Als een belangrijk onderdeel om de prestaties van aero-machines te bereiken, hebben bladen typische kenmerken zoals dunwandige, speciaal gevormde, complexe structuren, moeilijke materialen om te verwerken en hoge vereisten voor de verwerking van nauwkeurigheid en oppervlaktekwaliteit. Hoe nauwkeurige en efficiënte verwerking van messen te bereiken, is een grote uitdaging in het huidige fabricageveld voor Aero-Engine. Door de analyse van de belangrijkste factoren die de nauwkeurigheid van de mesverwerking beïnvloeden, wordt de huidige status van onderzoek naar de technologie en apparatuur van de blade precisie-verwerking en apparatuur uitgebreid samengevat en is de ontwikkelingstrend van de verwerkingstechnologie van aero-engine blade verwerkt.
In de ruimtevaartindustrie worden lichtgewicht, zeer sterk dunwandige onderdelen veel gebruikt en zijn belangrijke componenten voor het bereiken van de prestaties van belangrijke apparatuur zoals vliegtuigmotoren [1]. De titaniumlegering van de titaniumlegering van grote bypass-verhouding vliegtuigmotoren (zie figuur 1) kunnen bijvoorbeeld maximaal 1 meter lang zijn, met complexe messprofielen en dempingplatformstructuren, en de dikte van het dunste deel is slechts 1,2 mm, wat een typisch dunwandig dunwandig speciaal onderdeel is [2]. Als een typisch dunwandig speciaal zwakke stijfheidsdeel, is het mes vatbaar voor het verwerken van vervorming en trillingen tijdens de verwerking [3]. Deze problemen hebben ernstige invloed op de verwerkingsnauwkeurigheid en de oppervlaktekwaliteit van het mes.
De prestaties van de motor hangen grotendeels af van het productieniveau van de messen. Tijdens de werking van de motor moeten de messen stabiel werken onder extreme bedrijfsomgevingen zoals hoge temperatuur en hoge druk. Dit vereist dat het mesmateriaal een goede sterkte, vermoeidheidsweerstand en corrosieweerstand op hoge temperatuur moet hebben en structurele stabiliteit moet waarborgen [2]. Gewoonlijk worden titaniumlegeringen of legeringen met hoge temperatuur gebruikt voor motorbladen voor vliegtuig. Titaniumlegeringen en legeringen op hoge temperatuur hebben echter een slechte bewerkbaarheid. Tijdens het snijproces is de snijkracht groot en draagt het gereedschap snel. Naarmate de slijtage van het gereedschap toeneemt, zal de snijkracht verder toenemen, wat resulteert in meer ernstige vervorming van bewerkingsmiddelen en trillingen, wat resulteert in een lage dimensionale nauwkeurigheid en een slechte oppervlaktekwaliteit van onderdelen. Om te voldoen aan de serviceprestatievereisten van de motor onder extreme werkomstandigheden, zijn de bewerkingsnauwkeurigheid en de oppervlaktekwaliteit van de messen extreem hoog. De titaniumlegering van de legeringventilatorbladen die worden gebruikt in een in eigen land geproduceerde hoge bypass -verhouding turbofan -motor als voorbeeld, is de totale lengte van het mes 681 mm, terwijl de dikte minder dan 6 mm is. De profielvereiste is -0. 12 tot +0. 0 3mm, de dimensionale nauwkeurigheid van de inlaat en uitlaatranden is -0. 05 tot +0. 06mm, de torsie -fout van de blade -sectie is binnen ± 10 ′ en de oppervlakte ruwheidswaarde RA is beter dan 0,4μm. Dit vereist meestal precisiebewerking op een CNC-machinetool met vijfassige machines. Vanwege de zwakke stijfheid van het mes, de complexe structuur en moeilijk te verwerkingsmaterialen, om de nauwkeurigheid en kwaliteit van het bewerken te waarborgen, moet procespersoneel de snijparameters tijdens het bewerkingsproces echter meerdere keren aanpassen, wat de prestaties van het CNC-bewerkingscentrum ernstig beperkt en enorm efficiëntie afval veroorzaakt [4]. Daarom is, met de snelle ontwikkeling van CNC-bewerkingstechnologie, het bereiken van vervormingscontrole en trillingsonderdrukking voor dunwandige onderdelenbewerking en het volledige spel geven aan de bewerkingsmogelijkheden van CNC-bewerkingscentra is een dringende behoefte geworden voor geavanceerde productiebedrijven.
