Prototyping Daun Rotor dengan CNC 5-Axis: Teknik Ahli

Diposting pada 8 Okt. 2019, | Oleh Victoria, WayKen Project Manager

Dalam kehidupan biasa, sebagian besar dari kita tidak tahu apa itu rotor dan cara membuatnya. Namun, untuk insinyur yang fanatik, itu adalah satu-satunya item di otaknya. Pertama mari kita pelajari apa itu rotor. Rotor atau daun rotor, kipas di mesin mobil atau pesawat, meningkatkan performa mesin dengan meniup uap bahan bakar ke dalam mesin menggunakan gas buang.

Rotor adalah mesin daya rotatif yang mengubah energi medium yang mengalir menjadi kerja mekanis. Ini adalah komponen utama mesin penerbangan, turbin gas dan turbin uap. Untuk insinyur yang obsesif, semua yang diinginkannya adalah prototipe daun rotor dengan presisi tinggi, yang membuat desainnya bekerja dengan baik. Cara membuat prototipe rotor atau daun rotor dengan sempurna oleh pemesinan CNC 5-sumbu?

Latar Belakang Rotor

Hari ini, pembakaran gas alam adalah pembangkit listrik terbesar kedua di dunia. Gas alam diubah menjadi energi listrik oleh turbin gas, dan rotor kompresornya adalah komponen sulit utama yang dihadapi dalam proses produksi. Perkembangan daun turbin adalah dari daun padat awal ke daun rongga, dari pemesinan daun sisa ke daun non-sisa, lalu ke daun rongga terarah (kristal tunggal). Evolusi tektonik daun turbin modern jelas, dan bentuk serta rongga daun semakin kompleks.

Fres adalah proses pemesinan di mana alat pemotong berputar digunakan untuk menghilangkan materi. Bidang aplikasi untuk pemesinan permukaan bebas bentuk adalah, misalnya, pembuatan cetakan dan industri penerbangan luar angkasa. Selain itu, daun turbin dan impeller adalah bagian kompleks yang diproses dengan alat pemotong fres.

Solusi fixture pemrosesan tradisional

Untuk menggunakan pemesinan 5 sumbu daun rotor, permukaan datar bawah bagian rotor diatur dan lubang dalam diatur di tengah, lalu pekerjaan utama adalah memesin bentuk daun. Berikut adalah metode pemrosesan fixture turbin tradisional: Silinder mendorong lengan penggerak untuk ditekan dari atas bagian. Skema ini memiliki defek yang jelas.

1. Gaya clamping terbatas. Mekanisme volume clamp membatasi ukuran silinder, menghasilkan gaya clamping yang terbatas.
2. Fixture memerlukan terlalu banyak pemrosesan. Skema ini memerlukan saat bagian diproses, bagian berputar dan lengan penggerak tidak berputar, yang menempatkan persyaratan tinggi pada koakialitas atas dan bawah mekanisme.
3. Kebebasan bagian terbatas. Lengan penggerak yang ditekan di atas memenuhi ruang pemrosesan atas, menempatkan persyaratan yang lebih tinggi pada alat dan program pemrosesan.
4. Pemasangan tidak nyaman. Perawatannya relatif buruk dan koneksi udara rumit.
5. Pemasangan tidak nyaman. Variasi tunggal dan serbaguna yang buruk. Mengganti variasi memerlukan merancang ulang fixture.

Solusi fixture akurat

Fixture kreatif menggunakan mode aksi pneumatik, yaitu mode self-locking spring, tidak perlu menghubungkan sumber udara setelah clamping, gaya clamping sekitar 400kg. Setelah menyiapkan fixture, saatnya memulai pemesinan bentuk daun oleh CNC 5-Axis. Solusi yang ditingkatkan ini memiliki tiga keuntungan.

1. Fitur pemrosesan sepenuhnya terbuka dan alat serta jalur pemrosesan dapat dipilih bebas.
2. Fixture memiliki serbaguna yang kuat, dan dapat merealisasikan pemrosesan berbagai jenis bagian dengan mengubah blok penempatan dan jenis pull stud yang sesuai.
3. Mudah dipasang, mudah dirawat, fixture ringan dan sederhana.

