Istraživanje visokoučinkovitog procesa strojne obrade integralnog rotora od legure titana

Kao tipičan složeni dio u proizvodnoj industriji, cjelokupni rotor naširoko se koristi u područjima visoke tehnologije kao što su zrakoplovstvo, zrakoplovstvo, moderni turbostrojevi, kompresori, turbostrojevi i pogonski uređaji za lansiranje raketa. S napretkom znanosti o materijalima i tehnologije strojne obrade, integralni rotor od legure titana postupno je postao glavni materijal zbog svojih izvrsnih mehaničkih svojstava. Međutim, teška obradivost titanijske legure i njezina složena struktura oštrice donose mnoge izazove procesu strojne obrade. Svrha ovog rada je rasprava o učinkovitom procesu strojne obrade monolitnog rotora od legure titana kako bi se poboljšala učinkovitost strojne obrade, kvaliteta strojne obrade i smanjili troškovi proizvodnje.
Poteškoće u strojnoj obradi integralnog rotora od legure titana
Glavne poteškoće s kojima se susreću pri obradi impelera od legure titana uključuju sljedeće aspekte:
Svojstva materijala: legure titana (kao što je TC4) učinak rezanja je loš, mali modul elastičnosti, visoka tvrdoća, proces rezanja je sklon deformaciji, nož koji se zaglavljuje, pustite nož i druge pojave, koje utječu na kvalitetu površine i geometrijsku točnost.
Složena površina: oblik lopatice rotora je složen, uglavnom površine slobodnog oblika, promjene zakrivljenosti, česte promjene sile rezanja tijekom procesa strojne obrade i smjer je nesiguran, lako se proizvode vibracije, utječu na kvalitetu površine.
Nedovoljna krutost oštrice: duge i tanke oštrice imaju slabu krutost u procesu obrade i sklone su elastičnoj deformaciji tijekom procesa završne obrade, što otežava jamstvo točnosti obrade.
Visoki troškovi obrade: četveroosno i petoosno povezivanje visokih performansi CNC alatnih strojeva je skupo, dug ciklus obrade, niska učinkovitost, povećava troškove proizvodnje.

Istraživanje procesa visokoučinkovite strojne obrade
1. Izbor alata i planiranje putanje
Odabir alata: za tešku strojnu obradu legure titana, SKG glodalo s brzim pomicanjem posebno razvijeno za leguru titana koristi se za grubu obradu, SKG glodalo ima mali kut otklona i pločicu S-tipa s malim otporom, sila rezanja je uglavnom u aksijalnom smjeru , a vanjska periferija alata usvaja izbjegavanje šuplje strukture, što je prikladno za strukturu tankih stijenki rotora i karakteristike obrade posebnog oblika, i može poboljšati učinkovitost grube obrade i smanjiti troškove upotrebe alata.
Planiranje putanje: U fazi grubog žljebljenja, metoda žljebljenja odozgo prema dolje usvaja se sloj po sloj duž smjera klizača kako bi se ostvarila količina zadržavanja na oštrici kontroliranjem područja obrade svakog sloja između klizača kako bi se osigurala krutost od oštrice. U fazi završne obrade, točkasto glodanje se koristi za razumno određivanje dopuštenja završne obrade oštrice, odabir odgovarajućih parametara alata za završnu obradu, smanjenje sile rezanja i osiguranje stabilnosti i preciznosti obrade.
2. Optimizacija parametara mljevenja
Ortogonalna eksperimentalna metoda: koristite ortogonalnu eksperimentalnu metodu za proučavanje karakteristika višeosnog glodanja legure titana i analizu učinaka brzine glodanja, posmaka po zubu, širine glodanja, dubine glodanja i kuta nagiba alata na silu glodanja i hrapavost površine. Utvrđen je model regresijskog predviđanja petofaktorske sile glodanja i hrapavosti površine titanijske legure TC4 glodanjem karbidnim kuglastim rezačem na bazi emulzije kao tekućine za glodanje i verificirana njegova racionalnost.
Simulacija i eksperimentalna validacija: Izračun vektora osi alata i vizualizacija putanje alata dovršeni su korištenjem MATLAB-a s MAX-PAC i UG simulacijom spojeva. Izvedivost i superiornost optimizirane putanje alata provjeravaju se kroz simulaciju i stvarni test obrade.
3. Optimizacija s više ciljeva
Optimizacija grube obrade: ciljajući na problem visoke cijene i niske učinkovitosti cjelokupne grube obrade rotora legure titana, uspostavite matematički model optimizacije s više ciljeva s minimalnom potrošnjom alata i najvećom učinkovitošću glodanja kao funkcijom cilja i riješite optimizaciju s više ciljeva problem granice Pareto optimalnog rješenja s poboljšanim algoritmskim alatom.
Optimizacija završne obrade: za zahtjeve visoke kvalitete površine i visoke učinkovitosti završne obrade impelera od legure titana, uspostavite matematički model optimizacije s više ciljeva s optimalnom kvalitetom površine i najvećom učinkovitošću glodanja kao funkcijom cilja te poboljšajte kvalitetu i učinkovitost strojne obrade kroz optimizaciju algoritam.
Kroz istraživanje učinkovitog procesa strojne obrade integralnog rotora od legure titana, ovaj rad predlaže sveobuhvatno rješenje od odabira alata i planiranja putanje, optimizacije parametara glodanja do optimizacije s više ciljeva. Ove mjere učinkovito poboljšavaju učinkovitost strojne obrade i kvalitetu strojne obrade integralnog rotora od legure titana i smanjuju troškove proizvodnje. Rezultati istraživanja imaju visoku inženjersku primjenjivu vrijednost i pružaju tehničku podršku za strojnu obradu teško obradivih materijala složenih struktura. Uz kontinuirani napredak tehnologije, učinkoviti proces strojne obrade integralnog rotora od legure titana bit će dodatno poboljšan i optimiziran u budućnosti.