Het onderzoek naar vervormingscontroletechnologie van dunwandige zwakke rigide delen heeft lange tijd de aandacht getrokken van ingenieurs en onderzoekers. In de vroege productiepraktijk gebruiken mensen vaak de waterlijnstrategie voor het afwisselen van frezen aan beide zijden van dunwandige structuren, die gemakkelijk de nadelige effecten van vervorming en trillingen op dimensionale nauwkeurigheid tot op zekere hoogte kunnen verminderen. Bovendien is er ook een manier om de verwerkingsstijfheid te verbeteren door geprefabriceerde opofferingsstructuren zoals het versterken van ribben in te stellen.
Technologie snijden voor moeilijk te maken materiaal
Om te voldoen aan de vereisten van stabiele service onder hoge temperatuur en hoge drukomgeving, zijn de veelgebruikte materialen voor vliegtuigbladen titaniumlegeringen of legeringen op hoge temperatuur. In de afgelopen jaren zijn titanium-aluminium intermetallische verbindingen ook een mesmateriaal geworden met een groot toepassingspotentieel. Titaniumlegeringen hebben de kenmerken van lage thermische geleidbaarheid, lage plasticiteit, lage elastische modulus en sterke affiniteit, waardoor ze problemen hebben zoals grote snijkracht, hoge snijtemperatuur, ernstige werkharden en grote gereedschapslijtage tijdens het snijden. Het zijn typische moeilijke materialen (morfologie van microstructuur Zie figuur 2A) [7]. De belangrijkste kenmerken van legeringen op hoge temperatuur zijn hoge plasticiteit en sterkte, slechte thermische geleidbaarheid en een grote hoeveelheid dichte vaste oplossing binnen [8]. Plastische vervorming tijdens het snijden veroorzaakt ernstige vervorming van het rooster, hoge vervormingsweerstand, grote snijkracht en ernstig koudhardend fenomeen, die ook typisch moeilijk te maken materiaal zijn (Microstructure Morphology Zie figuur 2B). Daarom is het erg belangrijk om efficiënte en precieze snijtechnologie te ontwikkelen voor moeilijk te gebruiken materialen zoals titaniumlegeringen en legeringen op hoge temperatuur. Om een efficiënte en nauwkeurige bewerking van moeilijk gesneden materialen te bereiken, hebben binnenlandse en buitenlandse wetenschappers diepgaand onderzoek uitgevoerd vanuit de perspectieven van innovatieve snijmethoden, optimale materialen voor bewerkingstools en geoptimaliseerde snijparameters.
2.1 Innovatie van het snijden van verwerkingsmethoden
In termen van innovatief onderzoek en ontwikkeling van snijmethoden hebben wetenschappers hulpmiddelen geïntroduceerd, zoals laserverwarming en cryogene koeling om de bewerkbaarheid van materialen te verbeteren en efficiënt snijden te bereiken. Het werkingsprincipe van door laserverwarming geassisteerde verwerking [9] (zie figuur 3A) is om een krachtige laserstraal op het werkstukoppervlak voor de snijrand te concentreren, verzacht het materiaal door lokale verwarming van de balk, vermindert de opbrengststerkte van het materiaal, waardoor de snijkracht en gereedschapskleding wordt verminderd en de kwaliteit en de efficiëntie van het snijden van het snijden te verminderen. Cryogene koelingstoornissen [10] (zie figuur 3b) maakt gebruik van vloeibare stikstof, hoge druk kooldioxidegas en andere koelmedia om het snijgedeelte te spuiten om het snijproces te koelen, vermijd het probleem van overmatige lokale snijtemperatuur veroorzaakt door een slechte thermische geleidbaarheid van het materiaal en het werkstuk lokaal koud en brittel te maken, waardoor het chip-braakeffect wordt verbeterd. Het nucleaire AMRC-bedrijf in het Verenigd Koninkrijk gebruikte met succes hoge drukkoolstofdioxidegas om het verwerkingsproces van de titaniumlegering te koelen. In vergelijking met de droge snijstoestand toont de analyse aan dat cryogene koeling -geassisteerde verwerking niet alleen de snijkracht kan verminderen en de kwaliteit van het snijoppervlak kan verbeteren, maar ook effectief gereedschapslijtage kan verminderen en de levensduur van het gereedschap vergroot. Bovendien is ultrasone trillingsverwerking [11, 12] (zie figuur 3C) ook een effectieve methode voor het efficiënt snijden van moeilijk te procesmaterialen. Door hoogfrequente trillingen met kleine amplitude op het gereedschap toe te passen, wordt intermitterende scheiding tussen het gereedschap en het werkstuk bereikt tijdens het bewerkingsproces, dat het materiaalverwijderingsmechanisme verandert, de stabiliteit van dynamisch snijden verbetert, vermijdt effectief wrijving tussen het gereedschap en het bewerkte oppervlak, de snijtemperatuur en het snijden van de ruwheid van de oppervlakte en het verkleinen van het gereedschapskleding. De uitstekende proceseffecten hebben wijdverbreide aandacht gekregen.
