Inden for luft- og rumfart samt energiudstyr er impellerer, som nøglekomponenter for effekt, afgørende for effektiviteten og driftsstabiliteten af fluidmaskiner baseret på bladprofils nøjagtighed (krævet profil ≤ 0,03 mm) og koaksialiteten mellem nav og blade (≤ 0,02 mm). En high-end producent af impellerer står overfor en traditionel procesflaskehals ved bearbejdning af en Φ 300-500 mm centrifugalimpeller i titanlegering: den kræver tre processer – »råfresning af nav på vertikalmaskine → præcisionsfresning af blade på femakset bearbejdningscenter → afskæring af referenceflade på vandret drejebænk« – hvor flere opsætninger resulterer i en bladprofilaftagelse på over 0,06-0,08 mm, hvilket medfører et tab på 12 % i aerodynamisk effektivitet efter samling af impelleren, og en enkeltstyksbearbejdstid på op til 120 minutter; samtidig har titanlegeringen (TC4) høj varmestyrke og stor skæreforformning. Slidet på værktøjerne er tre gange højere end ved ståldelene, og omkostningen til værktøjer pr. impellerhjul overstiger 800 yuan.
For at løse dette dilemma har virksomheden introduceret Demagesen Precision VTC80B CNC Vertikal Dreje- og Fræsecenter til opbygning af et eksklusivt bearbejdningssystem for løbehjul med »enkel spændning, fuld proces«. Udstyret er udstyret med en mineralgods-bedsplade (med 70 % bedre vibrationsdæmpning i forhold til støbejern), som dynamisk kompenseres af en laserinterferometer (positionsnøjagtighed kompenseret til ± 0,007 mm), kombineret med en C-akse drevet af en momentmotor (inddelingsnøjagtighed ± 2,5 "). Den strukturelle stivhed er optimeret gennem finite element-analyse, og den radiale fræsestivhed når 28 kN/mm, hvilket muliggør stabil modstand mod den 18 kN radiale kraft under højhastighedsbearbejdning af titaniumlegering; udstyret er yderligere forsynet med Siemens 840D SL CNC-system og kontakttype målesonde på maskinen (målenøjagtighed ± 0,001 mm), hvilket muliggør realtidsmåling og kompensation af skovlprofiler og nøjagtig overholdelse af det strenge krav om konturgrad ≤ 0,025 mm. I respons på bearbejdningsegenskaberne for titaniumlegeringer er udstyret udstyret med et flydendenitrogen-kølesystem (med temperatur i skærezonen styret til -10 ℃) og ekstremt fine korn carbide-værktøjer (herunder TaC-belægning, hårdhed HRC68), der effektivt undertrykker arbejdsforhærdning og værktøjsadhæsion.
Kundens anvendelsesscenarier
Set udfra teknologisk innovation har udstyret opnået et dobbelt gennembrud med »procesintegration + præcis overfladestyring« inden for impellerbearbejdning: integration af en statisk trykspindle på Φ 1000 mm (maksimal omdrejningstal 1000 o/min), et 8-positioners kraftværktøjsstation (Y-akse slag ± 100 mm) og et femakset sammenkoblet fresningshoved (svingområde ± 120 °), hvilket muliggør éngangs-bearbejdning af nøjagtig drejning af hjulnavs ydre cirkel (tolerance IT6), præcisionsfresning af skovlens overflade (kontur ≤ 0,025 mm), boring af balancehuller (positionspræcision ≤ 0,05 mm) samt slibning af reference-endeflade (planhed ≤ 0,01 mm). Ved bearbejdning af komplekse skovlprofiler anvendes en innovativ »adaptiv tilgangsproces«: baseret på målinger foretaget direkte på maskinen justeres tilskæringsparametre (tilgangshastighed 30-80 mm/min) i realtid via AI-algoritmer, hvorved materialebortfjernelseshastigheden øges med 40 % uden at kompromittere nøjagtigheden. For at løse deformationen af tyndvæggede skovle i titanlegering (væggtykkelse 3-5 mm) anvendes en »lagvis progressiv skæremetode«, hvor hver skærelag kontrolleres til en dybde på 0,1-0,3 mm, kombineret med et stift gevindskæresystem (gevindområde M6-M20), for at sikre en gevindnøjagtighed på 6H-niveau.
Kunde bearbejdede færdigprodukter
Implementeringsresultaterne er fuldt ud i overensstemmelse med standarder for højtkvalitets udstyr: Enkeltstykkets bearbejdningstid er reduceret fra 120 minutter til 65 minutter, og den daglige produktionskapacitet er øget fra 30 til 58 stykker; Profilen på impellerbladet holdes stabil på ≤ 0,025 mm, koaksialiteten mellem nav og blad er ≤ 0,015 mm, og overfladeruheden når Ra0,4 μm, hvilket fuldt ud opfylder kravene i SAE AS9100 luftfarts- og rumfarts kvalitetsledelsessystem; Den aerodynamiske effektivitet af impelleren er forbedret med 10 % og har gennemgået strømningsdynamisk ydeevnecertificering hos TÜV Rheinland i Tyskland; Værktøjlivetid er forlænget med 80 % takket være lavtemperaturkøling og parameteroptimering, og omkostningerne ved værktøj til enkeltbladfælge er reduceret til 450 yuan; Den intelligente vedligeholdelsessystem, der er monteret på udstyret, kan overvåge spindelvibration (med en samplingsfrekvens på 2 kHz) og værktøjsfor slid i realtid. I kombination med analyse af store mængder bearbejdningsdata er den samlede udnyttelsesgrad af udstyret steget fra 72 % til 94 %, og den årlige nedetid er reduceret med 520 timer.
VTC80B har opnået et spring fra 'kvalificeret produktion' til 'præcisionsbaseret intelligent produktion' af titaniumlegeringsimpeller. »Vores impellerer er nu blevet anvendt med succes inden for områder som flymotorer og gasturbiner,« udtalte virksomhedens tekniske direktør. »De har ikke blot bestået leverandørcertificeringen hos Pratt & Whitney, men opfylder også de strenge krav om 20.000 timers fejlfri enkeltmaskin-drift. Dette har skabt en teknologisk barriere for os på det højpresterende impellermarked.« Dette eksempel bekræfter, at CNC-vandrette drejebænke er blevet kerneudstyr til at bryde gennem ydelsesmæssige flaskehalse inden for fremstilling af højtkvalitets impellerer gennem den dybe integration af »flerakskoordineret arkitektur + materialeprocesadaptation + intelligent præcisionsstyring«.
EN
