В областта на авиационните двигатели интегралният лопатков диск е основният компонент на горещия край и неговата точност на обработка директно определя аеродинамичните характеристики на двигателя. Наскоро нов високотемпературен проект за обработка на дискове с интегрални лопатки от високотемпературна сплав, предприет от авиационна производствена компания, привлече вниманието на индустрията, тъй като пробива границите на традиционните процеси.
Характеристики на продукта за обработка
Дискът с острието е изработен от високо{1}}температурна сплав GH4169 с диаметър 238 mm и интегрална тънкостенна-структура. Трудността при обработката му се крие в проектното изискване за съотношение-дебелина на хордата от 40:1 и изисквания за контрол на прецизността на нивото на микрон-при прехода на повърхността на острието. Съгласно техническото споразумение грапавостта на повърхността на острието трябва да бъде оптимизирана от Ra 3,1 μm до Ra 0,51 μm, а точността на контура трябва да бъде подобрена до 0,04 mm.
Предизвикателства при надграждането на процеса
Традиционните решения за обработка са изправени пред четири основни технически затруднения:
1) Вибрацията при обработката на тънкостенна-структура води до повърхностна вибрация
2) Действителната грапавост е само Ra 0,93 μm
3) Има очевидни следи от рязане върху ъгъла R на прехода на ръба на острието
4) Толерансът на позицията на някои остриета е до 0,12 mm
Разтвор БИШЕНинтегрира пет{0}}осова обработка на връзките, ултразвуково вибрационно рязане и микро-технология за смазване чрез независимо разработената ултразвукова екологична система за обработка. Неговите основни иновации са:
• Шпиндел с ултразвукова вибрация постига 20 000 високо{2}}честотни микро-удара в минута
• Пет{0}}точността на свързване на осите е стабилна при 8μm/1000mm
• Системата за зелено рязане намалява консумацията на течност за рязане с 95%
Обработка на сравнение на данни
Ефектът от внедряването показва:
1) Грапавостта на повърхността е намалена до Ra 0,408μm, намаление от 56%
2) Точността на контура се контролира стабилно в диапазона от 0,035-0,04 mm
3) Времето за полиране се съкращава с 42%
4) Гладкостта на R ъгъла на прехода на ръба на острието е подобрена с 3 нива
Според стендовите тестове дискът с ножове, произведен с помощта на новия процес, повишава общата ефективност на двигателя с 4,3%-4,7%, а годишният разход на гориво на един двигател се спестява със 120 000 щатски долара. Този случай постави нов еталон за обработката на ключови компоненти на авиационни двигатели.
