5축 CNC로 로터 블레이드 프로토타입을 만드는 좋은 방법

2019년 10월 8일에 게시됨, | By Victoria, WayKen 프로젝트 관리자

일상 생활에서 우리 대부분은 로터가 무엇이고 어떻게 만드는지 모릅니다. 그러나 광신적인 엔지니어에게 그것은 그의 두뇌에 있는 유일한 항목입니다. 먼저 로터가 무엇인지 알아보겠습니다. 자동차나 비행기 엔진의 팬인 로터 또는 로터 블레이드는 배기 가스를 사용하여 엔진에 연료 증기를 불어넣어 엔진 성능을 향상시킵니다.

로터는 흐르는 매체의 에너지를 기계적 작업으로 변환하는 회전식 동력 기계입니다. 그것은 항공기 엔진, 가스터빈 및 증기 터빈의 주요 구성 요소 중 하나입니다. 조증 엔지니어에게 그가 원하는 것은 그의 설계가 잘 작동하도록 하는 고정밀 로터 블레이드 프로토타입뿐입니다. 5축 CNC 밀링으로 로터 또는 로터 블레이드 프로토타입을 완벽하게 만드는 방법은 무엇입니까?

로터의 배경

오늘날 천연 가스 연소는 세계에서 두 번째로 큰 발전입니다. 천연 가스는 가스터빈에 의해 전기 에너지로 변환되며 압축기의 로터는 제조 공정에서 접하게 되는 주요 어려운 구성 요소입니다. 터빈 블레이드의 발전은 초기 솔리드 블레이드에서 중공 블레이드로, 잔여 블레이드의 가공에서 나머지 블레이드로, 그리고 나서 지향성(단결정) 중공 블레이드로의 발전입니다. 현대 터빈 블레이드의 구조적 진화는 분명하며 블레이드의 모양과 루멘은 점점 더 복잡해지고 있습니다.

밀링은 회전 절삭 공구를 사용하여 재료를 제거하는 가공 공정입니다. 자유형 표면 밀링의 적용 분야는 예를 들어 금형 제작 및 항공우주 산업입니다. 또한 터빈 블레이드와 임펠러는 밀링 공구로 가공되는 복잡한 부품입니다.

기존 처리 설비 솔루션

5축을 사용하여 로터 블레이드를 가공하기 위해 로터 부분의 바닥 평면을 설정하고 내부 구멍을 중심에 둔 다음 주요 작업은 블레이드 형상을 가공하는 것입니다. 터빈 고정구의 전통적인 가공 방법은 다음과 같습니다. 실린더가 부품 상단에서 레버 암을 밀어서 눌러집니다. 이러한 계획에는 명백한 결함이 있습니다.

1. 조임력이 제한됩니다. 클램프 볼륨 메커니즘은 실린더 크기를 제한하여 클램핑력을 제한합니다.
2. 픽스쳐에 너무 많은 처리가 필요합니다. 이 방식은 부품이 처리될 때 부품이 회전하고 프레싱 암이 회전하지 않도록 해야 하므로 메커니즘의 상부 및 하부 동축에 대한 요구가 높습니다.
3. 부품의 자유가 제한됩니다. 상부 프레스 레버 암은 상부 가공 공간을 차지하므로 공구와 가공 프로그램에 대한 요구 사항이 높아집니다.
4. 설치가 불편합니다. 유지 관리가 상대적으로 열악하고 공기 연결이 번거롭습니다.
5. 설치가 불편합니다. 다양성은 단일하고 다양성은 열악합니다. 다양성을 교체하려면 고정 장치를 재설계해야 합니다.

정확한 고정 솔루션

창조적 인 고정 장치는 스프링 자동 잠금 모드인 공압 작동 모드를 사용하며 클램핑 후 공기 공급원을 연결할 필요가 없으며 클램핑력은 약 400kg입니다. Fixture 설정이 끝나면 5-Axis CNC로 Blade 형상 가공을 시작할 차례입니다. 이 개선된 솔루션에는 세 가지 장점이 있습니다.

1. 가공 기능이 완전히 열려 있고 도구와 가공 경로를 자유롭게 선택할 수 있습니다.
2. 지그는 다용도성이 강하고 위치 결정 블록과 해당 유형의 풀 스터드를 변경하여 다양한 유형의 부품 처리를 실현할 수 있습니다.
3. 설치가 간편하고 유지보수가 간편하며 조명기구가 가볍고 간단합니다.

