Na području zrakoplovne i energetske opreme, radna kola, kao ključni snaga dijelovi, izravno određuju učinkovitost i radnu stabilnost strujnih strojeva na temelju točnosti profila lopatice (zahtijevani profil ≤ 0,03 mm) i koaksijalnosti između glavnog tijela i lopatica (≤ 0,02 mm). Proizvođač visokokvalitetnih radnih kola suočava se s tradicionalnim procesnim zaustavljanjem pri obradi centrifugalnog radnog kola od titanijevog slitine Φ 300-500 mm: potrebno je proći tri procesa: „brušenje glavnog tijela na okomitom glodalici → precizno glodanje lopatica na pet-osi glodalici → dorada osnove na horizontalnom tokarskom stroju“, višestruko stezanje uzrokuje odstupanje profila lopatica veće od 0,06-0,08 mm, gubitak aerodinamičke učinkovitosti nakon montaže radnog kola iznosi 12%, a ciklus obrade pojedinačnog komada traje do 120 minuta; istovremeno, titanijev slitin (TC4) ima visoku čvrstoću na visokim temperaturama i veliko deformiranje pri rezanju. Stopa trošenja alata tri puta je veća nego kod čeličnih dijelova, a trošak alata za pojedinačno radno kolo premašuje 800 juana.
Kako bi se prevazišao ovaj dijalema, tvrtka je uvela Demagesen Precision VTC80B CNC okomiti centar za obradu i kombinirano glodanje kako bi izgradila ekskluzivni sustav za obradu lopatica s „jednokratnim stezanjem i potpunim procesom“. Oprema koristi ležište od mineralnog lijevka (s poboljšanjem prigušenja vibracija za 70% u odnosu na lijevano željezo), koje je dinamički kompenzirano laserskim interferometrom (točnost pozicioniranja kompenzirana na ± 0,007 mm), u kombinaciji s C-osom pogonjenom momentnim motorom (točnost indeksiranja ± 2,5"). Krutost strukture optimizirana je konačnom elementnom analizom, a radijalna krutost rezanja iznosi 28 kN/mm, što omogućuje stabilno podnošenje radijalne sile od 18 kN tijekom visokobrzinskog rezanja titanijevih slitina; Opremljen Siemens 840D SL CNC sustavom i kontaktne vrste mjerne sondom na stroju (mjerna točnost ± 0,001 mm), ostvaruje stvarno vrijeme mjerenja i kompenzaciju profila lopatica, točno zadovoljavajući stroge zahtjeve za oblikom konture ≤ 0,025 mm. U skladu s karakteristikama obrade titanijevih slitina, oprema je opremljena tekućim dušikovim hlađenjem (temperatura zone rezanja regulirana na -10 ℃) i ultrafinim tvrdim pločicama (uključujući TaC prevlake, tvrdoća HRC68), čime se učinkovito potiskuje očvršćivanje materijala i prianjanje alata.
Scenariji korištenja kod kupaca
U pogledu tehnološke inovacije, oprema je postigla dvostruki proboj u oblikovanju lopatica kola sa „integracijom procesa + preciznom kontrolom površine“: integriranjem statičkog vretena Φ 1000 mm (maksimalni broj okretaja 1000 o/min), okretnog alatnog nosača s 8 stanica (hod osi Y ± 100 mm) i frezarske glave s pet osi (domet njihe ± 120 °), moguće je istovremeno izvesti precizno tokarenje vanjskog promjera kotače (tolerancija IT6), precizno glodanje površine lopatica (kontura ≤ 0,025 mm), bušenje ravnotežnih rupa (položajna točnost ≤ 0,05 mm) i brušenje referentne čelo plohe (ravnost ≤ 0,01 mm). Za obradu složenih profila lopatica primjenjuje se inovativni „prilagodljivi proces posmaka“: na temelju podataka mjerenja na stroju, parametri rezanja (posmak 30–80 mm/min) prilagođavaju se u stvarnom vremenu putem algoritama umjetne inteligencije, pri čemu se stopa skidanja materijala povećava za 40% uz očuvanje točnosti; kako bi se riješio problem deformacije tanke stijenke od titanijevih legura (debljina stijenke 3–5 mm), koristi se „metoda slojevite progresivne obrade“, pri čemu je dubina rezanja svakog sloja ograničena na 0,1–0,3 mm, u kombinaciji s krutim sustavom za navojno rezanje (raspon navoja M6–M20), kako bi se osigurala točnost obrade navoja na razini 6H.
Kupac obrađuje gotove proizvode
Rezultati implementacije u potpunosti su u skladu sa standardima visokokvalitetne opreme: ciklus obrade pojedinačnog dijela smanjen je s 120 na 65 minuta, a dnevni kapacitet proizvodnje povećan je s 30 na 58 komada; Profil lopatice radnog kola stabilno je kontroliran na ≤ 0,025 mm, koaksijalnost između glavnog tijela i lopatice je ≤ 0,015 mm, a hrapavost površine doseže Ra0,4 μm, što u potpunosti zadovoljava zahtjeve sustava upravljanja kvalitetom u zrakoplovnoj industriji SAE AS9100; Aerodinamička učinkovitost radnog kola poboljšana je za 10% te je prošla certifikaciju hidrodinamičkih performansi u TÜV Rheinlandu u Njemačkoj; Vek trajanja alata produžen je za 80% zahvaljujući hlađenju na niskim temperaturama i optimizaciji parametara, a trošak alata za pojedinačno kolo smanjen je na 450 juana; Pametni sustav održavanja ugrađen na opremi može u stvarnom vremenu nadzirati vibracije vretena (frekvencija uzorkovanja 2 kHz) i habanje alata. U kombinaciji s analizom velikih podataka o obradi, ukupna iskorištenost opreme povećana je s 72% na 94%, a godišnje vrijeme prestanka rada smanjeno je za 520 sati.
VTC80B ostvario je skok od 'kvalificirane proizvodnje' do 'precizne inteligentne proizvodnje' turbine od titanijevog slitina. 'Naši rotorci su sada uspješno primijenjeni u područjima avionskih motora i plinskih turbina', izjavio je tehnički direktor tvrtke. 'Ne samo da smo prošli certifikaciju dobavljača kod Pratt&Whitneyja, već također zadovoljavamo strogi zahtjev od 20 000 sati rada pojedinačne jedinice bez kvarova. Ovo nam je stvorilo tehničku barijeru na tržištu visokokvalitetnih rotoraca.' Ovaj slučaj potvrđuje da su CNC okomiti tokarilici postali ključna oprema za prevazilaženje graničnika performansi u proizvodnji visokokvalitetnih rotoraca kroz duboku integraciju "višeosne suradničke arhitekture + prilagodbe procesa materijala + inteligentne precizne kontrole".
EN