2.2 Selectie van gereedschapsmaterialen
Voor moeilijk gesneden materialen zoals titaniumlegeringen, kan het optimaliseren van gereedschapsmaterialen de snijresultaten effectief verbeteren [8, 13]. Studies hebben aangetoond dat voor de verwerking van titaniumlegering verschillende tools kunnen worden geselecteerd op basis van de verwerkingssnelheid. Voor lage snelheid snijden wordt high-cobalt staal gebruikt, voor gemiddelde snelheid snijden, gecementeerde carbide-gereedschappen met aluminiumoxide-coating worden gebruikt, en voor high-speed snijden, worden kubieke boornitride (CBN) -hulpmiddelen gebruikt; Voor de verwerking van legeringen op hoge temperatuur, moeten hoog-Vanadium high-speed staal of YG gecementeerde carbide-gereedschappen met een hoge hardheid en goede slijtvastheid worden gebruikt voor de verwerking.
2.3 Optimale snijparameters
Snijdenparameters zijn ook een belangrijke factor die het bewerkingseffect beïnvloedt. Het gebruik van geschikte snijparameters voor de overeenkomstige materialen kan de kwaliteit en efficiëntie effectief verbeteren. Als ik de parameter snijsnelheid als voorbeeld neemt, kan een lage snijsnelheid gemakkelijk een opgebouwd randgebied op het materiaaloppervlak vormen, waardoor de nauwkeurigheid van het oppervlaktebewerking wordt verminderd; Hoge snijsnelheid kan gemakkelijk warmteaccumulatie veroorzaken, waardoor brandwonden in het werkstuk en het gereedschap worden veroorzaakt. In dit opzicht analyseerden professor Zhai Yuansheng's team van de Harbin University of Science and Technology de mechanische en fysische eigenschappen van algemeen gebruikte moeilijke tot machine-materialen en vatte een aanbevolen tabel met snijsnelheden voor moeilijk te machine-materialen door orthogonale bewerkingsexperimenten [14] (zie tabel 1). Het gebruik van de gereedschappen en snijsnelheden die in de tabel worden aanbevolen voor het bewerken, kan effectief bewerkingsdefecten en gereedschapsslijtage verminderen en de werkkwaliteit verbeteren.
3 Precisie CNC -bewerkingstechnologie voor complexe bladoppervlakken
In de afgelopen jaren, met de snelle ontwikkeling van de luchtvaartindustrie en de stijgende marktvraag, zijn de vereisten voor efficiënte en precieze verwerking van dunwandige messen in toenemende mate toegenomen en is de vraag naar technologie voor het vervormen van een hoger precisie urgenter geworden. In de context van intelligente productietechnologie is het combineren van moderne elektronische informatietechnologie om intelligente controle over vervorming en trillingen van de verwerking van het vliegtuigmotorblad voor veel onderzoekers een hot topic te zijn geworden. De introductie van intelligente CNC -systemen in de precisieverwerking van complexe gebogen oppervlakken van bladen, en compensatie van fouten in het verwerkingsproces op basis van intelligente CNC -systemen, kan effectief vervorming en trillingen onderdrukken.