로터 가공 및 검사

블레이드의 완전하고 균일한 가공을 위해서는 블레이드의 각 측면에 대한 보조면을 생성하고 이를 u 및 v 방향으로 확장하는 것이 필요합니다. 이러한 보조 표면은 공구 경로 생성을 위한 구동 표면으로 사용됩니다.

전반적으로 얻은 표면 품질은 만족스러웠고 1μm Ra를 초과하지 않았습니다. 둘 사이의 칼날 거칠기를 비교하면 두 번째 칼날의 거칠기가 네 번째 칼날의 거칠기보다 낮다고 말할 수 밖에 없습니다.

블레이드의 다른 쪽 면을 시작하기 전에 3가지 가공 단계(황삭, 반정삭 및 정삭)의 첫 번째 블레이드가 블레이드의 한쪽 면에서 수행되고 그 후 양호한 표면 마감(주로 첫 번째 면이 가공됨)이 수행됩니다. 블레이드 사이의 인접한 공간에 여전히 재료입니다. 그러나 표면에는 여전히 가우징 자국이 있으며 가능한 원점은 CAM 시스템에서 생성된 공구 경로입니다.

날의 반대편을 가공할 때 가공되는 길쭉한 형상의 강성 부족으로 인해 소음이 들리고 날 상단에 채터링 흔적이 있으며 버가 남습니다.

이러한 문제를 피하기 위해 터빈 블레이드와 같은 얇은 알루미늄 벽을 밀링하고 밀링 직경의 0.5~2배 단계로 블레이드의 측면 채널을 교대로 밀링해야 합니다. 세 번째 및 네 번째 블레이드 서버에서 사용하는 정책은 이 권장 사항을 따릅니다. 3차 블레이드의 가공은 2단계로, 4차 블레이드의 가공은 3단계로 나뉘는데, 일단 길쭉한 형상의 길이가 줄어들면 더 높은 강성이 기대된다.

그러나 이 블레이드의 상단에는 채터 마크와 버가 있습니다. 칼날을 쪼개는 것은 소음과 버(burr)의 수를 감소시킬 뿐이지만 거칠기 면에서 개선이 있다고는 할 수 없습니다. 조도 값이 가장 낮은 두 번째 블레이드의 경우 이 전략은 마무리 작업 이전의 최소한 황삭 단계에 대한 권장 사항을 고려하지 않습니다. 접근성 부족과 특권 특권으로 인해 작업은 블레이드 측면이 번갈아 가며 4 단계로 나뉩니다.

여덟 번째 날과 마지막 날의 인접한 공간은 모두 작업이 완료되기 전에 거칠게 반마감됩니다. 그런 다음 공구는 인서트를 동일한 윤곽으로 밀링하므로 블레이드 측면이 번갈아가며 얇은 벽을 사전 가공 및 밀링할 때 권장되는 단계 크기가 밀링 직경의 0.5~2배가 됩니다.

디버링과 샌딩을 조심스럽게 매끄럽게 한 후 매력적인 표면을 얻으려면 비드 블라스팅을 해야 합니다. 우리는 3D 스캐너와 결합된 CMM을 사용하여 로터의 모든 치수를 검사하여 고객의 요구 사항에 따른 +/-0.005"의 고정밀을 보장합니다. 우리 팀이 고객으로부터 높은 인정과 칭찬을 받는 놀라운 일을 하고 있다는 것을 자랑스럽게 생각합니다.

결론

로터 블레이드는 항공기 엔진의 핵심 부품입니다. 가공이 어려운 대표적인 공작물입니다. 사실 가장 많이 등장하는 '외부 디스플레이'이기도 하다. 많은 회사에서 종종 이 공작물을 처리 능력에 대한 설명으로 사용하므로 우수한 로터 블레이드 처리 솔루션은 기업의 강력한 강점이기도 합니다. WayKen은 전문 원스톱 프로토타입 제공업체로서 복잡한 구조의 로터 부품을 5축 CNC 밀링으로 가공할 수 있습니다. 더 많은 CNC 가공 또는 CNC 알루미늄 서비스가 필요한 경우 [email protected]으로 문의하십시오. 더 나은 프로토타입이 필요합니다.