التصنيع الدقيق باستخدام الحاسب الآلي لمكونات ريش التوربينات المصنوعة من السبائك الفائقة

التقنيات الأساسية لتشغيل ريش التوربينات بالحاسب الآلي

يتضمن تشغيل ريش التوربينات تشكيلًا عالي السرعة وتشطيبًا دقيقًا عبر ملفات تعريف متعددة وأعماق مقاطع مختلفة.

• تشغيل متزامن بخمس محاور بالحاسب الآلي للتحكم في الالتواء والتقوس في الريشة

• أدوات كروية النهاية وأدوات برميلية للحصول على حواف خلفية وأمامية ناعمة

• مغزل بتبريد داخلي عالي الضغط

  لإطالة عمر الأداة وإخراج الرايش

• تحسين مسار الأداة باستخدام ملفات تعريف CAD المولدة بواسطة ديناميكا الموائع الحسابية (CFD)

تلتزم جميع العمليات بمواصفات AS9100D ومواصفات مصنعي معدات التوربينات الأصلية (OEM).

السبائك الفائقة الشائعة لتشغيل ريش التوربينات

توفر هذه السبائك مقاومة للأكسدة، واحتفاظًا بالقوة، ومتانة ضد الإجهاد الحراري في الأقسام الساخنة من المحرك.

دراسة حالة: تشغيل مجموعة ريش المرحلة الأولى من سبيكة CMSX-4 بالحاسب الآلي

خلفية المشروع

طلب أحد مصنعي التوربينات تشطيبًا نهائيًا بخمس محاور بالحاسب الآلي لريش أحادية البلورة من سبيكة CMSX-4 ذات هندسة معقدة لثقوب التبريد وميزات المنصة. التسامحات المستهدفة: ±0.008 مم على ملفات أجنحة الريش، وخشونة سطح ≤ 0.4 ميكرومتر، ونصف قطر للحافة الخلفية بطول كامل يبلغ 0.2 مم.

نماذج مكونات ريش التوربينات النموذجية وتطبيقاتها

يتم التحقق من كل جزء لضمان الاستقرار الهيكلي والدقة الديناميكية الهوائية بعد التشغيل.

تحديات التشغيل بالحاسب الآلي في إنتاج ريش السبائك الفائقة

1. يتجاوز تآكل الأداة 0.1 مم/ساعة بسبب السبائك عالية الصلابة التي تزيد عن 40 HRC والهياكل الدقيقة المقاومة للكربيد الكاشطة.

2. يتطلب الأمر خشونة سطح ≤ 0.4 ميكرومتر على أسطح أجنحة الريش لتقليل السحب الديناميكي الهوائي واضطراب الطبقة الحدودية.

3. يجب أن يظل انحراف الملف الشخصي <0.01 مم عبر الالتواء ثلاثي الأبعاد الكامل لجناح الريشة لتلبية المواصفات الديناميكية الهوائية.

4. يجب الحفاظ على تسامحات هندسة الجذر والمنصة ضمن ±0.008 مم لضمان تركيب آمن من نوع ذيل السنونو أو شجرة التنوب.

5. يجب أن يضمن دمج الحواف في ثقوب التبريد أنصاف أقطار أقل من 0.2 مم دون أي ترقق موضعي للمادة أو تشوه.

حلول التشغيل بالحاسب الآلي لأجنحة ريش التوربينات

1. تستخدم مسارات أدوات CAM بيانات ديناميكا الموائع الحسابية (CFD) لتحقيق دقة ±0.008 مم عبر سطح وملف الانتقال الكامل للجناح.

2. يحافظ التشغيل عالي السرعة باستخدام الأدوات البرميلية على خشونة سطح ≤ 0.4 ميكرومتر على الحواف الخلفية والملفات الأمامية.

3. يصحح الفحص أثناء العملية كل 15 دقيقة تآكل الأداة للحفاظ على الدقة الهندسية ضمن ±0.005 مم على ملفات الريش التوجيهية.

4. يسمح نصف قطر أدوات الحاسب الآلي الأرضية ±0.01 مم بإجراء تشغيل متسق لقفل الجذر لتركيب ذيل السنونو الضيق وتوزيع الإجهاد.

5. يضمن المحاذاة خماسية المحاور لثقوب التفريغ الكهربائي (EDM) أنصاف أقطار 0.2 مم دون ترقق الجدار الخلفي أو بدء التشققات المجهرية بالقرب من المخرج.

النتائج والتحقق

طرق التصنيع

تم صب الأجزاء أولاً عبر الصب الاستثماري الفراغي، يليه تخفيف الإجهاد والتحضير الأولي للسطح. أنتج الطحن النهائي بخمس محاور بالحاسب الآلي ملفات أجنحة ضمن ±0.008 مم وأنصاف أقطار حواف 0.2 مم.

التشطيب الدقيق

ضمن التلميع، ودمج الأخاديد، و التشطيب بالتفريغ الكهربائي (EDM) خشونة سطح ≤ 0.4 ميكرومتر. تم إجراء إزالة نتوءات ثقوب التبريد باستخدام أدوات مجهرية وغسل بالموجات فوق الصوتية.

المعالجة اللاحقة

خضعت الأجزاء لـ الكبس متساوي الضغط الساخن (HIP) و المعالجة الحرارية الكاملة. تم تطبيق طلاءات الحاجز الحراري (TBC) الاختيارية على أسطح محددة بناءً على مواصفات العميل.

الفحص

أكد فحص آلة القياس الإحداثي (CMM) شكل الجناح ضمن تسامح 5 ميكرومتر. أكد اختبار الأشعة السينية السلامة الهيكلية. تحقق تحليل المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) من جودة السطح والهيكل الدقيق.

الأسئلة الشائعة

1. ما هو التسامح القياسي لتشغيل ملف الجناح؟

2. كيف يتم التعامل مع ثقوب التبريد الداخلية أثناء التشغيل بالحاسب الآلي؟

3. ما هي خشونة السطح النموذجية التي يتم تحقيقها لتشغيل ريش التوربينات؟

4. هل يمكن الجمع بين التفريغ الكهربائي (EDM) والحاسب الآلي (CNC) لتشطيب الريش؟

5. ما هي المواد الأكثر استخدامًا لريش التوربينات عالية الضغط؟