W dziedzinie sprzętu lotniczego i energetycznego obrotowe, jako kluczowe elementy mocy, bezpośrednio określają wydajność i stabilność eksploatacyjną maszyn płynnych na podstawie dokładności profilu ostrza (wymagany profil ≤ 0,03 mm) i koaksjalizmu między węzłem a ostr Producent impelera wysokiej klasy stoi w obliczu tradycyjnego wąskiego gardła procesu podczas przetwarzania impelera odśrodkowego ze stopu tytanu o średnicy Φ 300-500 mm: musi przejść trzy procesy: "piętro pieśnicy pionowej łożyska szorstkiego koła frezo W przypadku narzędzi o wysokiej wydajności, które są w stanie wykorzystać, należy zastosować odpowiednie środki.
Aby pokonać ten dylemat, firma wprowadziła precyzyjny centrum tokarsko-frezarskie CNC Demagesen VTC80B do budowy systemu obróbki wirników typu "jednokrotne mocowanie – pełen proces". Urządzenie wykorzystuje łóżko z odlewu mineralnego (o 70% lepsza skuteczność tłumienia drgań w porównaniu z żeliwem), dynamicznie kompensowane za pomocą interferometru laserowego (dokładność pozycjonowania skompensowana do ±0,007 mm), w połączeniu z osią C napędzaną silnikiem momentowym (dokładność dzielenia kątowego ±2,5"). Sztywność konstrukcyjna została zoptymalizowana metodą analizy elementów skończonych, a sztywność tnąca promieniowo osiąga 28 kN/mm, co umożliwia stabilne wytrzymywanie siły promieniowej 18 kN podczas szybkich cięć stopów tytanu; wyposażone w system CNC Siemens 840D SL oraz sondę pomiarową kontaktową do pomiaru na maszynie (dokładność pomiaru ±0,001 mm), osiąga rzeczywisty pomiar i kompensację profilu łopatki, dokładnie spełniając surowe wymagania dotyczące dokładności konturu ≤0,025 mm. W odpowiedzi na cechy obróbki stopów tytanu urządzenie wyposażone jest w system chłodzenia azotem ciekłym (temperatura strefy cięcia kontrolowana na poziomie -10 °C) oraz w narzędzia skrawające z nadmiernie drobnoziarnistego węgliku spiekanego (w tym powłoka TaC, twardość HRC68), skutecznie tłumiąc umocnienie na zimno i przyczepność narzędzi.
Scenariusze użycia przez klienta
Jeśli chodzi o innowację technologiczną, sprzęt osiągnął podwójny przełom „integracji procesu + precyzyjnej kontroli powierzchni” w obróbce wirników: integrując wrzeciono o nacisku statycznym Φ 1000 mm (maksymalna prędkość 1000 obr./min), 8-stanowiskową głowicę rewolwerową (skok osi Y ± 100 mm) oraz pięcioosiową głowicę frezarską (zakres obrotu ± 120°), która może wykonać precyzyjne toczenie zewnętrznego okręgu piasty koła (tolerancja IT6), precyzyjne frezowanie powierzchni łopatki (kontur ≤ 0,025 mm), wiercenie otworów wyważających (dokładność położenia ≤ 0,05 mm) i wzorcowe szlifowanie powierzchni czołowej (płaskość ≤ 0,01 mm) w jednym przejściu. Do obróbki skomplikowanych profili ostrzy zastosowano innowacyjny „adaptacyjny proces posuwu”: na podstawie danych pomiarowych maszyny parametry skrawania (prędkość posuwu 30–80 mm/min) są dostosowywane w czasie rzeczywistym za pomocą algorytmów sztucznej inteligencji, a szybkość usuwania materiału jest zwiększona o 40% przy jednoczesnym zachowaniu dokładności. W odpowiedzi na problem odkształceń cienkościennych ostrzy ze stopu tytanu (grubość ścianki 3–5 mm) zastosowano „warstwową metodę stopniowego skrawania”, w której głębokość skrawania każdej warstwy jest kontrolowana na poziomie 0,1–0,3 mm, w połączeniu ze sztywnym systemem gwintowania (zakres gwintowania M6–M20), aby zapewnić dokładność obróbki gwintów na poziomie 6H.
Klient przetworzył gotowe produkty
Wyniki wdrożenia są w pełni zgodne ze standardami wysokiej klasy urządzeń: cykl przetwarzania pojedynczego elementu został skrócony z 120 minut do 65 minut, a dzienne zdolności produkcyjne wzrosły z 30 do 58 sztuk dziennie; Profil łopatki wirnika jest stabilnie kontrolowany na poziomie ≤ 0,025 mm, współosiowość między piastą a łopatką wynosi ≤ 0,015 mm, a chropowatość powierzchni osiąga Ra0,4 μm, co w pełni spełnia wymagania systemu zarządzania jakością SAE AS9100 dla przemysłu lotniczego i kosmicznego; Sprawność aerodynamiczna wirnika została poprawiona o 10% i uzyskała certyfikat wydajności przepływowej TÜV Rheinland w Niemczech; Żywotność narzędzi została wydłużona o 80% dzięki chłodzeniu niskotemperaturowemu i optymalizacji parametrów, a koszt narzędzi na pojedyncze koło łopatkowe został zmniejszony do 450 yuanów; System inteligentnej konserwacji wbudowany w urządzenie umożliwia ciągłe monitorowanie drgań wrzeciona (częstotliwość próbkowania 2 kHz) oraz zużycia narzędzi. W połączeniu z analizą dużych danych przetwarzania, ogólna wykorzystanie urządzenia wzrosło z 72% do 94%, a roczny czas przestojów został skrócony o 520 godzin.
VTC80B osiągnęło skok od „kwalifikowanej produkcji” do „precyzyjnej inteligentnej produkcji” wirników ze stopu tytanu. «Dyrektor techniczny firmy stwierdził: „Nasze wirniki zostały pomyślnie zastosowane w dziedzinach silników lotniczych i turbin gazowych. Nie tylko uzyskały certyfikację dostawcy Pratt&Whitney, ale również spełniają surowe wymagania dotyczące 20000 godzin bezawaryjnej pracy pojedynczej maszyny. To stworzyło dla nas barierę technologiczną na rynku wysokowydajnych wirników». Ten przypadek potwierdza, że tokarki pionowe CNC stały się kluczowym sprzętem umożliwiającym przełamanie wąskich gardeł wydajności w dziedzinie produkcji wysokowydajnych wirników poprzez głęboką integrację «wieloosiowej architektury koordynacyjnej + adaptacji procesu materiałowego + inteligentnej kontroli precyzji».
EN