Voor actieve foutcompensatie in het bewerkingsproces, om de optimalisatie en controle van bewerkingsparameters zoals gereedschapspad te bereiken, is het noodzakelijk om eerst de invloed van procesparameters op het bewerken van vervorming en trillingen te verkrijgen. Er zijn twee veelgebruikte methoden: één is om de resultaten van elke tool te analyseren en te redeneren door de machine-meting en foutanalyse te doorlopen [15]; De andere is om een voorspellingsmodel vast te stellen voor het bewerken van vervorming en trillingen door methoden zoals dynamische analyse [16], eindige -elementmodellering [17], experimenten [18] en neurale netwerken [19] (zie figuur 4).
Gebaseerd op het bovenstaande voorspellingsmodel of technologie voor machine-meettechnologie, kunnen mensen de bewerkingsparameters in realtime optimaliseren en zelfs regelen. De reguliere richting is om de fouten te compenseren die worden veroorzaakt door vervorming en trillingen door het gereedschapspad te herstellen. De veelgebruikte methode in deze richting is de "spiegelcompensatiemethode" [20] (zie figuur 5). Deze methode compenseert de vervorming van een enkel snijden door het nominale gereedschapstraject te corrigeren. Een enkele compensatie zal echter nieuwe bewerkingsvervorming veroorzaken. Daarom is het noodzakelijk om een iteratieve relatie tot stand te brengen tussen de snijkracht en de bewerkingsvervorming door meerdere compensaties om de vervorming één voor één te corrigeren. Naast de methode van actieve foutcompensatie op basis van gereedschapspadplanning, bestuderen veel wetenschappers ook hoe ze vervorming en trillingen kunnen regelen door snijparameters en gereedschapsparameters te optimaliseren en te regelen. Voor het snijden van een bepaald type vliegtuigmotorblad werden de bewerkingsparameters gewijzigd voor meerdere rondes van orthogonale tests. Op basis van de testgegevens werd de invloed van elke snijparameter en gereedschapsparameter op de mesbewerkingsvervorming en trillingsrespons geanalyseerd [21-23]. Er is een empirisch voorspellingsmodel vastgesteld om de bewerkingsparameters te optimaliseren, effectief de vervorming van de bewerking te verminderen en de snijtrillingen te onderdrukken.
Op basis van de bovenstaande modellen en methoden hebben veel bedrijven de CNC-systemen van CNC-bewerkingscentra ontwikkeld of verbeterd om real-time adaptieve controle van dunwandige onderdelenverwerkingsparameters te bereiken. Het optimale freesysteem van het OMAT -bedrijf van Israël [24] is een typische vertegenwoordiger op dit gebied. Het past vooral de voedingssnelheid aan door adaptieve technologie om het doel van constante krachtfrezen te bereiken en de hoge efficiënte en hoogwaardige verwerking van complexe producten te realiseren. Bovendien paste Beijing Jingdiao ook vergelijkbare technologie toe in het klassieke technische geval van het voltooien van eierschaaloppervlakpatroon gravure door adaptieve compensatie op machine meten [25]. Therrien van GE in de Verenigde Staten [26] stelde een realtime correctiemethode voor voor CNC-bewerkingscodes tijdens het bewerken, wat een technische basis voor adaptieve bewerking en real-time controle van complexe dunwandige messen bood. Het geautomatiseerde reparatiesysteem van de Europese Unie voor turbinecomponenten voor vliegtuigmotor (Arosatec) realiseert adaptieve precisiemalen nadat het mes is gerepareerd door additieve productie en is toegepast op de Blade -reparatieproductie van het MTU -bedrijf van Duitsland en het SIFCO -bedrijf van Ierland [27].
