Στον τομέα της αεροδιαστημικής και του εξοπλισμού ενέργειας, οι φυγοκεντρικοί τροχοί, ως βασικά συστατικά κίνησης, καθορίζουν άμεσα την απόδοση και τη λειτουργική σταθερότητα των μηχανημάτων ρευστών βάσει της ακρίβειας του προφίλ της πτερωτής (απαιτούμενο προφίλ ≤ 0,03 mm) και της ομοαξονικότητας μεταξύ του άξονα και των πτερυγίων (≤ 0,02 mm). Ένας κατασκευαστής υψηλής τεχνολογίας φυγοκεντρικών τροχών αντιμετωπίζει ένα συμβατικό τεχνολογικό εμπόδιο κατά την κατεργασία ενός φυγοκεντρικού τροχού από κράμα τιτανίου διαμέτρου Φ 300-500 mm: απαιτείται να διανυθεί μια διαδικασία τριών σταδίων «πρόχειρη κατεργασία του άξονα σε κάθετο φρέζα → ακριβής φρεζάρισμα πτερυγίων σε πέντε άξονες κέντρο κατεργασίας → κατεργασία διόρθωσης αναφοράς σε οριζόντιο τόρνο», με αποτέλεσμα την πολλαπλή σύσφιξη που προκαλεί απόκλιση του προφίλ των πτερυγίων πάνω από 0,06-0,08 mm, απώλεια αεροδυναμικής απόδοσης 12% μετά τη συναρμολόγηση του τροχού και κύκλο κατεργασίας ανά κομμάτι έως και 120 λεπτά. Ταυτόχρονα, το κράμα τιτανίου (TC4) έχει υψηλή αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες και μεγάλη παραμόρφωση κατεργασίας. Ο ρυθμός φθοράς του εργαλείου είναι τρεις φορές υψηλότερος από αυτόν των αντίστοιχων από χάλυβα, ενώ το κόστος των εργαλείων για κάθε πτερωτή ξεπερνά τα 800 γιουάν.
Για να ξεπεραστεί αυτό το δίλημμα, η εταιρεία εισήγαγε το Demagesen Precision VTC80B CNC Vertical Turning και Milling Composite Center για τη δημιουργία ενός αποκλειστικού συστήματος κατεργασίας πτερωτών «μία πρόσφυση – ολόκληρη διαδικασία». Το μηχάνημα χρησιμοποιεί βάση από ορυκτές ενώσεις (με 70% βελτίωση στη μείωση των ταλαντώσεων σε σύγκριση με το χυτοσίδηρο), η οποία διορθώνεται δυναμικά μέσω λέιζερ διαφορόμετρου (ακρίβεια εντοπισμού διορθωμένη σε ± 0,007 mm), σε συνδυασμό με άξονα C που κινείται από κινητήρα ροπής (ακρίβεια διαίρεσης ± 2,5 "), ενώ η δομική ακαμψία βελτιστοποιείται μέσω ανάλυσης πεπερασμένων στοιχείων, και η ακτινική δυσκαμψία κοπής φτάνει τα 28 kN/mm, με τη δυνατότητα να αντέχει σταθερά την ακτινική δύναμη των 18 kN κατά την υψίστροφη κοπή κράματος τιτανίου. Εξοπλισμένο με σύστημα Siemens 840D SL CNC και επαφικό μετρητικό αισθητήρα στο μηχάνημα (ακρίβεια μέτρησης ± 0,001 mm), επιτυγχάνει πραγματική μέτρηση και διόρθωση του προφίλ της πτερύγας, εξασφαλίζοντας ακριβή τήρηση του αυστηρού ορίου της ανοχής περιγράμματος ≤ 0,025 mm. Λαμβάνοντας υπόψη τα χαρακτηριστικά κατεργασίας των κραμάτων τιτανίου, το μηχάνημα διαθέτει σύστημα ψύξης υγρού αζώτου (με τον θερμοκρασιακό έλεγχο της ζώνης κοπής στους -10 °C) και κοπτικά εργαλεία από υπερλεπτόκοκκο καρβίδιο (συμπεριλαμβανομένης επίστρωσης TaC, σκληρότητα HRC68), τα οποία αποτρέπουν αποτελεσματικά τον εμπλουτισμό του υλικού και τη συνάφεια του εργαλείου.
