошей чистовой обработкой поверхности (в основном в первой обрабатываемой стороне) там все еще материал в соседнем пространстве между лопастями. Тем не менее, на поверхности все еще есть следы выемки, возможное происхождение которых связано с траекторией движения инструмента, созданной CAM-системой.

При обработке другой стороны лезвия из-за недостаточной жесткости обрабатываемой удлиненной геометрии слышен шум, на вершине лезвия имеются следы стука, остаются заусенцы.

Чтобы избежать этих проблем, необходимо фрезеровать алюминиевые тонкие стенки (как лопатки турбины) и поочередно фрезеровать боковые каналы лопаток с шагом в 0,5-2 раза больше диаметра фрезерования. Политики, используемые третьим и четвертым блейд-серверами, следуют этой рекомендации. Обработка третьего лезвия разделена на два этапа, а обработка четвертого лезвия разделена на три этапа, и после уменьшения длины удлиненного элемента ожидается более высокая жесткость.

Однако на верхней части этих лезвий есть следы вибрации и заусенцы. Разделение лезвия лишь снижает уровень шума и количество заусенцев, но по шероховатости нельзя сказать, что есть улучшение. Для второго лезвия с наименьшим значением шероховатости эта стратегия не учитывает рекомендации, по крайней мере, для этапа черновой обработки перед чистовыми операциями. Из-за отсутствия доступа и привилегии привилегии операция разбита на четыре этапа, с чередованием сторон блейда.

Перед завершением операции оба смежных пространства восьмой и последней лопасти подвергаются шероховатости и получистовой обработке. Затем инструмент фрезерует пластины по одному и тому же контуру, поэтому размер шага составляет от 0,5 до 2 диаметров фрезерования, как это рекомендуется при предварительной обработке и фрезеровании тонких стенок с чередованием сторон лезвия.

После удаления заусенцев и тщательной шлифовки необходимо выполнить дробеструйную очистку, чтобы получить привлекательную поверхность. Мы используем КИМ в сочетании с 3D-сканерами для проверки всех размеров ротора, чтобы обеспечить высокую точность +/- 0,005 дюйма, что соответствует требованиям заказчика. Мы гордимся тем, что наша команда делает такую ​​замечательную работу, которая получает высокое признание и похвалу от клиентов.

Заключительные замечания

Лопасти ротора являются ключевыми компонентами авиационных двигателей. Это типичная труднообрабатываемая заготовка. На самом деле, это также может быть «внешний дисплей» с самой высокой частотой появления. Многие компании часто используют эту заготовку в качестве описания своих возможностей обработки, поэтому отличные решения для обработки лопастей ротора также представляют сильную корпоративную силу. Как профессиональный универсальный поставщик прототипов, WayKen может обрабатывать детали ротора сложной конструкции с помощью 5-осевого фрезерования с ЧПУ. Если вам нужна дополнительная обработка алюминия с ЧПУ или услуги по обработке алюминия с ЧПУ, свяжитесь с нами по адресу [email protected], вы заслуживаете лучших прототипов.