整(zhěng)體葉盤(輪盤)的使用率在飛機製造中正在大量增加。 大型發動機(jī)現在都配備多個高壓壓縮機,這(zhè)些壓(yā)縮機通常由一個整體的高性(xìng)能特殊合金材料加工而成。因此,這些材料的加工效(xiào)率正在成為項目規(guī)劃的焦點,正如從機械切(qiē)割到水射(shè)流切割,多種多樣的潛在的方法及其組合開始(shǐ)使用。最近由德國(guó) Fraunhofer 生產技術研(yán)究所(IPT)以及在RWTH Aachen 的(de)機床和生產工(gōng)程(WZL)實驗室(德國)的一項(xiàng)研究表明(míng),EMAG 的(de)精(jīng)密電化學加工(PECM)大幅削減了用戶的成本,特別是在工件的表麵修整。
飛機發動機內的零部件(jiàn)一(yī)般都暴露(lù)在極端的應力和高溫之下,同時還要求要有較長的使(shǐ)用壽(shòu)命。. 因此,開發者們使用非常硬的耐熱材料如鎳基(jī)超合金製造整體葉(yè)盤(pán)和單葉片(piàn)輪盤。材料的發展不(bú)斷向製造工程師們提出了一係列的挑戰。由於材(cái)料硬度的(de)增加(jiā),傳統的(de)切割方法效率逐漸降低,並且造成昂貴的加工刀具使用壽命下降,從而導致單位(wèi)成本極大增加。最近 Fraunhofer IPT 的專家與WZL 和 EMAG ECM 有限公司一起進行了一項研究,他們對總共七種不同的整體葉盤(pán)加工方法包括多軸銑削、組合式拋光高(gāo)壓水射流(liú)切割法和PECM修整法進行了比(bǐ)較。得出的(de)結果令(lìng)人印象深刻: 假定生產量(liàng)為800 個鎳基HPC 整體葉盤,如果用戶采用了正確的加工策略,相對於傳統(tǒng)機(jī)械(xiè)切割的(de)單位成本可以減少至少(shǎo)50%。PECM 修整(zhěng)法作為最終工藝,對(duì)生產過程的效率進行徹底的(de)改進。 (參見資(zī)料圖片)
柔和材料去除– 快速處理
鑒於此,由總(zǒng)部設(shè)在德國的EMAG ECM 公司提供的PECM 技(jì)術目(mù)前正不斷引起眾(zhòng)多OEM 設備製造(zào)商和供應商的興趣。電化學加工法去除(chú)材料時無(wú)需接觸,並且刀具磨損極小,即快速(sù)又可靠。基本原理非常簡單: 在加工過程(chéng)中,工件(jiàn)是陽(yáng)極(jí),刀具是陰極。電解質溶液在它們之(zhī)間流動,從而去除工件上的金屬離子。活性陰極(刀(dāo)具)導電區,按(àn)照所需的組件輪廓,從工件上去除(chú)材料。環形(xíng)管、溝槽、空心圓以及其(qí)它輪廓,在不接觸的條件下都可以加(jiā)工出來,並且具有很高的精度和(hé)良好的表麵質量。EMAG ECM 的專家們(men)用他們的PECM 技術有針對性地研發出了此項工藝,並(bìng)不(bú)斷使其完善。這(zhè)一技術的優勢有兩個因素在這方麵起著重要的作用: 首先,電解質溶液在工件和刀(dāo)具之間的間隙中(zhōng)流動,這個間隙非常狹窄。其次,機械振(zhèn)動會增強電解(jiě)質溶液的供應。這兩個因素加在一起確保材料的去除更加有效和精確。
從單一的渦輪葉片到整體葉盤(pán)
EMAG ECM 有兩種機型用於發動機生產中不同的加工工作: 小型的 PO 100 SF 用於加工單一的渦輪葉片,而大型的PO 900 BF 則用於加工更大型的整體葉盤。同時采用精密的PECM 技術和EMAG 高性能部件,係統在(zài)加工區域大小、占地(dì)麵積、發生器的容量和加工軸數有所(suǒ)不同。“我們在2011 年(nián)推出 PO 900 BF,用於整體葉盤(pán)的加工。PO 100 SF 是發展的第二個階段,因為(wéi)在2013 年,越來越多的客戶需求單葉片加工的電化學加(jiā)工解決方(fāng)案。現在我們對開發生產小型和大型發(fā)動機零(líng)部件的精密的、具有成本效益的解決(jué)方(fāng)案,已經有(yǒu)了一(yī)個(gè)基本(běn)的想法,” EMAG ECM 有(yǒu)限公司董事會(huì)成員Richard Keller 說(shuō)。 這兩種機床也向用戶提供EMAG 重(chóng)要的技術,例如 Mineralit® 聚合物混凝土機座、智能軟件和硬件的接口以及高效的自(zì)動化解決(jué)方案。
零部(bù)件的(de)實(shí)際應用認(rèn)證
此(cǐ)方法已被實施到實(shí)際生產中並獲得了頂級的效果。例如,在2014 年一家知名的發動機製造(zào)商已經見證了(le)在PO 100 SF 上加工製造飛機使用的單一葉片的高效率 - 在供應商(shāng)的工(gōng)廠,機床(chuáng)生產開始後以異常快的速度開始加工。另一(yī)台機(jī)床(chuáng),目(mù)前正在等待用於(yú)整體葉盤的生產。. 大批發動機公司的零部件目前正處於實(shí)際使用的鑒定階段。“這項技術目前處於測試程序的驗(yàn)證階段”,Keller 總(zǒng)結 EMAG ECM 目(mù)前的工(gōng)作時說道。“本公司長期戰略重點放在這些組件的加工及其應用技術,事實證(zhèng)明這是成功的戰略(luè),用 PECM 加工(gōng)的零件的每個附(fù)加認(rèn)證隻會(huì)促進(jìn)我們的銷售更加成(chéng)功。”
高精(jīng)幾何(hé)加工(gōng)精度是技術成功的主要因素之(zhī)一。另外,PECM 使用較低的(de)峰穀值還加工出高表麵質量。因此不再需要對刀片的後續精加工工(gōng)序,如(rú)拋光,或者可以用更快的速度完成,這兩(liǎng)者都使單(dān)位成本進一步降低。這對於一個(gè)變得越來越重要(yào),其(qí)體積也不斷(duàn)增大的部件來說,這是一(yī)個重要(yào)的加分點。
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