A ótima maneira de fazer protótipo de pás de rotor por CNC de 5 eixos

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Postado em 8 de outubro de 2019, | Por Victoria, Gerente de Projeto WayKen

Na vida comum, a maioria de nós não sabe o que é rotor e como fazer um. No entanto, para um engenheiro fanático, esse é o único item em seu cérebro. Em primeiro lugar, vamos aprender sobre o que é o rotor. Rotores ou pás do rotor, um ventilador no motor de um carro ou avião, melhora o desempenho do motor soprando vapor de combustível no motor usando gases de escape.

Um rotor é uma máquina de potência rotativa que converte a energia de um meio fluido em trabalho mecânico. É um dos principais componentes de motores aeronáuticos, turbinas a gás e turbinas a vapor. Para um engenheiro maníaco, tudo o que ele quer é um protótipo de pás de rotor com alta precisão, o que faz seu projeto funcionar bem. Como fazer perfeitamente protótipos de rotores ou pás de rotor por fresagem CNC de 5 eixos?

O pano de fundo do rotor

Hoje, a combustão de gás natural é a segunda maior geração de energia do mundo. O gás natural é convertido em energia elétrica por uma turbina a gás, e o rotor de seu compressor é um dos principais componentes difíceis encontrados no processo de fabricação. O desenvolvimento das pás de turbina é da pá sólida inicial para a pá oca, da usinagem da pá residual para a pá não remanescente, depois para a pá oca orientada (cristal único). A evolução tectônica das pás das turbinas modernas é evidente, e a forma e o lúmen das pás estão se tornando mais complexos.

O fresamento é um processo de usinagem no qual uma ferramenta de corte rotativa é usada para remover o material. Os campos de aplicação para fresamento de superfícies de forma livre são, por exemplo, fabricação de moldes e indústria aeroespacial. Além disso, as lâminas de turbina e os impulsores são peças complicadas que são usinadas por ferramentas de fresagem.

Solução de fixação de processamento tradicional

Para usar 5 eixos de usinagem da lâmina do rotor, a superfície plana inferior da parte do rotor é configurada e o orifício interno é centralizado, então o trabalho principal é usinar a forma da lâmina. Aqui está o método tradicional de processamento de fixação da turbina:o cilindro empurra o braço da alavanca para ser pressionado a partir do topo da peça. Tal esquema tem defeitos óbvios.

1. A força de aperto é limitada. O mecanismo de volume de fixação limita o tamanho do cilindro, resultando em força de fixação limitada.
2. O acessório requer muito processamento. Este esquema requer que, quando a peça é processada, as peças girem e os braços de pressão não girem, o que exige muito da coaxialidade superior e inferior do mecanismo.
3. A liberdade parcial é limitada. O braço de alavanca pressionado superior ocupa o espaço de usinagem superior, exigindo mais da ferramenta e do programa de usinagem.
4. Instalação inconveniente. A manutenção é relativamente ruim e a conexão de ar é complicada.
5. Instalação inconveniente. A variedade é única e a versatilidade é pobre. Substituir a variedade requer redesenhar o acessório.

Solução de fixação precisa

O acessório criativo usa um modo de ação pneumática, que é o modo de travamento automático da mola, não há necessidade de conectar a fonte de ar após a fixação, a força de fixação é de cerca de 400 kg. Depois de configurar o acessório, é hora de começar a usinar a forma da lâmina pelo CNC de 5 eixos. Esta solução melhorada tem três vantagens.

1. Os recursos de usinagem são completamente abertos e a ferramenta e o caminho de usinagem podem ser selecionados livremente.
2. O acessório tem grande versatilidade e pode realizar o processamento de diferentes tipos de peças alterando o bloco de posicionamento e o tipo correspondente de pinos de tração.
3. Fácil de instalar, fácil de manter, a luminária é leve e simples.

Processamento e inspeção do rotor

Para permitir o processamento completo e uniforme das lâminas, é necessário criar uma superfície auxiliar para cada lado da lâmina e estendê-la nas direções u e v. Essas superfícies auxiliares são usadas como superfícies de acionamento para gerar caminhos de ferramenta.

No geral, a qualidade da superfície obtida foi satisfatória e nunca ultrapassou 1 μm Ra. Comparando a rugosidade da lâmina entre elas, só se pode dizer que a rugosidade da segunda lâmina é menor que a rugosidade da quarta lâmina.

Antes de iniciar o outro lado da lâmina, a primeira lâmina de três etapas de usinagem (desbaste, semi-acabamento e acabamento) é realizada em um lado da lâmina, seguida de um bom acabamento superficial (principalmente no primeiro lado a ser usinado) ali ainda é material no espaço adjacente entre as lâminas. No entanto, ainda existem marcas de goivagem na superfície, e a possível origem é o caminho da ferramenta gerado pelo sistema CAM.

Ao usinar o outro lado da lâmina, devido à falta de rigidez da geometria alongada que está sendo usinada, ouve-se ruído, há sinais de trepidação na parte superior da lâmina e ficam rebarbas.

Para evitar esses problemas, é necessário fresar paredes finas de alumínio (como lâminas de turbinas) e fresar alternadamente os canais laterais das lâminas em etapas de 0,5 a 2 vezes o diâmetro de fresagem. As políticas usadas pelo terceiro e quarto servidores blade seguem essa recomendação. O processamento da terceira lâmina é dividido em duas etapas, e o processamento da quarta lâmina é dividido em três etapas, e uma vez que o comprimento do recurso alongado é reduzido, espera-se maior rigidez.

No entanto, existem marcas de vibração e rebarbas na parte superior dessas lâminas. Dividir a lâmina apenas reduz o nível de ruído e o número de rebarbas, mas em termos de rugosidade, não se pode dizer que haja uma melhora. Para a segunda lâmina com o menor valor de rugosidade, esta estratégia não considera recomendações para pelo menos a etapa de desbaste anterior às operações de acabamento. Devido à falta de acessibilidade e privilégio de privilégio, a operação é dividida em quatro etapas, com os lados das pás alternados.

Ambos os espaços adjacentes da oitava e última lâmina são ásperos e semi-acabados antes que a operação seja concluída. A ferramenta então fresa as pastilhas no mesmo contorno, de modo que o tamanho do passo seja de 0,5 a 2 vezes o diâmetro da fresagem, conforme recomendado pela pré-usinagem e fresamento de paredes finas com lados alternados da lâmina.

Depois de rebarbar e lixar com cuidado, é necessário fazer um jateamento de esferas para obter uma superfície atraente. Usamos o CMM combinado com scanners 3D para inspecionar todas as dimensões do rotor para garantir a alta precisão de +/-0,005″, conforme a exigência do cliente. Estamos orgulhosos de nossa equipe fazer um trabalho tão incrível que obtém alto reconhecimento e elogios dos clientes.

Observações finais

As pás do rotor são os principais componentes dos motores aeronáuticos. É uma peça de trabalho típica de difícil usinagem. Na verdade, também pode ser o “display externo” com a maior taxa de aparição. Muitas empresas costumam usar essa peça de trabalho como uma descrição de suas capacidades de processamento, portanto, excelentes soluções de processamento de pás de rotor também representam uma forte força corporativa. Como fornecedor profissional de protótipos, a WayKen é capaz de usinar peças do rotor com estruturas complicadas por fresagem CNC de 5 eixos. Se você precisar de mais serviços de usinagem CNC ou alumínio CNC, entre em contato conosco em [email protected], você merece melhores protótipos.