Σενάρια χρήσης από τον πελάτη
Όσον αφορά την τεχνολογική καινοτομία, το εξοπλισμός έχει επιτύχει διπλή διάσπαση στην κατεργασία φυγοκεντρικών τροχών με το «συγχρωτισμό διαδικασιών + ακριβή έλεγχο επιφάνειας»: ενσωματώνοντας άξονα στατικής πίεσης Φ 1000 mm (μέγιστη ταχύτητα 1000 σ.α.λ.), ισχυρό περιστρεφόμενο κεφάλι 8 θέσεων (διαδρομή άξονα Y ± 100 mm) και κεφαλή φρεζαρίσματος πέντε αξόνων (εύρος ταλάντωσης ± 120°), η οποία μπορεί να ολοκληρώσει μία προς μία την ακριβή λείανση της εξωτερικής περιφέρειας του τροχού (ανοχή IT6), την ακριβή φρεζάρισμα της επιφάνειας της πτερύγας (περίγραμμα ≤ 0,025 mm), τη διάτρηση ισορροπημένων οπών (ακρίβεια θέσης ≤ 0,05 mm) και τη λείανση της αναφερόμενης επιφάνειας (επιπεδότητα ≤ 0,01 mm). Για την κατεργασία πολύπλοκων προφίλ πτερυγίων, υιοθετείται μια καινοτόμος «διαδικασία προσαρμοστικής πρόωσης»: βασισμένη σε δεδομένα μέτρησης εντός του μηχανήματος, οι παράμετροι κοπής (ταχύτητα πρόωσης 30-80 mm/λεπτό) ρυθμίζονται σε πραγματικό χρόνο μέσω αλγορίθμων τεχνητής νοημοσύνης, και ο ρυθμός αφαίρεσης υλικού αυξάνεται κατά 40%, διατηρώντας την ακρίβεια· Σε απάντηση στο πρόβλημα παραμόρφωσης λεπτότοιχων πτερυγίων κράματος τιτανίου (πάχος τοιχώματος 3-5 mm), υιοθετείται η «μέθοδος σταδιακής κοπής σε στρώσεις», όπου το βάθος κοπής κάθε στρώσης ελέγχεται στα 0,1-0,3 mm, σε συνδυασμό με ένα σκληρό σύστημα απότομης κοπής (εύρος απότομης κοπής M6-M20), για να εξασφαλιστεί ακρίβεια κατεργασίας σπειρώματος στο επίπεδο 6H.
Ο πελάτης επεξεργάστηκε τελικά προϊόντα
Τα αποτελέσματα εφαρμογής είναι πλήρως σύμφωνα με τα πρότυπα υψηλής ποιότητας εξοπλισμού: ο κύκλος επεξεργασίας ανά κομμάτι έχει μειωθεί από 120 λεπτά σε 65 λεπτά, ενώ η ημερήσια παραγωγική ικανότητα έχει αυξηθεί από 30 σε 58 κομμάτια· το προφίλ της πτερωτής του φυγοκεντρικού στροβίλου ελέγχεται σταθερά σε ≤ 0,025 mm, η ομοαξονικότητα μεταξύ του κορμού και της πτερωτής είναι ≤ 0,015 mm, και η τραχύτητα της επιφάνειας φτάνει Ra0,4 μm, πληρούντας πλήρως τις απαιτήσεις του συστήματος διαχείρισης ποιότητας αεροδιαστημικής SAE AS9100· η αεροδυναμική απόδοση της πτερωτής έχει βελτιωθεί κατά 10% και έχει περάσει την πιστοποίηση αεροδυναμικής απόδοσης της TÜV Rheinland στη Γερμανία· η διάρκεια ζωής του εργαλείου έχει επεκταθεί κατά 80% λόγω ψύξης χαμηλής θερμοκρασίας και βελτιστοποίησης παραμέτρων, και το κόστος των εργαλείων για μονή πτερωτή έχει μειωθεί στα 450 γιουάν· το έξυπνο σύστημα συντήρησης που είναι εγκατεστημένο στον εξοπλισμό μπορεί να παρακολουθεί σε πραγματικό χρόνο τη δόνηση του άξονα (συχνότητα δειγματοληψίας 2 kHz) και τη φθορά του εργαλείου. Σε συνδυασμό με ανάλυση μεγάλων δεδομένων επεξεργασίας, ο συνολικός βαθμός αξιοποίησης του εξοπλισμού έχει αυξηθεί από 72% σε 94%, ενώ ο ετήσιος χρόνος αδράνειας έχει μειωθεί κατά 520 ώρες.
Το VTC80B έχει επιτύχει άλμα από τη «νομιμοποίηση παραγωγής» στη «νομιμοποίηση έξυπνης ακριβούς κατασκευής» των φυγοκεντρικών ανεμιστήρων κράματος τιτανίου. «Ο τεχνικός διευθυντής της εταιρείας δήλωσε: «Οι ανεμιστήρες μας έχουν πλέον εφαρμοστεί με επιτυχία στους τομείς των αεροπορικών κινητήρων και των αερίων τουρμπίνων. Δεν έχουν μόνο περάσει την πιστοποίηση προμηθευτή της Pratt&Whitney, αλλά επίσης πληρούν την αυστηρή απαίτηση για 20.000 ώρες λειτουργίας μονής μηχανής χωρίς βλάβες. Αυτό έχει δημιουργήσει ένα τεχνικό εμπόδιο για εμάς στην αγορά υψηλής τεχνολογίας ανεμιστήρων». Αυτή η περίπτωση επιβεβαιώνει ότι οι κατακόρυφοι φρέζες CNC έχουν γίνει το βασικό εξοπλισμός για την υπέρβαση των εμποδίων απόδοσης στον τομέα της κατασκευής υψηλής τεχνολογίας ανεμιστήρων μέσω της βαθιάς ενσωμάτωσης της "πολυάξονης συνεργατικής αρχιτεκτονικής + προσαρμογής διαδικασίας υλικού + έξυπνου ακριβούς ελέγχου".
EN
