У области аерокосмичке и енергетске опреме, импелери, као кључни снажни делови, директно одређују ефикасност и радну стабилност флуидних машина на основу тачности профила лопатица (захтевани профил ≤ 0,03 мм) и коаксијалности између хаба и лопатица (≤ 0,02 мм). Произвођач висококвалитетних импелера суочен је са традиционалним процесним блокираним пролазом при обради центрифугалног импелера од титан легуре Φ 300-500 мм: потребно је проћи кроз три процеса: „груба фрезовања хаба на усправној фрези → прецизно фрезовање лопатица на петоосном машинском центру → довршно предефинисање базе на хоризонталном стругу“, вишеструким стегањем услед чега одступање профила лопатице прелази 0,06-0,08 мм, губитак аеродинамичке ефикасности након монтаже импелера износи 12%, а време обраде по комаду достигне до 120 минута; истовремено, титан легура (TC4) има високу чврстоћу на високој температури и велику деформацију при резању. Стопа хабања алата је три пута већа у односу на челичне делове, а трошак алата по једном точку прелази 800 јуана.
Да би се решила ова дилема, компанија је увела Demagesen Precision VTC80B CNC вертикални центар за обраду окретањем и фрезовањем како би изградила ексклузивни систем за обраду турбинских точака по принципу „једнократног стезања и комплетне процесне обраде“. Опрема користи минерално ливено кућиште (са 70% бољом перформансом амортизације вибрација у односу на ливено гвожђе), које је динамички компенсовано ласерским интерферометром (тачност позиционирања компенсована на ± 0,007 mm), у комбинацији са C осовином погоном торзионим мотором (тачност индексирања ± 2,5"). Ригидност структуре је оптимизована применом анализе методом коначних елемената, а радијална чврстоћа при резању достигла је 28 kN/mm, што омогућава стабилно подношење радијалне силе од 18 kN током брзог резања титан легуре; Опрема је снабдевена Siemens 840D SL CNC системом и контактним мерним пробиром на машини (тачност мерења ± 0,001 mm), чиме се остварује тренутно мерење и компензација профила лопатице, тачно испуњавајући строг захтев да степен контуре буде ≤ 0,025 mm. У складу са карактеристикама обраде титан легура, опрема је опремљена системом хлађења течним азотом (са контролом температуре у зони резања на -10 ℃) и алатима од карбида ултра финог зрна (укључујући TaC преко покривеност, тврдоћа HRC68), чиме се ефикасно сузбија радно оштрњење и прилипање алата.
Scenariji korišćenja kod kupca
У погледу технолошке иновације, опрема је постигла двоструки прорив у обради турбинског точка кроз „интеграцију процеса+прецизну контролу површине“: интеграцијом статичког хидростатичког вретена Φ 1000 mm (максимални број окретаја 1000 о/мин), ротационог алата са 8 станција (ход Y-осе ± 100 mm) и фрезерског радног вретена са пет оса (опсег заокрета ± 120 °), могуће је истовремено извршити прецизно обтачивање спољашњег круга точка (допуштено одступање IT6), прецизно фрезеровање површине лопатица (контура ≤ 0,025 mm), бушење равнотежних рупа (тачност позиционирања ≤ 0,05 mm) и брусње референтне торне површине (равнoћа ≤ 0,01 mm). За обраду комплексних профила лопатица користи се иновативни „адаптивни процес подизања”: на основу података добијених мерљењем на машини, параметри резања (брзина подизања 30–80 mm/мин) динамички се прилагођавају у реалном времену помоћу алгоритама вештачке интелигенције, чиме се брзина склањања материјала повећава за 40% уз задржавање тачности; како би се решио проблем деформације танких лопатица од титан легуре (дебљина зида 3–5 mm), примењује се „метод слојевитог прогресивног резања”, при чему је дубина резања по слоју ограничена на 0,1–0,3 mm, у комбинацији са системом за нитовање са великом крутошћу (опсег нитовања M6–M20), чиме се осигурава тачност обраде нити на нивоу 6H.
Купац је обрадио готове производе
Резултати имплементације у потпуности су у складу са стандардима висококвалитетне опреме: циклус обраде по комаду скраћен је са 120 минута на 65 минута, а дневни капацитет производње повећан је са 30 на 58 комада; профил лопатице турбинског кола стабилно је контролисан на ≤ 0,025 mm, коаксијалност између носача и лопатице је ≤ 0,015 mm, а храпавост површине достигла је Ra0,4 μm, што у потпуности испуњава захтеве система менаџмента квалитета у аерокосмичкој индустрији SAE AS9100; аеродинамичка ефикасност турбинског кола побољшана је за 10%, а прешла је сертификацију хидродинамичке перформансе TÜV Рхајнланд-а у Немачкој; век трајања алата продужен је за 80% због хлађења на ниским температурама и оптимизације параметара, а трошак алата по једном комаду турбинског кола смањен је на 450 јуана; систем интелигентног одржавања уграђен на опреми може у реалном времену надгледати вибрације главног вратила (учестаност узорковања 2 kHz) и хабање алата. У комбинацији са анализом великих података о обради, општа искоришћеност опреме повећана је са 72% на 94%, а годишње време простоја смањено је за 520 сати.
VTC80B постигао је скок од 'исправне производње' до 'прецизне интелигентне производње' титанијумских турбина. Како је рекао технички директор компаније: 'Наши турбини су сада успешно применљиви у области авиона мотора и гасних турбина. Не само да су прошли сертификацију добављача Pratt&Whitney-ја, већ испуњавају строг захтев од 20.000 радних сати по јединици без кварова. Ово нам је створило техничку баријеру на тржишту висококвалитетних турбина.' Овај случај потврђује да су CNC вертикални стругови постали кључна опрема за превазилажење перформанси ограничења у производњи висококвалитетних турбина кроз дубоку интеграцију 'мултиосне кооперативне архитектуре + адаптације процеса материјала + интелигентне прецизне контроле'.
EN
