Fallhintergrund: Anforderungen an die Verarbeitung integrierter Klingen aus Hochtemperaturlegierung GH4169
Um die Leistung neuer Triebwerke zu verbessern, muss ein Flugzeugtriebwerkshersteller die Rotorblattverarbeitungstechnologie optimieren. Ziel ist es, die Oberflächenrauheit der Schaufel von Ra 3,1 μm auf Ra 0,51 μm zu reduzieren und gleichzeitig die Konturgenauigkeit auf 0,04 mm zu erhöhen, um eine Steigerung der Motoreffizienz um 4,5 % zu erreichen. Das Bearbeitungsobjekt ist eine integrale Klinge aus einer GH4169-Hochtemperaturlegierung mit einem Durchmesser von 238 mm und einer dünnwandigen Struktur mit einem Sehnendickenverhältnis von mehr als 40:1, was ein typischer schwieriger Bereich der Bearbeitungstechnologie mit niedriger Vibrationsfräsen ist.
Schwachstellen bei der traditionellen Verarbeitung
Problem mit Rattermarken bei der Verarbeitung dünner-Wandstrukturen: Unzureichende Steifigkeit der Klingenspitze verursacht Schnittvibrationen und erzeugt deutliche Rattermarken;
Schlechte Oberflächenrauheit (Ra 0,93 μm): beeinflusst die Effizienz des anschließenden Polierens und die Konturgenauigkeit;
Toleranz der Klingenposition: Werkzeugverschleiß führt zu Abweichungen im Bearbeitungsweg;
Unglatter Klingenkantenübergang: Unzureichende herkömmliche Kühlung und Schmierung, die Ansammlung von Schneidwärme führt zu Materialverformungen.
BISHENLösungen: Drei-in-umweltfreundliche Ultraschall-Werkzeugmaschinentechnologie
Als Reaktion auf die oben genannten Schwierigkeiten brachte BISHEN die branchenweit erste multifunktionale grüne Ultraschall-Verarbeitungslösung mit fünf{1}Achsenverbindungen auf den Markt, die drei Kerntechnologien integriert:
1.Integrierte Ultraschallverarbeitungstechnologie
Reduzierung der Schnittkraft um 46 % durch hochfrequente Vibration, um das Problem dünnwandiger Strukturen bei der Verarbeitung von Rattermarken zu lösen;
Der Einsatz eines Ultraschall-Wärmeschrumpfwerkzeughalters mit interner Kühlung erhöht die Werkzeugsteifigkeit um 30 % und gewährleistet die Stabilität des hochpräzisen Klingenbearbeitungspfads.
2.Superkritische CO2-Kühltechnologie (-78 Grad)
Die Umgebung mit niedrigen Temperaturen reduziert die Schnitttemperatur um 42 %, verhindert die thermische Verformung der Hochtemperaturlegierung GH4169 und optimiert die Glätte des Klingenkantenübergangs.
Mit dem Innenkühlring-Sprühkegel-Kugelkopffräser wird eine präzise Wärmeableitung und Spanabfuhr erreicht.
3.MQL-Mikro-Schmiertechnologie
Reduzierung des Reibungskoeffizienten um 31 % durch Ölnebelschmierung auf Nanoebene, wodurch der Gesamteffekt der Optimierung der Blattoberflächenrauheit verbessert wird;
Das Design des internen Kühlkanals verlängert die Werkzeuglebensdauer und reduziert die Häufigkeit von Ausfallzeiten und Werkzeugwechseln.
Vergleich der Bearbeitungseffekte: von Ra 0,93 μm bis Ra 0,408 μm
Nach dem Auftragen der BISHEN-Lösung wird die Oberflächenrauheit der Klinge um 56 % auf Ra 0,408 μm reduziert und die Konturgenauigkeit liegt stabil bei 0,04 mm. Gleichzeitig bringt die hochpräzise Klingenbearbeitungsmethode folgende Vorteile mit sich:
Reduzierte Rattermarken: Der dünnwandige Bereich der Klingenspitze weist feine Linien und eine verbesserte Konturkonsistenz auf;
Verkürzte Polierzeit: Die Oberflächenqualität kommt den Endbearbeitungsanforderungen nahe und die Effizienz des Nachbearbeitungsprozesses wird um 40 % gesteigert;
Kostenoptimierung: Die Werkzeugstandzeit wird um 25 % verlängert und die gesamten Bearbeitungskosten werden um 18 % reduziert.
