Op het gebied van lucht- en ruimtevaart en energieapparatuur bepalen impellers, als belangrijke krachtonderdelen, rechtstreeks de efficiëntie en operationele stabiliteit van vloeistofmachines op basis van de nauwkeurigheid van het bladprofiel (vereist profiel ≤ 0,03 mm) en de co-axialiteit tussen de naaf en de bladen (≤ 0,02 mm). Een fabrikant van hoogwaardige impellers komt een traditioneel procesknooppunt tegen bij de bewerking van een Φ 300-500 mm titaniumlegering centrifugale impeller: deze moet drie processen doorlopen: "verticale freesmachine, ruwfreesnaaf → vijfassige bewerkingscentrum precisiefreesblad → horizontale draaibank afsnijden referentiepunt", waarbij meervoudig opspannen zorgt voor een afwijking van het bladprofiel van meer dan 0,06-0,08 mm, een aërodynamisch efficiëntieverlies van 12% na montage van de impeller en een bewerkingstijd per stuk van maar liefst 120 minuten; tegelijkertijd heeft titaniumlegering (TC4) een hoge hoge-temperatuursterkte en grote snijvervorming. De slijtage van het gereedschap is driemaal zo hoog als die van staaldelen, en de kosten van gereedschap per schoepenwiel bedragen meer dan 800 yuan.
Om dit dilemma op te lossen, heeft het bedrijf het Demagesen Precision VTC80B CNC Verticale Draai- en Freescomposietcentrum geïntroduceerd om een 'eenmalige opspanning, volledig proces' systeem voor uitsluitend waaierbladen bewerken op te zetten. De machine is uitgerust met een machinebed van mineraalgiet (met 70% betere trillingsdemping in vergelijking met gietijzer), dynamisch gecompenseerd met een laserinterferometer (positioneringsnauwkeurigheid gecompenseerd tot ± 0,007 mm), gecombineerd met een C-as aangedreven door een krachtmotor (indexnauwkeurigheid ± 2,5 "). De structurele stijfheid is geoptimaliseerd via eindige-elementanalyse, en de radiale snijkrapstijfheid bedraagt 28 kN/mm, waardoor stabiel de radiale kracht van 18 kN tijdens het snijden van titaniumlegeringen kan worden weerstaan; Uitgerust met een Siemens 840D SL CNC-systeem en een contacttype meetsonde op de machine (meetnauwkeurigheid ± 0,001 mm), realiseert het real-time meting en compensatie van het bladprofiel, nauwkeurig afgestemd op de strikte eis van contourgraad ≤ 0,025 mm. In reactie op de bewerkingskenmerken van titaniumlegeringen is de machine uitgerust met een stikstofkoelsysteem (met de temperatuur in de snijzone geregeld op -10 °C) en snijgereedschap van ultrafijn korrelig carbide (inclusief TaC-coating, hardheid HRC68), wat effectief werkverharding en gereedschapsaanslibbing onderdrukt.
Gebruiksscenario's van klanten
Op het gebied van technologische innovatie heeft de apparatuur een dubbele doorbraak bereikt op het vlak van 'procesintegratie + precisie oppervlaktecontrole' bij de bewerking van wielen: integratie van een statisch drukspindel met een diameter van Φ 1000 mm (maximale snelheid 1000 t/min), een 8-pozitie krachtgereedschapstoren (Y-as slag ± 100 mm) en een vijfassige freeskop met koppelingsfunctie (zwaaibereik ± 120°), waarmee in één opspanning de precisiedraaibewerking van de buitenring van de wielnabe (tolerantieklasse IT6), de precisiefreesbewerking van het bladoppervlak (contour ≤ 0,025 mm), het boren van uitbalansgaten (positienauwkeurigheid ≤ 0,05 mm) en het slijpen van de referentie eindvlak (vlakheid ≤ 0,01 mm) kunnen worden uitgevoerd. Voor de bewerking van complexe bladprofielen wordt een innovatief 'adaptief voedingproces' toegepast: op basis van gemeten gegevens tijdens de bewerking worden snijparameters (voeding 30-80 mm/min) in real time aangepast via AI-algoritmen, wat leidt tot een stijging van de materiaalafvoer met 40%, terwijl de nauwkeurigheid gewaarborgd blijft; om in te spelen op het vervormingsprobleem van dunwandige titaniumlegeringsbladen (wanddikte 3-5 mm) wordt de 'gelegeerde progressieve snijmethode' gebruikt, waarbij de snijdiepte per laag wordt beheerst tussen 0,1 en 0,3 mm, gecombineerd met een stijf tapsysteem (tapbereik M6-M20), om een tapnauwkeurigheid van 6H-niveau te garanderen.
Klant verwerkte eindproducten
De implementatieresultaten zijn volledig in overeenstemming met de normen voor hoogwaardige apparatuur: de bewerkingscyclus per stuk is gereduceerd van 120 minuten naar 65 minuten, en de dagelijkse productiecapaciteit is gestegen van 30 stuks naar 58 stuks; De contour van het schoepwielblad wordt stabiel gehandhaafd op ≤ 0,025 mm, de co-axialiteit tussen navel en blad is ≤ 0,015 mm, en de oppervlakteruwheid bereikt Ra0,4 μm, wat volledig voldoet aan de eisen van het SAE AS9100 kwaliteitsmanagementsysteem voor de lucht- en ruimtevaart; De aerodynamische efficiëntie van het schoepwiel is met 10% verbeterd en heeft de certificering voor stromingsprestaties van TÜV Rheinland in Duitsland doorstaan; Door laagtemperatuurkoeling en parameteroptimalisatie is de levensduur van de gereedschappen met 80% verlengd, en de kosten van gereedschap per schoepwiel zijn gedaald naar 450 yuan; Het intelligente onderhoudssysteem dat op de apparatuur is geïnstalleerd, kan in real time spindelvibraties (met een bemonsteringsfrequentie van 2 kHz) en slijtage van gereedschappen monitoren. In combinatie met big data-analyse van de bewerking is het totale gebruiksniveau van de apparatuur gestegen van 72% naar 94%, en is de jaarlijkse stilstandtijd met 520 uur gereduceerd.
VTC80B heeft een sprong gemaakt van 'geschikte productie' naar 'precisie intelligente productie' van titaniumlegeringswaaierwielen. "Onze waaierwielen zijn nu met succes toegepast in de gebieden van vliegtuigmotoren en gasturbines", verklaarde de technisch directeur van het bedrijf. "Ze hebben niet alleen de leverancierscertificering van Pratt & Whitney gehaald, maar voldoen ook aan de strenge eis van 20.000 uur foutloze werking per machine. Dit heeft voor ons een technische barrière opgebouwd op de high-end waaierwielmarkt." Dit geval bevestigt dat CNC-vrasteunbanken via diepe integratie van 'multi-assige samenwerkende architectuur + materiaalprocesaanpassing + intelligente precisiecontrole' uitgegroeid zijn tot kernapparatuur voor het doorbreken van prestatiegrenzen in de fabricage van high-end waaierwielen.
EN
