No campo da aeroespacial e do equipamento enerxético, os rodetes, como compoñentes clave de potencia, determinan directamente a eficiencia e a estabilidade operativa da maquinaria hidráulica segundo a precisión do perfil das álabes (perfil requirido ≤ 0,03 mm) e a coaxialidade entre o cubo e as álabes (≤ 0,02 mm). Un fabricante de rodetes de alta gama está afrontando unha limitación nos procesos tradicionais ao mecanizar un rodete centrífugo de aliaxe de titanio de Φ 300-500 mm: debe pasar por tres procesos: "fresa vertical para desbaste inicial do cubo → centro de mecanizado de cinco eixes para fresado de precisión das álabes → torno horizontal para acabado do referencial", o que provoca múltiples suxeicións que dan lugar a desviacións no perfil da álabes superiores a 0,06-0,08 mm, unha perda de eficiencia aerodinámica do 12% tras a montaxe do rodete e un ciclo de mecanizado por peza de ata 120 minutos; ao mesmo tempo, a aliaxe de titanio (TC4) ten unha gran resistencia a altas temperaturas e unha grande deformación durante o corte. A taxa de desgaste da ferramenta é tres veces superior á das pezas de acero, e o custe das ferramentas por rodete supera os 800 yuan.
Para superar este dilema, a empresa introduciu o Centro Composto de Torneado e Fresado CNC Demagesen Precision VTC80B para construír un sistema exclusivo de mecanizado de álabes "de un so apriete e proceso completo". O equipo adopta un corpo de leito de fundición mineral (cunha mellora do 70% no rendemento de redución de vibracións en comparación co ferro fundido), que se compensa dinamicamente mediante un interferómetro láser (precisión de posicionamento compensada a ± 0,007 mm), combinado cun eixo C impulsado por un motor de torsión (precisión de indexación ± 2,5 "). A rigidez estrutural está optimizada mediante análise por elementos finitos, e a rigidez ao corte radial alcanza os 28 kN/mm, podendo soportar establemente a forza radial de 18 kN durante o corte a alta velocidade de ligas de titán; Equipado co sistema CNC Siemens 840D SL e unha sonda de medición en máquina de tipo de contacto (precisión de medición ± 0,001 mm), permite a medición en tempo real e a compensación do perfil das pás, adaptándose exactamente ao rigoroso requisito de grao de contorno ≤ 0,025 mm. En resposta ás características de mecanizado das ligas de titán, o equipo está dotado dun sistema de refrigeración con nitróxeno líquido (coa temperatura da zona de corte controlada a -10 ℃) e ferramentas de corte de carburo de grano ultrafino (incluíndo recubrimento TaC, dureza HRC68), suprimindo eficazmente o endurecemento por deformación e a adhesión da ferramenta.
Escenarios de uso do cliente
En canto á innovación tecnolóxica, o equipo conseguiu un dobre avance de "integración de procesos+control preciso da superficie" no mecanizado de rodetes: integrando un fuso estático de presión Φ 1000 mm (velocidade máxima 1000 r/min), unha torreta de potencia de 8 estacións (curso do eixe Y ± 100 mm) e un cabezal de fresado de cinco eixes enlazados (rango de oscilación ± 120 °), que pode completar nun só paso o torneado de precisión do círculo exterior do cubo (tolerancia IT6), o fresado de precisión da superficie das álabes (contorno ≤ 0,025 mm), a perforación de orificios de equilibrio (precisión posicional ≤ 0,05 mm) e o rectificado da cara de referencia (planicidade ≤ 0,01 mm). Para o mecanizado de perfís complexos de álabes, adopta un "proceso de avance adaptativo": baseado nos datos de medición en máquina, os parámetros de corte (avance 30-80 mm/min) axústanse en tempo real mediante algoritmos de intelixencia artificial, aumentando así a taxa de eliminación de material en un 40 % mentres se garante a precisión; para facer fronte ao problema de deformación das álabes delgadas de aleación de titanio (espesor de parede 3-5 mm), emprégase o "método de corte progresivo por capas", controlándose a profundidade de corte de cada capa entre 0,1 e 0,3 mm, combinado cun sistema ríxido de roscado (rango de roscado M6-M20), para garantir unha precisión no mecanizado de rosca de nivel 6H.
Produtos acabados procesados polo cliente
Os resultados da implementación están totalmente en liña cos estándares de equipos de alta gama: o ciclo de procesamento por peza foi reducido de 120 minutos a 65 minutos, e a capacidade de produción diaria aumentou de 30 a 58 pezas; O perfil da pá do impulsor está estabilizado nun valor ≤ 0,025 mm, a coaxialidade entre cubo e pá é ≤ 0,015 mm, e a rugosidade superficial alcanza Ra0,4 μm, cumprindo completamente os requisitos do sistema de xestión de calidade aeroespacial SAE AS9100; A eficiencia aerodinámica do impulsor mellorou un 10% e superou a certificación de rendemento fluídico de TÜV Rheinland en Alemaña; A vida útil da ferramenta aumentou un 80% grazas ao arrefriamento a baixa temperatura e á optimización de parámetros, e o custe das ferramentas por roda de pás reduciuse a 450 iuanes; O sistema intelixente de mantemento instalado no equipo pode monitorizar en tempo real a vibración do fuso (frecuencia de mostraxe de 2 kHz) e o desgaste da ferramenta. Combinado co análise de grandes datos de procesamento, a taxa de utilización global do equipo aumentou do 72% ao 94%, e o tempo de inactividade anual reduciuse en 520 horas.
O VTC80B conseguiu un salto do 'fabrico cualificado' ao 'fabrico intelixente de precisión' de impulsores de aleación de titanio. "O director técnico da empresa afirmou: 'Os nosos impulsores xa se aplicaron con éxito nos campos dos motores de aviación e das turbinas de gas. Non só superaron a certificación de fornecedor de Pratt&Whitney, senón que tamén cumpren o rigoroso requisito de 20.000 horas de funcionamento continuo sen fallos. Isto estableceu unha barrera técnica para nós no mercado de impulsores de alta gama'." Este caso confirma que os torno verticais CNC se converteron no equipo fundamental para superar os estranxeiramentos de rendemento no campo do fabrico de impulsores de alta gama mediante a profunda integración de "arquitectura colaborativa multieixe+adaptación ao proceso do material+control intelixente de precisión".
EN
