De geweldige manier om prototypes van rotorbladen te maken met 5-assige CNC

Geplaatst op 8 oktober 2019, | Door Victoria, WayKen-projectmanager

In het gewone leven weten de meesten van ons niet wat de rotor is en hoe we er een moeten maken. Voor een fanatieke ingenieur is dat echter het enige item in zijn brein. Laten we eerst eens kijken wat de rotor is. Rotoren of rotorbladen, een ventilator in de motor van een auto of vliegtuig, verbetert de prestaties van de motor door brandstofdamp in de motor te blazen met behulp van uitlaatgassen.

Een rotor is een roterende krachtmachine die de energie van een stromend medium omzet in mechanisch werk. Het is een van de belangrijkste componenten van vliegtuigmotoren, gasturbines en stoomturbines. Voor een manische ingenieur wil hij alleen een prototype van rotorbladen met hoge precisie, waardoor zijn ontwerp goed werkt. Hoe perfect prototypes van rotoren of rotorbladen te maken door 5-assig CNC-frezen?

De achtergrond van rotor

Tegenwoordig is de verbranding van aardgas de op één na grootste elektriciteitsopwekking ter wereld. Aardgas wordt omgezet in elektrische energie door een gasturbine, en de rotor van de compressor is een belangrijk moeilijk onderdeel tijdens het fabricageproces. De ontwikkeling van turbinebladen is van het eerste massieve blad tot het holle blad, van de bewerking van het resterende blad tot het niet-overblijvende blad en vervolgens tot het georiënteerde (enkelkristal) holle blad. De tektonische evolutie van moderne turbinebladen is duidelijk en de vorm en het lumen van de bladen worden complexer.

Frezen is een bewerkingsproces waarbij een roterend snijgereedschap wordt gebruikt om materiaal te verwijderen. Toepassingsgebieden voor het frezen van freeform-oppervlakken zijn bijvoorbeeld de matrijzenbouw en de lucht- en ruimtevaartindustrie. Bovendien zijn turbinebladen en waaiers gecompliceerde onderdelen die worden bewerkt door freesgereedschappen.

Traditionele verwerkingsopstellingsoplossing

Om 5 assen te gebruiken die het rotorblad bewerken, wordt het onderste vlakke oppervlak van het rotordeel opgesteld en het binnenste gat gecentreerd, waarna het belangrijkste werk is om de bladvorm te bewerken. Dit is de traditionele verwerkingsmethode van turbine-inrichting:de cilinder duwt de hefboomarm die moet worden ingedrukt vanaf de bovenkant van het onderdeel. Zo'n schema heeft duidelijke gebreken.

1. De klemkracht is beperkt. Het klemvolumemechanisme beperkt de grootte van de cilinder, wat resulteert in een beperkte klemkracht.
2. Het armatuur vereist te veel bewerking. Dit schema vereist dat wanneer het onderdeel wordt verwerkt, de onderdelen draaien en de persarmen niet draaien, wat hoge eisen stelt aan de bovenste en onderste coaxialiteit van het mechanisme.
3. Gedeeltelijke vrijheid is beperkt. De bovenste geperste hefboomarm neemt de bovenste bewerkingsruimte in beslag en stelt hogere eisen aan het gereedschap en het bewerkingsprogramma.
4. Onhandige installatie. Het onderhoud is relatief slecht en de luchtaansluiting is omslachtig.
5. Onhandige installatie. De variëteit is enkelvoudig en de veelzijdigheid is matig. Om de variëteit te vervangen, moet de armatuur opnieuw worden ontworpen.

Nauwkeurige armatuuroplossing

De creatieve armatuur maakt gebruik van een pneumatische actiemodus, die zelfvergrendelende veermodus is, het is niet nodig om de luchtbron na het klemmen aan te sluiten, de klemkracht is ongeveer 400 kg. Na het opzetten van het armatuur, is het tijd om de bladvorm te bewerken met 5-assige CNC. Deze verbeterde oplossing heeft drie voordelen.

1. De bewerkingsfuncties zijn volledig open en het gereedschap en het bewerkingspad kunnen vrij worden gekozen.
2. Het armatuur heeft een sterke veelzijdigheid en kan de verwerking van verschillende soorten onderdelen realiseren door het positioneringsblok en het bijbehorende type trekbouten te veranderen.
3. Eenvoudig te installeren, gemakkelijk te onderhouden, het armatuur is licht en eenvoudig.

