Kā galvenā sastāvdaļa, lai sasniegtu aero dzinēju veiktspēju, asmeņiem ir tipiskas īpašības, piemēram, plānas sienas, īpašas formas, sarežģītas struktūras, sarežģīti materiāli, kas jāapstrādā, un augstas prasības apstrādes precizitātei un virsmas kvalitātei. Kā panākt precīzu un efektīvu asmeņu apstrādi, ir būtisks izaicinājums pašreizējā aero dzinēju ražošanas jomā. Analizējot galvenos faktorus, kas ietekmē asmeņu apstrādes precizitāti, ir visaptveroši apkopots pašreizējais pētījumu statuss par asmeņu precizitātes apstrādes tehnoloģiju un aprīkojumu, un tiek ņemta vērā aviācijas motora apstrādes tehnoloģijas attīstības tendence.
Aviācijas un kosmosa rūpniecībā tiek plaši izmantotas vieglas, augstas stiprības plānas sienas daļas, un tās ir galvenās sastāvdaļas, lai sasniegtu svarīgu aprīkojumu, piemēram, gaisa kuģu motorus [1]. Piemēram, titāna sakausējuma ventilatoru asmeņi ar lielu apvedceļa attiecību gaisa kuģu motoriem (sk. 1. attēlu) var būt līdz 1 metram gari, ar sarežģītiem asmeņu profiliem un slāpēšanas platformas struktūrām, un plānākās daļas biezums ir tikai 1,2 mm, kas ir tipiska liela izmēra plānas sienas speciāla daļa [2]. Kā tipiska plānas sienas īpašas formas vājas stingrības daļas apstrādes laikā asmenim ir tendence apstrādāt deformāciju un vibrāciju [3]. Šīs problēmas nopietni ietekmē asmens apstrādes precizitāti un virsmas kvalitāti.
Dzinēja veiktspēja lielā mērā ir atkarīga no asmeņu ražošanas līmeņa. Motora darbības laikā asmeņiem ir jāstrādā stabili ekstrēmā darba vidē, piemēram, augstā temperatūrā un augstā spiedienā. Tas prasa, lai asmens materiālam jābūt labai izturībai, noguruma pretestībai un augstas temperatūras izturībai pret koroziju un jānodrošina strukturāla stabilitāte [2]. Parasti gaisa kuģu motora asmeņiem tiek izmantoti titāna sakausējumi vai sakausējumi ar augstu temperatūru. Tomēr titāna sakausējumiem un augstas temperatūras sakausējumiem ir slikta tehnoloģija. Griešanas procesa laikā griešanas spēks ir liels, un instruments ātri nēsā. Palielinoties instrumenta nodilumam, griešanas spēks vēl vairāk palielināsies, kā rezultātā tiks veikta nopietnāka apstrāde un vibrācija, kā rezultātā zemas dimensijas precizitāte un slikta detaļu virsmas kvalitāte. Lai izpildītu motora veiktspējas prasības ārkārtējos darba apstākļos, apstrādes precizitāte un asmeņu virsmas kvalitāte ir ārkārtīgi augsta. Ņemot titāna sakausējuma ventilatora lāpstiņas, kuras kā piemēru izmanto vietējā mērogā ražotā augstā apvedceļa attiecībā uz turbofāna motoru, asmens kopējais garums ir 681 mm, savukārt biezums ir mazāks par 6 mm. Profila prasība ir {-0. 12 līdz +0. 0 3mm, ieplūdes un izplūdes malu izmēru precizitāte ir {-0. 05 līdz +0. 06mm, virsotnes vērtība ir labāka. Tas parasti prasa precīzu apstrādi piecu asu CNC darbgaldā. Tomēr, ņemot vērā asmeņu vājo stingrību, sarežģīto struktūru un grūti apstrādājamos materiālus, lai nodrošinātu apstrādes precizitāti un kvalitāti, apstrādes personālam apstrādes procesa laikā vairākas reizes jāpielāgo griešanas parametri, kas nopietni ierobežo CNC apstrādes centra veiktspēju un izraisa milzīgus efektivitātes atkritumus [4]. Tāpēc, strauji attīstot CNC apstrādes tehnoloģiju, kā panākt deformācijas kontroles un vibrācijas slāpēšanu plānu sienu apstrādes apstrādei un pilnībā izmantot CNC apstrādes centru apstrādes iespējas, ir kļuvusi par steidzamu vajadzību pēc progresīviem ražošanas uzņēmumiem.
