Pozadí případu a vlastnosti produktu
Předmět zpracování: integrální ověřovací část lopatkového kroužku (základní součást leteckého motoru)
Vlastnosti materiálu:
• Titanová hliníková slitina (hustota 4,5g/cm³, tvrdost HRC49,4-53)
• Rozměry 100×78×30mm přesná konstrukce
Požadavky na proces:
Uzavřené zpracování čepele a hřbetu čepele (změna prostorového zakřivení až o 120 stupňů)
Profil Menší nebo roven 0,06 mm (ekvivalent přesnosti vlasu)
Drsnost povrchu Ra Menší nebo rovna 0,4 μm (norma zrcadlové úrovně)
Analýza problémových bodů průmyslového zpracování
Oblast letectví a kosmonautiky v současnosti čelí třem velkým technickým překážkám:
Potíže se zpracováním materiálu
• Pevnost v tahu ze slitiny titanu a hliníku dosahuje 980MPa
• Tradiční míra opotřebení nástrojů třikrát převyšuje běžné materiály (zdroj dat: ASM Metal Handbook)
Problémy s přesností řízení
• Chyba připojení předního a zadního obráběcího nástroje musí být<0.02mm
• Tepelná deformace při komplexním zpracování povrchu dosahuje 0,15 mm (International Aviation Manufacturing Conference 2023)
Výzvy se spolehlivostí obrobku
• Hodnota zbytkového napětí konvenčního obráběného povrchu kolísá o ±200MPa
• Rozdíl v únavové životnosti součástí motoru je až 30
BISHENřešení technické inovace
V reakci na potřeby přesného obrábění leteckých -titanových{1}}slitin hliníku má ultrazvukový zelený obráběcí stroj tři- v- vyvinutý společností BISHEN pět hlavních technologických průlomů:
Platforma pro složené obrábění
• Pět{0}}osé spojkové obráběcí centrum integrované s ultrazvukovým vibračním modulem
• Víceúčelová modrá a bílá vertikální struktura se přizpůsobí různým specifikacím svítidel
Nízkoteplotní řezací systém
• Technologie superkritického chlazení CO2 (regulace konstantní teploty -78 stupňů)
• Systém minimálního množství mazání (MQL) snižuje ztráty třením o 31 %
Řešení vylepšení nástroje
• Ultrazvuková vnitřní chladící tepelně smrštitelná rukojeť zvyšuje tuhost o 30 %
• Životnost nástroje na nano{0}}potahování je prodloužena 2,8krát
Porovnání efektů implementace řešení
Zlepšená efektivita obrábění
Tradiční řešení: opracování jedním nástrojem 4 drážky způsobí vylamování
BISHEN řešení: průběžné zpracování 12 drážek stále zachovává běžné opotřebení
Skok v kvalitě povrchu
• Zbytkové tlakové napětí zvýšené o 24 % (až -850 MPa)
• Únavová síla se zvýšila o 40 % (údaje ze zkušebního stavu)
Průlom ve výkonu služby
• Životnost při vysokých teplotách prodloužena o 35 %
• Riziko praskání korozí snížené o 60 %