Verbetering van de verwerkingsstijfheid op basis van intelligente procesapparatuur
Het gebruik van intelligente procesapparatuur om de stijfheid van het processysteem te verbeteren en de dempingskenmerken te verbeteren, is ook een effectieve manier om de vervorming en trillingen van dunwandige mesverwerking te onderdrukken, de verwerkingsnauwkeurigheid te verbeteren en de oppervlaktekwaliteit te verbeteren. In de afgelopen jaren is een groot aantal verschillende procesapparatuur gebruikt bij de verwerking van verschillende soorten aero-motorbladen [28]. Aangezien aero-engine-bladen over het algemeen dunwandige en onregelmatige structurele kenmerken hebben, een klein klem- en positioneringsgebied, lage verwerkingsstijfheid en lokale vervorming onder de werking van het snijden van belastingen, past de verwerkingsapparatuur van de mes meestal toestand van het werkstuk van het werkstuk toe op basis van het bevredigen van de zes-punts positioneringsprincipe [29] om de rigiditeit van het processysteem te optimaliseren en de verwerking van de verwerking van de verwerking van het werkstuk op te verwerken. Dunwandige en onregelmatige gebogen oppervlakken stellen twee vereisten naar voren voor de positionering en klem van gereedschap: ten eerste moet de klemkracht of contactkracht van het gereedschap zo gelijkmatig mogelijk worden verdeeld op het gebogen oppervlak om een ernstige lokale vervorming van het werkstuk te voorkomen onder de werking van de klemkracht; Ten tweede moeten de positionering, klem- en hulpondersteuningselementen van de gereedschapsbewerking beter matchen om het complex gebogen oppervlak van het werkstuk beter te matchen om uniforme oppervlaktecontactkracht op elk contactpunt te genereren. In reactie op deze twee vereisten hebben wetenschappers een flexibel gereedschapssysteem voorgesteld. Flexibele gereedschapssystemen kunnen worden onderverdeeld in faseverandering flexibel gereedschap en adaptieve flexibele tooling. Faseverandering flexibel gereedschap maakt gebruik van de veranderingen in stijfheid en demping voor en na de faseverandering van de vloeistof: de vloeistof in de vloeibare fase of mobiele fase heeft een lage stijfheid en demping en kan zich aanpassen aan het complex gebogen oppervlak van het werkstuk onder lage druk. Daarna wordt de vloeistof omgezet in een vaste fase of geconsolideerd door externe krachten zoals elektriciteit/magnetisme/warmte, en de stijfheid en demping worden sterk verbeterd, waardoor uniforme en flexibele ondersteuning voor het werkstuk wordt geboden en vervorming en vibratie onderdrukt.
De procesapparatuur in de traditionele verwerkingstechnologie van vliegtuigbladen is het gebruik van faseveranderingsmaterialen zoals lage smeltpuntlegeringen voor het invullen van hulpondersteuning. Dat wil zeggen, nadat de blanco van het werkstuk op zes punten is geplaatst en geklemd, wordt de positioneringsreferentie van het werkstuk in een gietblok door de lage smeltpuntlegering geworpen om hulpondersteuning te bieden voor het werkstuk, en de complexe puntpositionering wordt omgezet in reguliere oppervlaktepositionering en vervolgens wordt de precisie -verwerking van het onderdeel van het onderdeel van de verwerkte onderdeel (zie figuur 6). Deze procesmethode heeft duidelijke gebreken: de positioneringsreferentieconversie leidt tot een afname van de positioneringsnauwkeurigheid; De productiepreparaat is ingewikkeld en het gieten en smelten van de lage smeltpuntlegering veroorzaakt ook residuen- en reinigingsproblemen op het werkstukoppervlak. Tegelijkertijd zijn de giet- en smeltomstandigheden ook relatief slecht [30]. Om de bovenstaande procesdefecten op te lossen, is een veel voorkomende methode om een multi-point ondersteuningsstructuur te introduceren in combinatie met een faseveranderingsmateriaal [31]. De bovenkant van de ondersteuningsstructuur neemt contact op met het werkstuk voor positionering en het onderste uiteinde is ondergedompeld in de kamer met lage smeltpuntlegering. Flexibele hulpondersteuning wordt bereikt op basis van de faseveranderingskenmerken van de lage smeltpuntlegering. Hoewel de introductie van een ondersteuningsstructuur oppervlaktedefecten kan voorkomen die worden veroorzaakt door laagsmeltende legeringen die contact opnemen met de messen, kan het flexibele gereedschap van de faseverandering niet tegelijkertijd voldoen aan de twee belangrijkste vereisten van hoge stijfheid en hoge responssnelheid en is het moeilijk om te voldoen aan de geautomatiseerde productie van hoge efficiënte productie.