Pētījumi par plānu sienu deformācijas kontroles tehnoloģiju ilgstoši ir piesaistījuši inženieru un pētnieku uzmanību. Agrīnā ražošanas praksē cilvēki bieži izmanto ūdenslīnijas stratēģiju, kas maina malšanu abās plānu sienu struktūru pusēs, kas zināmā mērā var viegli samazināt deformācijas un vibrācijas nelabvēlīgo ietekmi uz izmēru precizitāti. Turklāt ir arī veids, kā uzlabot apstrādes stingrību, iestatot saliekamās upurēšanas struktūras, piemēram, ribu pastiprināšanas.
Griešanas tehnoloģija grūti sagrieztiem materiāliem
Lai izpildītu stabila pakalpojuma prasības augstā temperatūrā un augstspiediena vidē, parasti izmantotie materiāli gaisa kuģu motora asmeņiem ir titāna sakausējumi vai sakausējumi ar augstu temperatūru. Pēdējos gados titāna-alumīnija intermetāliskie savienojumi ir kļuvuši arī par asmeņu materiālu ar lielisku pielietošanas potenciālu. Titāna sakausējumiem ir zemas siltumvadītspējas, zemas plastiskuma, zemas elastības moduļa un spēcīgas afinitātes īpašības, kas padara tos par tādām problēmām kā liels griešanas spēks, augsta griešanas temperatūra, smaga darba sacietēšana un liels instrumentu nodilums griešanas laikā. Tie ir tipiski grūti sagriezti materiāli (mikrostruktūras morfoloģija sk. 2.A attēlu) [7]. Augstas temperatūras sakausējumu galvenās īpašības ir augsta plastiskums un stiprība, slikta siltumvadītspēja un liels daudzums blīva cieta šķīduma [8]. Plastiskā deformācija griešanas laikā izraisa smagu režģa kropļojumu, augstu deformācijas izturību, lielu griešanas spēku un smagu aukstuma sacietēšanas parādību, kas ir arī tipiski grūti sagriezti materiāli (mikrostruktūras morfoloģija sk. 2.b attēlu). Tāpēc ir ļoti svarīgi izstrādāt efektīvu un precīzu griešanas tehnoloģiju grūti sagrieztiem materiāliem, piemēram, titāna sakausējumiem un augstas temperatūras sakausējumiem. Lai panāktu efektīvu un precīzu grūti sagrieztu materiālu apstrādi, vietējie un ārvalstu zinātnieki ir veikuši padziļinātu pētījumu no novatorisku griešanas metožu perspektīvām, optimāliem apstrādes instrumentu materiāliem un optimizētiem griešanas parametriem.
2.1
Runājot par inovatīvu pētījumu un griešanas metožu attīstību, zinātnieki ir ieviesuši tādus papildu līdzekļus kā lāzera sildīšana un kriogēna dzesēšana, lai uzlabotu materiālu apstrādi un panāktu efektīvu griešanu. Lāzera sildīšanas veicinātās apstrādes pamatprincips [9] (sk. 3.a attēlu) ir koncentrēt lieljaudas lāzera staru uz sagataves virsmas griešanas malas priekšā, mīkstināt materiālu, vietējo sildot staru kūli, samazinot materiāla ražas stiprumu, tādējādi samazinot griešanas spēku un instrumenta nodilumu, kā arī uzlabo griešanas kvalitāti un efektivitāti. Kriogēnā dzesēšanas atbalstītā apstrāde [10] (sk. 3.b attēlu) izmanto šķidru slāpekli, augsta spiediena oglekļa dioksīda gāzi un citu dzesēšanas vidi, lai izsmidzinātu griešanas daļu, lai atdzesētu griešanas procesu, izvairieties no pārmērīgas vietējās griešanas temperatūras problēmas, ko izraisa slikta materiāla siltumvadītspēja, un padarot izstrādājumu lokāli aukstu un briesmu, tādējādi uzlabojot pārrāvumu. Kodolieroču AMRC uzņēmums Lielbritānijā veiksmīgi izmantoja augstspiediena oglekļa dioksīda gāzi, lai atdzesētu titāna sakausējuma apstrādes procesu. Salīdzinot ar sauso griešanas stāvokli, analīze rāda, ka kriogēnā dzesēšanas veicamā apstrāde var ne tikai samazināt griešanas spēku un uzlabot griešanas virsmas kvalitāti, bet arī efektīvi samazināt instrumentu nodilumu un palielināt instrumenta kalpošanas laiku. Turklāt ultraskaņas vibrācijas veicinātā apstrāde [11, 12] (sk. 3.c attēlu) ir arī efektīva metode, lai efektīvi sagrieztu grūti apstrādājamus materiālus. Izmantojot instrumentam augstfrekvences, nelielas amplitūdas vibrācijas, apstrādes procesa laikā tiek panākta periodiska atdalīšana starp instrumentu un sagatavi, kas maina materiāla noņemšanas mehānismu, uzlabo dinamiskās griešanas stabilitāti, efektīvi izvairās no berzes starp instrumentu un apstrādāto virsmu, samazina griešanas temperatūru un griešanas spēku, samazina virsmas rupjības vērtības un samazina instrumentu. Tās lieliskajiem procesa efektiem ir pievērsta plaša uzmanība.