Pemrosesan dan Inspeksi Rotor

Untuk memungkinkan pemrosesan daun yang lengkap dan seragam, diperlukan untuk membuat permukaan bantuan untuk setiap sisi daun dan memperpanjangnya di arah u dan v. Permukaan bantuan ini digunakan sebagai permukaan penggerak untuk menghasilkan jalur alat.

Secara keseluruhan, kualitas permukaan yang didapat memuaskan dan tidak pernah melebihi 1 μm Ra. Membandingkan kekasaran daun di antaranya, hanya dapat dikatakan bahwa kekasaran daun kedua lebih rendah dari kekasaran daun keempat.

Sebelum memulai sisi lain daun, daun pertama dari tiga tahap pemrosesan (roughing, semi-finishing dan finishing) dilakukan pada satu sisi daun, diikuti oleh finishing permukaan yang baik (utama di sisi pertama yang diproses) masih ada bahan di ruang bersebelahan antara daun. Namun, masih ada tanda goresan pada permukaan, dan sumber kemungkinan adalah jalur alat yang dihasilkan oleh sistem CAM.

Saat memesin sisi lain daun, karena kurangnya kekakuan geometri panjang yang diproses, terdengar bising, ada tanda chattering di puncak daun, dan burrs tertinggal.

Untuk menghindari masalah ini, diperlukan untuk memproses dinding tipis aluminium (seperti daun turbin) dan memproses saluran samping daun secara bergantian dengan langkah 0,5 hingga 2 kali diameter pemrosesan. Kebijakan yang digunakan oleh server daun ketiga dan keempat mengikuti rekomendasi ini. Pemrosesan daun ketiga dibagi menjadi dua tahap, dan pemrosesan daun keempat dibagi menjadi tiga tahap, dan setelah panjang fitur panjang berkurang, kekakuan yang lebih tinggi diharapkan.

Namun, ada tanda chattering dan burrs di puncak daun ini. Memisahkan daun hanya mengurangi tingkat bising dan jumlah burrs, tetapi dalam hal kekasaran, tidak dapat dikatakan ada perbaikan. Untuk daun kedua dengan nilai kekasaran terendah, strategi ini tidak mempertimbangkan rekomendasi untuk setidaknya tahap roughing sebelum operasi finishing. Karena kurangnya aksesibilitas dan hak istimewa, operasi dibagi menjadi empat tahap, dengan sisi daun bergantian.

Kedua ruang bersebelahan daun kedelapan dan terakhir dirasp dan diselesaikan sebelum operasi selesai. Alat kemudian memproses insert ke kontur yang sama, jadi ukuran langkah adalah 0,5 hingga 2 kali diameter pemrosesan, sebagaimana direkomendasikan oleh pemrosesan pra-pemesinan dan pemesinan dinding tipis dengan sisi daun bergantian.

Setelah deburring dan penggosokan halus dengan hati-hati, perlu melakukan bead blasting untuk mendapatkan permukaan yang menarik. Kami menggunakan CMM bersama dengan scanner 3D untuk memeriksa semua dimensi rotor untuk memastikan presisi tinggi +/-0.005″ yang sesuai dengan persyaratan pelanggan. Kami bangga dengan tim kami melakukan pekerjaan luar biasa ini yang mendapatkan pengakuan dan pujian tinggi dari pelanggan.

Kesimpulan

Daun rotor adalah komponen utama mesin penerbangan. Ini adalah contoh benda kerja yang sulit diproses. Faktanya, ini mungkin juga “tampilan eksternal” dengan tingkat penampilan tertinggi. Banyak perusahaan sering menggunakan benda kerja ini sebagai deskripsi kemampuan pemrosesan mereka, jadi solusi pemrosesan daun rotor yang unjuk gigi juga mewakili kekuatan perusahaan yang kuat. Sebagai penyedia prototipe satu atap profesional, WayKen mampu memproses bagian rotor dengan struktur yang rumit oleh pemesinan CNC 5-sumbu. Jika Anda membutuhkan lebih banyak pemesinan CNC atau layanan alumunium CNC, silakan hubungi kami di info@waykenrm.com, Anda layak mendapatkan prototipe yang lebih baik.