Verwerking en inspectie van de rotor

Om een ​​volledige en uniforme verwerking van de bladen mogelijk te maken, is het noodzakelijk om voor elke zijde van het blad een hulpoppervlak te creëren en dit in u- en v-richtingen uit te breiden. Deze hulpvlakken worden gebruikt als aandrijfvlakken voor het genereren van gereedschapsbanen.

Over het algemeen was de verkregen oppervlaktekwaliteit bevredigend en overschreed nooit 1 m Ra. Als we de bladruwheid ertussen vergelijken, kan alleen worden gezegd dat de ruwheid van het tweede blad lager is dan de ruwheid van het vierde blad.

Voordat de andere kant van het blad wordt gestart, wordt het eerste blad van drie bewerkingsfasen (voorbewerken, semi-nabewerken en afwerken) aan één kant van het blad uitgevoerd, gevolgd door een goede oppervlakteafwerking (voornamelijk aan de eerste kant die wordt bewerkt) daar is nog materiaal in de aangrenzende ruimte tussen de bladen. Er zijn echter nog steeds gutssporen op het oppervlak en de mogelijke oorsprong is het gereedschapspad dat door het CAM-systeem wordt gegenereerd.

Bij het bewerken van de andere kant van het blad, vanwege het gebrek aan stijfheid van de langwerpige geometrie die wordt bewerkt, is er geluid hoorbaar, zijn er tekenen van klapperen aan de bovenkant van het blad en blijven er bramen achter.

Om deze problemen te voorkomen is het noodzakelijk om aluminium dunne wanden (zoals turbinebladen) te frezen en afwisselend de zijkanalen van de bladen te frezen in stappen van 0,5 tot 2 maal de freesdiameter. Het beleid dat door de derde en vierde bladeservers wordt gebruikt, volgt deze aanbeveling. De verwerking van het derde blad is verdeeld in twee fasen en de verwerking van het vierde blad is verdeeld in drie fasen, en zodra de lengte van het langwerpige element is verminderd, wordt een hogere stijfheid verwacht.

Er zijn echter klappersporen en bramen op de bovenkant van deze messen. Het splijten van het mes vermindert alleen het geluidsniveau en het aantal bramen, maar qua ruwheid is er geen verbetering te noemen. Voor het tweede blad met de laagste ruwheidswaarde houdt deze strategie geen rekening met aanbevelingen voor ten minste de voorbewerkingsfase voorafgaand aan nabewerkingen. Vanwege het gebrek aan toegankelijkheid en het privilege van privilege, is de operatie verdeeld in vier fasen, waarbij de bladzijden worden afgewisseld.

Beide aangrenzende ruimtes van het achtste en laatste mes worden opgeruwd en half afgewerkt voordat de bewerking is voltooid. Het gereedschap freest vervolgens de wisselplaten tot dezelfde contour, dus de stapgrootte is 0,5 tot 2 keer de diameter van het frezen, zoals aanbevolen bij voorbewerking en frezen van dunne wanden met afwisselende bladzijden.

Na zorgvuldig ontbramen en glad schuren, moet het parelstralen doen om een ​​aantrekkelijk oppervlak te verkrijgen. We gebruiken CMM-combinaties met 3D-scanners om alle afmetingen van de rotor te inspecteren om de hoge precisie van +/- 0,005 te garanderen, wat overeenkomt met de eis van de klant. We zijn trots op ons team dat zulk geweldig werk doet dat veel erkenning en lof van klanten krijgt.

Slotopmerkingen

Rotorbladen zijn belangrijke onderdelen van vliegtuigmotoren. Het is een typisch moeilijk te bewerken werkstuk. In feite kan het ook het "externe beeldscherm" zijn met de hoogste weergavesnelheid. Veel bedrijven gebruiken dit werkstuk vaak als een beschrijving van hun verwerkingscapaciteiten, dus uitstekende verwerkingsoplossingen voor rotorbladen vertegenwoordigen ook een sterke bedrijfskracht. Als professionele one-stop-prototypeleverancier is WayKen in staat om rotoronderdelen met gecompliceerde structuren te bewerken door middel van 5-assig CNC-frezen. Als u meer CNC-bewerkingen of CNC-aluminiumdiensten nodig heeft, neem dan contact met ons op via [email protected], u verdient betere prototypes.