2.2 instrumentu materiālu izvēle
Grūtiem materiāliem, piemēram, titāna sakausējumiem, instrumentu materiālu optimizēšana var efektīvi uzlabot griešanas rezultātus [8, 13]. Pētījumi liecina, ka titāna sakausējuma apstrādei var izvēlēties dažādus rīkus atbilstoši apstrādes ātrumam. Zema ātruma griešanai tiek izmantots vidēja ātruma griešanai ar augstu kokmateriālu ātrgaitas tēraudu, tiek izmantoti cementēti karbīda instrumenti ar alumīnija oksīda pārklājumu, un ātrgaitas griešanai tiek izmantoti kubikbola nitrīda (CBN) instrumenti; Augstas temperatūras sakausējuma pārstrādei apstrādei jāizmanto ātrgaitas ātrgaitas vai yg cementēti karbīda instrumenti ar lielu cietību un labu nodiluma izturību.
2.3 Optimāli griešanas parametri
Griešanas parametri ir arī svarīgs faktors, kas ietekmē apstrādes efektu. Izmantojot atbilstošus griešanas parametrus attiecīgajiem materiāliem, var efektīvi uzlabot apstrādes kvalitāti un efektivitāti. Piemēram, griešanas ātruma parametrs, zems griešanas ātrums var viegli veidot iebūvētu malas laukumu uz materiāla virsmas, samazinot virsmas apstrādes precizitāti; Augsts griešanas ātrums var viegli izraisīt siltuma uzkrāšanos, izraisot sagatavi un instrumentu apdegumus. Šajā sakarā profesora Žai Juanshengas komanda Harbinas Zinātnes un tehnoloģijas universitātē analizēja parasti izmantoto grūti apstrādājamo materiālu mehāniskās un fiziskās īpašības un apkopoja ieteicamo griešanas ātruma tabulu grūti veidojamiem materiāliem, izmantojot ortogonālos apstrādes eksperimentus [14] (sk. 1. tabulu). Izmantojot tabulā ieteiktos instrumentus un apstrādes apstrādei, var efektīvi samazināt apstrādes defektus un instrumentu nodilumu un uzlabot apstrādes kvalitāti.
3 Precīzijas CNC apstrādes tehnoloģija sarežģītām asmeņu virsmām
Pēdējos gados, strauji attīstoties aviācijas nozarei un pieaugošajam tirgus pieprasījumam, arvien vairāk tiek palielinātas prasības efektīvai un precīzai plānu asmeņu apstrādei, un pieprasījums pēc augstākas precizitātes deformācijas kontroles tehnoloģijas ir kļuvis steidzamāks. Inteliģentās ražošanas tehnoloģijas kontekstā mūsdienu elektroniskās informācijas tehnoloģiju apvienošana, lai panāktu inteliģentu kontroli pār deformāciju un gaisa kuģu motora lāpstiņu apstrādes vibrāciju, daudziem pētniekiem ir kļuvusi par karstu tēmu. Inteliģentu CNC sistēmu ieviešana sarežģītu lāpstiņu sarežģītu izliektu virsmu precizitātes apstrādē un aktīvi kompensējot kļūdas apstrādes procesā, pamatojoties uz inteliģentiem CNC sistēmām, var efektīvi nomākt deformāciju un vibrāciju.