Om de nadelen van faseverandering flexibele tooling op te lossen, hebben veel wetenschappers het concept van aanpassing opgenomen in het onderzoek en de ontwikkeling van flexibele tooling. Adaptieve flexibele gereedschap kan adaptief overeenkomen met complexe mesvormen en mogelijke vormfouten door elektromechanische systemen. Om ervoor te zorgen dat de contactkracht gelijkmatig op het hele mes wordt verdeeld, gebruikt de tooling meestal multi-point hulpsteunen om een ondersteuningsmatrix te vormen. Het team van Wang Hui aan de Tsinghua University stelde een multi-punts flexibele hulpondersteuningsprocesapparatuur voor die geschikt is voor de verwerking van bijna-netvormige mes [32, 33] (zie figuur 7). De gereedschap maakt gebruik van meerdere flexibele materiaalklemselementen om te helpen bij het ondersteunen van het mesoppervlak van het mes in de nabije vorm, waardoor het contactoppervlak van elk contactgebied wordt vergroot en ervoor zorgt dat de klemkracht gelijkmatig wordt verdeeld op elk contactgedeelte en het hele mes, waardoor de stijfheid van het processysteem wordt verbeterd en effectief wordt voorkomen dat de lokale vervorming van het blade. De tooling heeft meerdere passieve vrijheidsgraden, die adaptief kunnen overeenkomen met de mesvorm en de fout ervan terwijl het overpositionering wordt vermeden. Naast het bereiken van adaptieve ondersteuning door flexibele materialen, wordt het principe van elektromagnetische inductie ook toegepast op het onderzoek en de ontwikkeling van adaptieve flexibele tooling. Het team van Yang Yiqing aan de Beijing University of Aeronautics en Astronautics heeft een hulpondersteuningsapparaat uitgevonden op basis van het principe van elektromagnetische inductie [34]. De tooling maakt gebruik van een flexibele hulpondersteuning die wordt opgewekt door een elektromagnetisch signaal, dat de dempingskenmerken van het processysteem kan veranderen. Tijdens het klemproces komt de hulpondersteuning adaptief overeen met de vorm van het werkstuk onder de werking van een permanente magneet. Tijdens de verwerking zal de trillingen gegenereerd door het werkstuk worden overgedragen naar de hulpondersteuning, en de omgekeerde elektromagnetische kracht zal worden geëxciteerd volgens het principe van elektromagnetische inductie, waardoor de trillingen van dunwandige werkstukverwerking worden onderdrukt.
Momenteel worden in het proces van procesapparatuurontwerp, eindige-elementanalyse, genetische algoritme en andere methoden in het algemeen gebruikt om de lay-out van multi-punts hulpondersteuning te optimaliseren [35]. Het optimalisatieresultaat kan er echter meestal alleen voor zorgen dat de verwerkingsvervorming op één punt wordt geminimaliseerd en kan niet garanderen dat hetzelfde vervormingsonderdrukkingseffect kan worden bereikt in andere verwerkingsonderdelen. In het mesverwerkingsproces worden een reeks gereedschapspassen meestal uitgevoerd op het werkstuk op hetzelfde machinegereedschap, maar de klemvereisten voor het verwerken van verschillende onderdelen zijn verschillend en kunnen zelfs in de loop van de tijd variëren. Voor de statische multi-point ondersteuningsmethode, als de stijfheid van het processysteem wordt verbeterd door het aantal hulpondersteuning te vergroten, zal enerzijds de massa en het volume van de gereedschap toenemen, en anderzijds wordt de bewegingsruimte van het gereedschap gecomprimeerd. Als de positie van de hulpondersteuning wordt gereset bij het verwerken van verschillende onderdelen, wordt het verwerkingsproces onvermijdelijk onderbroken en wordt de verwerkingsefficiëntie verminderd. Daarom is follow-up procesapparatuur [36-38] die automatisch de ondersteuningslay-out en ondersteunende kracht online aanpast volgens het verwerkingsproces. The follow-up process equipment (see Figure 8) can achieve dynamic support through the coordinated cooperation of the tool and tooling based on the tool trajectory and working condition changes of the time-varying cutting process before any processing procedure begins: first move the auxiliary support to a position that helps to suppress the current processing deformation, so that the processing area of the workpiece is actively supported, while other parts of the workpiece remain in position with as little contact as possible, waardoor de tijdafhankelijke klemvereisten tijdens het verwerkingsproces overeenkomen.
