Aviacijos ir energetikos įrangos srityje darbiniai ratukai, kaip pagrindiniai jėgos komponentai, tiesiogiai lemia skysčių mašinų efektyvumą ir veikimo stabilumą priklausomai nuo mentės profilio tikslumo (reikalaujamas profilis ≤ 0,03 mm) ir koaksialumo tarp pakabos ir mentės (≤ 0,02 mm). Aukštos kokybės darbinio ratuko gamintojas susiduria su tradiciniu technologiniu užtvinimu apdorojant Φ 300–500 mm titano lydinio celiustrifūginį darbinį ratuką: reikia atlikti tris procesus – „vertikalaus frezavimo stanco grubųjį frezavimą ratukui → penkių ašių apdirbimo centre tikslų mentės frezavimą → horizontalaus plokštės apdirbimo stanco žymos taško apdailą“, daugkartinis tvirtinimas lemia mentės profilio nuokrypį, viršijantį 0,06–0,08 mm, aerodinaminio efektyvumo praradimą po darbinio ratuko surinkimo iki 12 % bei vieno gaminio apdirbimo ciklą iki 120 minučių; tuo pačiu metu titano lydinys (TC4) pasižymi dideliu aukštoje temperatūroje stiprumu ir dideliu pjovimo deformavimu. Įrankių dėvėjimosi greitis yra tris kartus didesnis nei plieniniams detaliams, o vienos mentės rato įrankių kaina viršija 800 juanų.
Norėdama įveikti šią dilemą, įmonė pristatė Demagesen Precision VTC80B CNC vertikalųjį sukimo ir frezavimo kompozitinį centrumą, siekdama sukurti „vienkartinio įveržimo viso proceso“ specializuotą darbinio ratelio apdirbimo sistemą. Įranga naudoja mineralinio liavinio lovą (virpesių slopinimo savybės pagerintos 70 % lyginant su liejiniu geležimi), kuri dinamiškai kompensuojama lazerio interferometru (padėties tikslumas kompensuotas iki ± 0,007 mm), derinama su C ašimi, kuria varomas sukimo momento variklis (padalinimo tikslumas ± 2,5 "), o konstrukcinė standumas optimizuojamas baigtinių elementų analize, pasiekiant radialinę pjovimo standumą 28 kN/mm, kad būtų galima stabiliai atlaikyti 18 kN radialinę jėgą pjovimo metu titano lydinio aukštu greičiu; Įranga aprūpinta Siemens 840D SL CNC sistema bei kontaktiniu matavimo zondais tiesiogiai mašinoje (matavimo tikslumas ± 0,001 mm), leidžiančiais atlikti mentės profilio realaus laiko matavimą ir kompensavimą, tiksliai atitinkant griežtą reikalavimą, kad kontūro laipsnis būtų ≤ 0,025 mm. Atsižvelgiant į titano lydinių apdirbimo ypatybes, įranga aprūpinta skysto azoto aušinimo sistema (pjovimo zonos temperatūra kontroliuojama palaikant -10 ℃) bei ultrafino grūdeliavimo kietmetalių pjovimo įrankiais (įskaitant TaC danga, kietumas HRC68), efektyviai slopinančiais darbo paviršiaus kietėjimą ir įrankių prikibimą.
Kliento naudojimo scenarijai
Kalbant apie technologinį inovavimą, įranga pasiekė dvigubą proveržį „proceso integracija + tikslus paviršiaus valdymas“ mentelių apdirbime: integruotas Φ 1000 mm statinio slėgio špindelis (maksimalus sukimosi dažnis 1000 aps./min), 8 pozicijų galios bokštas (Y ašies eiga ± 100 mm) ir penkių ašių jungties frezavimo galvutė (svyravimo diapazonas ± 120 °), kurie vienu metu leidžia atlikti ratlankio išorinio apskritimo tikslųjį apsukimą (tikslumo laipsnis IT6), mentės paviršiaus tikslųjį frezavimą (kontūras ≤ 0,025 mm), balansavimo skylių gręžimą (padėties tikslumas ≤ 0,05 mm) bei atramos galinio paviršiaus šlifavimą (plokštumas ≤ 0,01 mm). Sudėtingų mentžių profilių apdirbimui taikomas inovacinis „adaptacijos maitinimo procesas“: remiantis mašinoje atliktų matavimų duomenimis, dirbtinio intelekto algoritmai realiu laiku koreguoja pjaunamuosius parametrus (maitinimo greitis 30–80 mm/min), dėl ko medžiagos nuėmimo greitis padidėja 40 %, išlaikant tikslumą; reaguojant į titano lydinio plonų sienelelių mentžių deformacijos problemą (sienelės storis 3–5 mm), taikoma „sluoksninė palaipsnine pjovimo metodika“, kai kiekvieno sluoksnio pjovimo gylis kontroliuojamas 0,1–0,3 mm ribose, kartu naudojant standžią įvorę (įvorės diapazone M6–M20), užtikrinant sriegio apdirbimo tikslumą 6H lygyje.
Klientas apdorojo galutinius produktus
Įgyvendinimo rezultatai visiškai atitinka aukštos kokybės įrangos standartus: vieno gaminio apdorojimo ciklas sutrumpintas nuo 120 iki 65 minučių, o kasdienė gamybos talpa padidinta nuo 30 iki 58 vienetų; mentės profilio tikslumas stabiliai palaikomas ≤ 0,025 mm, koaksialumas tarp pakabos ir mentės yra ≤ 0,015 mm, o paviršiaus šiurkštumas pasiekia Ra0,4 μm, visiškai atitinkant SAE AS9100 aviacijos kokybės valdymo sistemos reikalavimus; mentės aerodinaminis našumas pagerintas 10 % ir sėkmingai išlaikytas Vokietijos TÜV Rheinland skysčių dinamikos našumo patvirtinimas; dėl žemoji temperatūros aušinimo ir parametrų optimizavimo įrankių tarnavimo laikas pailgėjo 80 %, o vieno mentžiedo įrankių savikaina sumažinta iki 450 jenų; įrangoje sumontuota intelektuali techninės priežiūros sistema gali realiu laiku stebėti pagrindinio veleno vibraciją (atrinkimo dažnis 2 kHz) ir įrankių nusidėvėjimą. Apdorojimo didelių duomenų analizės kombinavimas leido įrangos kompleksinį naudojimo lygį padidinti nuo 72 % iki 94 %, o metinė sustabdymo trukmė sumažėjo 520 valandų.
VTC80B pasiekė šuolį nuo „kokybiškos gamybos“ iki „tiksliosios intelektualios gamybos“ titano lydinių turbinėliams. „Mūsų turbinėliai jau sėkmingai taikomi aviacijos variklių ir dujų turbinais srityse. Jie ne tik išlaikė „Pratt&Whitney“ tiekėjo sertifikavimą, bet taip pat atitinka griežtą reikalavimą – 20 000 valandų vienetinės mašinos veikimo be gedimų. Tai mums sukūrė technologinę kliūtį aukštosios klasės turbinėlių rinkoje“, – teigė įmonės techninis direktorius. Šis atvejis patvirtina, kad CNC vertikalus pjaustymo staklės tapo pagrindine įranga, leidžiančia įveikti našumo kamščių takus aukštos kokybės turbinėlių gamybos srityje, dėka gilio integravimo „daugiaašės bendradarbiavimo architektūros + medžiagos proceso adaptacijos + intelektualaus tikslumo valdymo“.
EN