Aktīvai kļūdu kompensācijai apstrādes procesā, lai panāktu tādu apstrādes parametru kā instrumenta ceļa optimizāciju un kontroli, vispirms ir jāiegūst procesa parametru ietekme uz apstrādes deformāciju un vibrāciju. Ir divas parasti izmantotas metodes: viena ir analizēt un iemesls katra rīka rezultātiem iziet no mašīnas mērīšanas un kļūdu analīzes [15]; Otrs ir izveidot prognozēšanas modeli deformācijas un vibrācijas apstrādei, izmantojot tādas metodes kā dinamiskā analīze [16], galīgo elementu modelēšana [17], eksperimenti [18] un neironu tīkli [19] (sk. 4. attēlu).
Balstoties uz iepriekš minēto prognozēšanas modeli vai uz mašīnas mērīšanas tehnoloģiju, cilvēki reālā laikā var optimizēt un pat kontrolēt apstrādes parametrus. Galvenais virziens ir kompensēt kļūdas, ko izraisa deformācija un vibrācija, mainot instrumenta ceļu. Parasti izmantotā metode šajā virzienā ir "spoguļkompensācijas metode" [20] (sk. 5. attēlu). Šī metode kompensē vienas griešanas deformāciju, koriģējot nominālo instrumenta trajektoriju. Tomēr viena kompensācija radīs jaunu apstrādes deformāciju. Tāpēc ir jāizveido iteratīva saistība starp griešanas spēku un apstrādes deformāciju, izmantojot vairākas kompensācijas, lai labotu deformāciju pa vienam. Papildus aktīvās kļūdu kompensācijas metodei, pamatojoties uz rīka ceļa plānošanu, daudzi zinātnieki arī pēta, kā kontrolēt deformāciju un vibrāciju, optimizējot un kontrolējot griešanas parametrus un instrumenta parametrus. Lai samazinātu noteikta veida gaisa kuģu motora asmeni, apstrādes parametri tika mainīti vairākām ortogonālo testu kārtām. Balstoties uz testa datiem, tika analizēta katra griešanas parametra un instrumenta parametra ietekme uz asmeņu apstrādes deformāciju un vibrācijas reakciju [21-23]. Tika izveidots empīrisks prognozēšanas modelis, lai optimizētu apstrādes parametrus, efektīvi samazina apstrādes deformāciju un nomāc griešanas vibrāciju.
Balstoties uz iepriekšminētajiem modeļiem un metodēm, daudzi uzņēmumi ir izstrādājuši vai uzlabojuši CNC apstrādes centru CNC sistēmas, lai sasniegtu reāllaika adaptīvo vadību ar plānām sienu detaļām apstrādes parametriem. Izraēlas uzņēmuma Omat uzņēmuma optimālā frēzēšanas sistēma ir tipisks pārstāvis šajā jomā. Tas galvenokārt pielāgo barības ātrumu, izmantojot adaptīvo tehnoloģiju, lai sasniegtu pastāvīgu spēka frēzēšanu un realizētu sarežģītu produktu augstas efektivitātes un augstas kvalitātes apstrādi. Turklāt Pekina Jingdiao arī izmantoja līdzīgu tehnoloģiju klasiskajā tehniskajā gadījumā, pabeidzot olu čaumalas virsmas modeļa gravēšanu, izmantojot mašīnas mērīšanas adaptīvo kompensāciju [25]. GE Therrien Amerikas Savienotajās Valstīs [26] ierosināja reāllaika korekcijas metodi CNC apstrādes kodiem apstrādes laikā, kas nodrošināja pamata tehniskos līdzekļus adaptīvai apstrādei un sarežģītu plānu asmeņu reāllaika kontrolei. Eiropas Savienības automatizētā gaisa kuģu motora turbīnu komponentu remonta sistēma (Arosatec) realizē adaptīvo precizitātes frēzēšanu pēc tam, kad asmens tiek remontēts ar piedevu ražošanu, un tā ir piemērota Vācijas MTU uzņēmuma un Īrijas SIFCO uzņēmuma asmenim remonta ražošanai [27].