Om het adaptieve dynamische ondersteuningsmogelijkheden van procesapparatuur verder te verbeteren, de meer complexe klemvereisten in het verwerkingsproces te matchen en de kwaliteit en efficiëntie van de productie van mesverwerking te verbeteren, wordt de follow-uphulpondersteuning uitgebreid tot een groep gevormd door meerdere dynamische hulpondersteuning. Elke dynamische hulpondersteuning is vereist om acties te coördineren en het contact automatisch en snel te reconstrueren tussen de steungroep en het werkstuk volgens de tijdsafhankelijke vereisten van het productieproces. Het reconstructieproces interfereert niet met de positionering van het gehele werkstuk en veroorzaakt geen lokale verplaatsing of trillingen. De procesapparatuur gebaseerd op dit concept wordt een zelfherstelbare groepsrelatie genoemd [39], die de voordelen van flexibiliteit, herconfigureerbaarheid en autonomie heeft. De zelfvernietige groepsrelatie kan meerdere hulpondersteuning toewijzen aan verschillende posities op het ondersteunde oppervlak volgens de vereisten van het productieproces, en kan zich aanpassen aan complex gevormde werkstukken met een groot gebied, terwijl het zorgen voor voldoende starheid en het elimineren van redundante ondersteuning. De werkmethode van de armatuur is dat de controller instructies verzendt volgens het geprogrammeerde programma, en de mobiele basis brengt het ondersteuningselement naar de doelpositie volgens de instructies. Het ondersteuningselement past zich aan de lokale geometrische vorm van het werkstuk aan om conforme ondersteuning te krijgen. De dynamische kenmerken (stijfheid en demping) van het contactgebied tussen een enkel ondersteuningselement en het lokale werkstuk kunnen worden geregeld door de parameters van het ondersteuningselement te wijzigen (bijvoorbeeld het hydraulische ondersteuningselement kan meestal de input hydraulische druk veranderen om de contactkenmerken te wijzigen). De dynamische kenmerken van het processysteem worden gevormd door de koppeling van de dynamische kenmerken van het contactgebied tussen meerdere ondersteuningselementen en het werkstuk, en zijn gerelateerd aan de parameters van elk ondersteuningselement en de lay -out van de Support Element Group. Het ontwerp van het multi-puntsondersteuningsreconstructieschema van de zelfherstelbare groepsrelatie moet rekening houden met de volgende drie problemen: aanpassing aan de geometrische vorm van het werkstuk, snelle herpositionering van de ondersteuningselementen en gecoördineerde samenwerking van meerdere ondersteuningspunten [40]. Daarom is het, bij gebruik van de zelfherstelbare groepsrelatie, de vorm van de werkstukvorm, belastingskenmerken en inherente randvoorwaarden als invoer om de multi-puntsondersteunende lay-out- en ondersteuningsparameters onder verschillende verwerkingsomstandigheden op te lossen, het multi-point ondersteuningsbeweging te plannen, controlecode te genereren uit de oplossingsresultaten en te importeren in de controller. Momenteel hebben binnenlandse en buitenlandse wetenschappers wat onderzoek en pogingen gedaan naar zelfherstelbare groepsarmaturen. In het buitenland heeft het EU-project Swarmitfix een nieuw zeer aanpasbaar zelfherstelbaar systeemsysteem ontwikkeld [41], dat een set mobiele hulpondersteuning gebruikt om vrij te bewegen op de werkbank en in realtime te verplaatsen om de bewerkte onderdelen beter te ondersteunen. Het prototype van het Swarmitfix -systeem is in dit project geïmplementeerd (zie figuur 9A) en getest op de locatie van een Italiaanse vliegtuigfabrikant. In China heeft het team van Wang Hui aan de Tsinghua University een vierpunts-ondersteuningswerkbank ontwikkeld die kan worden gecontroleerd in coördinatie met een machinetool [42] (zie figuur 9b). Deze werkbank kan de vrijdragende pen ondersteunen en het gereedschap automatisch vermijden tijdens de fijne bewerking van het pen van een turbineblad. Tijdens het bewerkingsproces werkt de vierpunts hulpondersteuning samen met het CNC-bewerkingscentrum om de vierpunts contactstatus te reconstrueren volgens de werkingspositie van de gereedschapsbeweging, die niet alleen interferentie tussen het gereedschap en de hulpondersteuning vermijdt, maar ook het ondersteuningseffect zorgt.