Apstrādes stingrības uzlabošana, pamatojoties uz inteliģentu procesa aprīkojumu
Izmantojot inteliģentu procesa aprīkojumu, lai uzlabotu procesa sistēmas stingrību un uzlabotu slāpēšanas īpašības, ir arī efektīvs veids, kā nomākt plānas asmeņu apstrādes deformāciju un vibrāciju, uzlabot apstrādes precizitāti un uzlabot virsmas kvalitāti. Pēdējos gados dažāda veida aerožvūru asmeņu apstrādē ir izmantots liels skaits dažādu procesu aprīkojumu [28]. Tā kā aerožingu asmeņiem parasti ir plānas sienas un neregulāras struktūras īpašības, neliels iespīlēšanas un pozicionēšanas laukums, zema apstrādes stingrība un vietēja deformācija, veicot griešanas slodzes, asmeņu apstrādes iekārtas parasti izmanto papildu atbalstu sagatavei, pamatojoties uz procesa sistēmas un apspiešanas procesa noteikšanas procesa noteikšanas procesu, pamatojoties uz procesu, pamatojoties uz procesu. Plānotās un neregulārās izliektās virsmas izvirza divas prasības instrumentu novietošanai un iespīlēšanai: pirmkārt, iespraušanas spēks vai kontakta spēks instrumentam ir jāizplata pēc iespējas vienmērīgāk uz izliektās virsmas, lai izvairītos no nopietnām sagataves vietējām deformācijām, iedarbojoties no skavas spēka; Otrkārt, instrumentu pozicionēšanai, iespīlēšanai un papildu atbalsta elementiem ir jāatbilst sagataves sarežģītajai izliektajai virsmai, lai katrā kontaktpunktā radītu vienmērīgu virsmas kontakta spēku. Reaģējot uz šīm divām prasībām, zinātnieki ir ierosinājuši elastīgu instrumentu sistēmu. Elastīgas instrumentu sistēmas var iedalīt fāzes maiņa Elastīga instrumenta un adaptīva elastīga instrumenta izstrāde. Fāzes maiņa Elastīgā instrumentā tiek izmantotas stīvuma un slāpēšanas izmaiņas pirms un pēc šķidruma fāzes izmaiņām: šķidrumam šķidrajā fāzē vai mobilajā fāzē ir zems stīvums un slāpēšana, un tā var pielāgoties sagataves kompleksajai virsmai zemā spiedienā. Pēc tam šķidrumu pārveido par cietu fāzi vai konsolidē ar ārējiem spēkiem, piemēram, elektrību/magnētismu/siltumu, un stīvums un slāpēšana ir ievērojami uzlabojušies, tādējādi nodrošinot vienmērīgu un elastīgu atbalstu sagatavei un nomācot deformāciju un vibrāciju.
Procesa aprīkojums tradicionālajā apstrādes tehnoloģijā gaisa kuģu motora asmeņiem ir fāzu maiņas materiālu izmantošana, piemēram, zemu kušanas punktu sakausējumi palīggrupas aizpildīšanai. Tas ir, pēc tam, kad sagatave ir novietota un saspiesta sešos punktos, sagataves pozicionēšanas atsauce tiek nodota liešanas blokā caur zemu kušanas temperatūras sakausējumu, lai nodrošinātu sagataves palīgu, un kompleksa punkta novietojums tiek pārveidots par regulāru virsmas pozicionēšanu, un pēc tam tiek veikta apstrādātās daļas precizitātes apstrāde (sk. 6. attēlu). Šai procesa metodei ir acīmredzami defekti: pozicionēšanas atsauces konvertēšana noved pie pozicionēšanas precizitātes samazināšanās; Ražošanas sagatavošana ir sarežģīta, un zemā kušanas temperatūras sakausējuma liešana un kausēšana rada arī atlikumu un tīrīšanas problēmas uz sagataves virsmas. Tajā pašā laikā liešanas un kušanas apstākļi ir arī salīdzinoši slikti [30]. Lai atrisinātu iepriekš minētos procesa defektus, kopīga metode ir ieviest daudzpunktu atbalsta struktūru apvienojumā ar fāzes maiņas materiālu [31]. Atbalsta struktūras augšējais gals saskaras ar pozicionēšanas sagatavi, un apakšējais gals ir iegremdēts zemā kušanas temperatūras sakausējuma kamerā. Elastīgs papildu atbalsts tiek sasniegts, pamatojoties uz zemā kušanas temperatūras sakausējuma fāzes izmaiņu raksturlielumiem. Lai arī atbalsta struktūras ieviešana var izvairīties no virsmas defektiem, ko izraisa zema kokgriezuma punktu sakausējumi, kas saskaras ar asmeņiem, sakarā ar fāzes maiņas materiālu veiktspējas ierobežojumiem, fāzes maiņas elastīgais instruments vienlaikus nevar atbilst divām galvenajām prasībām, kas saistītas ar augstu stingrību un augstu reakcijas ātrumu, un to ir grūti piemērot augstas efektivitātes automatizētai ražošanai.
Lai atrisinātu fāžu maiņas elastīgu instrumentu trūkumus, daudzi zinātnieki ir iestrādājuši adaptācijas jēdzienu elastīgu instrumentu izpētē un attīstībā. Adaptīvie elastīgie instrumenti var adaptīvi sakrīt ar sarežģītām asmeņu formām un iespējamām formas kļūdām, izmantojot elektromehāniskās sistēmas. Lai nodrošinātu, ka kontakta spēks tiek vienmērīgi sadalīts uz visu asmeni, instrumenti parasti izmanto daudzpunktu palīglīdzekļus, lai izveidotu atbalsta matricu. Vanga Hui komanda Tsinghua universitātē ierosināja daudzpunktu elastīgu palīglīdzekļa procesa aprīkojumu, kas piemērots gandrīz tīkla formas lāpstiņas apstrādei [32, 33] (sk. 7. attēlu). Instrumentā tiek izmantoti vairāki elastīgi materiāli, kas sasprauž elementus, lai palīdzētu atbalstīt gandrīz tīkla formas asmens asmeņu virsmu, palielinot katra kontakta zonas kontakta laukumu un nodrošinot, ka iespīlēšanas spēks ir vienmērīgi sadalīts uz katras kontakta daļas un visu asmeni, tādējādi uzlabojot procesa sistēmas stīvumu un efektīvi novēršot vietējo deformāciju. Instrumentam ir vairākas pasīvas brīvības pakāpes, kas var adaptīvi saskaņot asmeņu formu un tās kļūdu, vienlaikus izvairoties no pārmērīgas pozīcijas. Papildus adaptīvā atbalsta iegūšanai, izmantojot elastīgus materiālus, elektromagnētiskās indukcijas princips tiek piemērots arī adaptīvo elastīgo instrumentu izpētei un attīstībai. Yang Yiqing komanda Pekinas Aeronautikas un astronautikas universitātē izgudroja palīglīdzekļa ierīci, kuras pamatā ir elektromagnētiskās indukcijas princips [34]. Instrumentā tiek izmantots elastīgs papildu atbalsts, ko ierosina elektromagnētiskais signāls, kas var mainīt procesa sistēmas slāpēšanas īpašības. Stiprināšanas procesa laikā papildu atbalsts adaptīvi atbilst sagataves formai pastāvīga magnēta darbībā. Apstrādes laikā sagataves radītā vibrācija tiks pārnesta uz papildu atbalstu, un reversais elektromagnētiskais spēks tiks satraukts pēc elektromagnētiskās indukcijas principa, tādējādi nomācot plānas sagataves apstrādes vibrāciju.
Pašlaik procesa aprīkojuma projektēšanas procesā galīgo elementu analīzi parasti izmanto ģenētisko algoritmu un citas metodes, lai optimizētu daudzpunktu palīgu izkārtojumu [35]. Tomēr optimizācijas rezultāts parasti var tikai nodrošināt, ka apstrādes deformācija vienā punktā tiek samazināta līdz minimumam un nevar garantēt, ka citās apstrādes daļās var sasniegt tādu pašu deformācijas nomākuma efektu. Lāpstiņu apstrādes procesā par to pašu darbgaldu parasti tiek veikta virkne instrumentu caurlaižu, taču dažādu detaļu apstrādes prasības ir atšķirīgas un var būt pat mainīgas. Statiskajai daudzpunktu atbalsta metodei, ja tiek uzlabota procesa sistēmas stingrība, palielinot paliktu paliktu skaitu, no vienas puses, palielināsies instrumentu masa un tilpums, un, no otras puses, tiks saspiesta rīka kustības telpa. Ja, apstrādājot dažādas detaļas, papildu atbalsta pozīcija tiek atiestatīta, apstrādes process neizbēgami tiks pārtraukts un apstrādes efektivitāte tiks samazināta. Tāpēc pēcpārbaudes procesa aprīkojums [36-38], kas automātiski pielāgo atbalsta izkārtojumu un atbalsta spēku tiešsaistē saskaņā ar apstrādes procesu. Pēcpārbaudes procesa aprīkojums (sk. 8. attēlu) var sasniegt dinamisku atbalstu, koordinēta instrumenta sadarbība un instrumenti, pamatojoties uz instrumenta trajektoriju un darba stāvokļa izmaiņām laika mainīgā griešanas procesa laikā pirms jebkādas apstrādes procedūras sākuma pārvietojiet papildu atbalstu pozīcijā, kas palīdz apspiest pašreizējo apstrādes deformāciju. Laika mainīgās saspiešanas prasības apstrādes procesā.