5 Discussie over toekomstige ontwikkelingstrends
5.1 Nieuwe materialen
Naarmate de ontwerpvereisten van de stuwkracht-gewichtsverhouding van vliegtuigmotoren blijven toenemen, wordt het aantal onderdelen geleidelijk verlaagd en wordt het stressniveau van onderdelen hoger en hoger. De prestaties van de twee belangrijkste traditionele structurele materialen met hoge temperatuur hebben zijn limiet bereikt. In de afgelopen jaren hebben nieuwe materialen voor vliegtuigmotorbladen zich snel ontwikkeld en worden steeds meer krachtige materialen gebruikt om dunwandige messen te maken. Onder hen heeft -tial legering [43] uitstekende eigenschappen zoals hoge specifieke sterkte, hoge temperatuurweerstand en goede oxidatieresistentie. Tegelijkertijd is de dichtheid 3,9 g/cm3, wat slechts de helft is van die van legeringen op hoge temperatuur. In de toekomst heeft het een groot potentieel als mes in het temperatuurbereik van 700-800 graad. Hoewel -TIAL -legering uitstekende mechanische eigenschappen heeft, leiden de hoge hardheid, lage thermische geleidbaarheid, lage breuktaaiheid en hoge brosheid tot slechte oppervlakte -integriteit en lage precisie van -tisch legeringsmateriaal tijdens het snijden, wat de levensduur van onderdelen ernstig beïnvloedt. Daarom heeft het verwerkingsonderzoek van -tial legering een belangrijke theoretische betekenis en waarde en is het een belangrijke onderzoeksrichting van de huidige mesverwerkingstechnologie.
5.2 Tijdafhankelijke adaptieve verwerking
Aeroengine -bladen hebben complexe gebogen oppervlakken en vereisen een hoge vormnauwkeurigheid. Momenteel maakt hun precisiebewerking voornamelijk gebruik van geometrische adaptieve bewerkingsmethoden op basis van padplanning en modelreconstructie. Deze methode kan de impact van fouten die worden veroorzaakt door positionering, klem, enz. Op de nauwkeurigheid van de mesbewerking effectief verminderen. Invloed. Vanwege de ongelijke dikte van de spatblade van de matrijs is de snijdiepte in verschillende delen van het gereedschap echter anders tijdens het snijproces volgens het geplande pad, dat onzekere factoren voor het snijproces brengt en de verwerkingsstabiliteit beïnvloedt. In de toekomst moeten tijdens het CNC-adaptieve bewerkingsproces de werkelijke veranderingen in de bewerkingstoestand beter worden gevolgd [44], waardoor de bewerkingsnauwkeurigheid van complexe gebogen oppervlakken aanzienlijk wordt verbeterd en een tijdafhankelijke adaptieve bewerkingsmethode vormt die snijparameters aanpast op basis van realtime feedbackgegevens.
5.3 Intelligente procesapparatuur
Aangezien het grootste type onderdelen in de motor, beïnvloedt de productie -efficiëntie van bladen direct de algehele productie -efficiëntie van de motor en beïnvloedt de productiekwaliteit van messen direct de prestaties en de levensduur van de motor. Daarom is intelligente precisie -bewerking van messen de ontwikkelingsrichting van de productie van motorblad in de wereld van vandaag geworden. Het onderzoek en de ontwikkeling van machinetools en procesapparatuur is de sleutel tot het realiseren van intelligente mesverwerking. Met de ontwikkeling van CNC -technologie is het intelligentieniveau van machinetools snel verbeterd en is de verwerking en de productiecapaciteit sterk verbeterd. Daarom is het onderzoek en de ontwikkeling en innovatie van intelligente procesapparatuur een belangrijke ontwikkelingsrichting voor efficiënte en nauwkeurige bewerking van dunwandige messen. Zeer intelligente CNC-machine-tools worden gecombineerd met procesapparatuur om een intelligent mesverwerkingssysteem te vormen (zie figuur 10), dat op zeervolle nauwkeurige, zeer efficiënte en adaptieve CNC-bewerking van dunwandige messen realiseert.