Lai vēl vairāk uzlabotu procesa aprīkojuma adaptīvās dinamiskās atbalsta spējas, tie atbilstu sarežģītākajām skavas prasībām apstrādes procesā un uzlabotu asmeņu apstrādes ražošanas kvalitāti un efektivitāti, papildu papildinājums tiek paplašināts grupā, ko veido vairāki dinamiski palīglīdzekļi. Katram dinamiskajam papildu atbalstam ir nepieciešams koordinēt darbības un automātiski un ātri rekonstruēt kontaktu starp atbalsta grupu un sagatavi saskaņā ar ražošanas procesa laika mainīgajām prasībām. Rekonstrukcijas process netraucē visas sagataves novietojumu un neizraisa vietējo pārvietojumu vai vibrāciju. Procesa aprīkojums, kas balstīts uz šo koncepciju, tiek saukts par pašatbilstošu grupas armatūru [39], kam ir elastības, pārkonfigurējamības un autonomijas priekšrocības. Paškonfigurējamā grupas armatūra var piešķirt vairākus papildu balstus dažādām pozīcijām uz atbalstītās virsmas atbilstoši ražošanas procesa prasībām un var pielāgoties sarežģītas formas darbiem ar lielu platību, vienlaikus nodrošinot pietiekamu stingrību un novēršot liekus balstus. Armatūras darba metode ir tāda, ka kontrolieris nosūta instrukcijas atbilstoši programmētajai programmai, un mobilā bāze atbalsta elementu mērķa pozīcijā saskaņā ar instrukcijām. Atbalsta elements pielāgojas sagataves vietējai ģeometriskajai formai, lai sasniegtu atbilstošu atbalstu. Kontakta laukuma dinamiskās īpašības (stīvums un slāpēšana) starp vienu atbalsta elementu un vietējo sagatavi var kontrolēt, mainot atbalsta elementa parametrus (piemēram, hidrauliskā atbalsta elements parasti var mainīt ieejas hidraulisko spiedienu, lai mainītu kontakta raksturlielumus). Procesa sistēmas dinamiskās īpašības veido, savienojot kontakta apgabala dinamiskās īpašības starp vairākiem atbalsta elementiem un sagatavi, un ir saistīti ar katra atbalsta elementa parametriem un atbalsta elementu grupas izkārtojumu. Paškonfigurējamas grupas armatūras daudzpunktu atbalsta rekonstrukcijas shēmas projektēšanā jāapsver šādi trīs jautājumi: pielāgošanās sagataves ģeometriskajai formai, strauja atbalsta elementu pārvietošana un vairāku atbalsta punktu koordinēta sadarbība [40]. Tāpēc, izmantojot paškonfigurējamu grupas armatūru, ir jāizmanto sagataves forma, slodzes raksturlielumi un raksturīgi robežnosacījumi kā ievadi, lai atrisinātu daudzpunktu atbalsta izkārtojumu un atbalsta parametrus dažādos apstrādes apstākļos, plānot daudzpunktu atbalsta kustības ceļu, ģenerēt vadības kodu no šķīduma rezultātiem un importēt to kontrollerī. Pašlaik vietējie un ārvalstu zinātnieki ir veikuši dažus pētījumus un mēģinājumus veikt pašas konfigurējamas grupas armatūru. Ārvalstīs ES projekts Swarmitfix ir izstrādājis jaunu ļoti pielāgojamu pašatveidojamu armatūras sistēmu [41], kurā tiek izmantots mobilo palīgu atbalsta komplekts, lai brīvi pārietu uz darbagaldu un pārvietotu reālā laikā, lai labāk atbalstītu apstrādātās daļas. Šajā projektā ir ieviests Swarmitfix sistēmas prototips (sk. 9.a attēlu) un pārbaudīts Itālijas gaisa kuģu ražotāja vietā. Ķīnā Wang Hui komanda Tsinghua universitātē ir izstrādājusi četru punktu iespīlēšanas atbalsta darbagaldu, kuru var kontrolēt, koordinējot ar darbgaldu [42] (sk. 9.b attēlu). Šis darbagalds var atbalstīt konsoles tenonu un automātiski izvairīties no instrumenta smalkās turbīnas asmens tenonu apstrādes laikā. Apstrādes procesa laikā četru punktu papildu atbalsts sadarbojas ar CNC apstrādes centru, lai rekonstruētu četru punktu kontakta stāvokli atbilstoši instrumenta kustības pozīcijai, kas ne tikai izvairās no instrumenta un papildu atbalsta traucējumiem, bet arī nodrošina atbalsta efektu.
5 Diskusija par turpmākajām attīstības tendencēm
5.1 Jauni materiāli
Tā kā gaisa kuģu motoru virziena un svara attiecības projektēšanas prasības turpina palielināties, detaļu skaits tiek pakāpeniski samazināts, un detaļu stresa līmenis kļūst arvien augstāks. Divu galveno tradicionālo augstas temperatūras konstrukcijas materiālu veiktspēja ir sasniegusi tā robežu. Pēdējos gados ir strauji attīstījušies jauni materiāli gaisa kuģu motora asmeņiem, un plānu sienu izgatavošanai tiek izmantoti arvien vairāk augstas veiktspējas materiālu. Starp tiem -tiālajam sakausējumam [43] ir lieliskas īpašības, piemēram, augsta specifiska izturība, izturība pret augstu temperatūru un laba oksidācijas izturība. Tajā pašā laikā tā blīvums ir 3,9 g/cm3, kas ir tikai puse no augstas temperatūras sakausējumiem. Nākotnē tam ir liels potenciāls kā asmenim temperatūras diapazonā 700-800 grādam. Lai arī -tial sakausējumam ir lieliskas mehāniskās īpašības, tā augstā cietība, zema siltumvadītspēja, zema izturība pret lūzumu un augstu trauslumu izraisa sliktu virsmas integritāti un zemu precizitāti sakausējuma materiāla griešanas laikā, kas nopietni ietekmē detaļu kalpošanas laiku. Tāpēc -tiālā sakausējuma apstrādes pētījumiem ir svarīga teorētiskā nozīme un vērtība, un tas ir svarīgs pašreizējās asmeņu apstrādes tehnoloģijas pētījuma virziens.
5.2 Laika mainīgā adaptīvā apstrāde
Aeroengīna asmeņiem ir sarežģītas izliektas virsmas, un tai nepieciešama augstas formas precizitāte. Pašlaik to precizitātes apstrāde galvenokārt izmanto ģeometriskas adaptīvās apstrādes metodes, kuru pamatā ir ceļa plānošana un modeļa rekonstrukcija. Šī metode var efektīvi samazināt kļūdu ietekmi, ko izraisa pozicionēšana, iespīlēšana utt., Uz asmeņu apstrādes precizitāti. Ietekme. Tomēr, ņemot vērā tukšo kalšanas asmeņu tukšo biezumu, griešanas dziļums dažādos instrumenta apgabalos griešanas procesā ir atšķirīgs saskaņā ar plānoto ceļu, kas griešanas procesā rada neskaidrus faktorus un ietekmē apstrādes stabilitāti. Nākotnē, CNC adaptīvās apstrādes procesa laikā, labāk jāizseko faktiskās apstrādes stāvokļa izmaiņas [44], tādējādi ievērojami uzlabojot sarežģītu izliektu virsmu apstrādes precizitāti un veidojot laiku mainīgu kontroles adaptīvo apstrādes metodi, kas pielāgo griešanas parametrus, pamatojoties uz reālā laika atgriezeniskās saites datiem.
5.3. Saprātīga procesa aprīkojums
Kā lielākais motora detaļu veids, asmeņu ražošanas efektivitāte tieši ietekmē motora kopējo ražošanas efektivitāti, un asmeņu ražošanas kvalitāte tieši ietekmē motora veiktspēju un kalpošanas laiku. Tāpēc asmeņu inteliģenta precizitātes apstrāde ir kļuvusi par motora asmeņu ražošanas attīstības virzienu mūsdienu pasaulē. Vadītāju un procesu aprīkojuma izpēte un izstrāde ir atslēga, lai realizētu viedās asmeņu apstrādi. Izstrādājot CNC tehnoloģiju, ir strauji uzlabojušies mašīnu izlūkošanas līmenis, un apstrādes un ražošanas jauda ir ievērojami uzlabota. Tāpēc viedā procesa aprīkojuma izpēte un attīstība un inovācijas ir svarīgs attīstības virziens efektīvai un precīzai plānu asmeņu apstrādei. Ļoti inteliģenti CNC darbgaldi tiek apvienoti ar procesa aprīkojumu, lai izveidotu inteliģentu asmeni apstrādes sistēmu (sk. 10. attēlu), kas realizē plānas asmeņu augstas precizitātes, augstas efektivitātes un adaptīvas CNC apstrādi.
