航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)整體葉輪柔性制造(FMS)方案

發(fā)布日期:2015-09-28    蘭生客服中心    瀏覽:8639

一. 國(guó)內(nèi)整體葉輪加工的現(xiàn)狀

  航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)所用的葉輪,過(guò)去一般用精密鑄造結(jié)合精密機(jī)械加工的方法加工;隨著新一代發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)葉輪的速度、工作溫度、壓力的不斷提高,精密鑄造在葉輪生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用正在逐漸縮窄。取而代之的是由鍛件直接進(jìn)行精密機(jī)械加工。特別是整體葉輪加工。最近幾年,國(guó)內(nèi)整體葉輪加工以五軸加工中心為主;少數(shù)采用電火花成型或電解成型。這主要是因?yàn)閲?guó)內(nèi)現(xiàn)有的成型機(jī)的配置和性能較差。


圖1. 帶冠整體葉輪

二. 整體葉輪加工的工藝特點(diǎn)

  今天的整體葉輪形狀復(fù)雜、材料主要采用鎳基高溫合金,切削難度大、精度要求高。要想設(shè)計(jì)整體葉輪加工的合理工藝,首先,要了解幾種主要加工方法的特點(diǎn)。

  從以上的對(duì)照可以看出,對(duì)于復(fù)雜的整體葉輪,特別是帶冠整體葉輪來(lái)說(shuō),五軸聯(lián)動(dòng)高速銑和六軸聯(lián)動(dòng)電火花成型機(jī)的配合可能是最好的工藝組合。

三. 基于電火花-高速銑工藝組合的柔性制造系統(tǒng)(FMS)

  引入柔性制造系統(tǒng),旨在減低人為差錯(cuò),提高質(zhì)量,提高效率,提高設(shè)備利用率,降低成本,提高企業(yè)信息化及管理水平。

  如圖4 所示,這是一套典型的基于電火花成型機(jī)-高速銑床組合的柔性制造系統(tǒng)。

  除高速銑和火花機(jī)以外,系統(tǒng)中還集成了三座標(biāo)測(cè)量機(jī)(CMM)、自動(dòng)清洗機(jī)、機(jī)器人和物料庫(kù);當(dāng)然還包括管理和支持該系統(tǒng)的軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)。

  有了這套系統(tǒng),就可在高度柔性的前提下,實(shí)現(xiàn)整體葉輪加工的自動(dòng)化。

四.柔性制造系統(tǒng)(FMS)的主要技術(shù)特點(diǎn)

  1.該系統(tǒng)之構(gòu)造是為了實(shí)現(xiàn)真正的自動(dòng)化。不是由刀具庫(kù)或電極庫(kù)改良而來(lái),而是采用了廣義自動(dòng)化的設(shè)計(jì)理念,可以滿足精密加工單位技術(shù)升級(jí)及管理升級(jí)的需要。

  2.整個(gè)系統(tǒng)在WINDOWS 平臺(tái)上運(yùn)行,界面友好,透明度高,易于進(jìn)行二次開發(fā);同時(shí),也使企業(yè)內(nèi)部所有子系統(tǒng)都統(tǒng)一到最通行的WINDOWS平臺(tái)上。

  3.不會(huì)成為自動(dòng)化孤島或黑匣子,而是能夠與企業(yè)ERP 等管理信息系統(tǒng)進(jìn)行互連互通并實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確,提升企業(yè)信息化水平。

  4.自動(dòng)化單元可使各種加工設(shè)備(如:高速銑床,電火花,線切割,磨床)及CMM 等設(shè)備隨意組合;

  5.系統(tǒng)更具柔性,適應(yīng)小批量生產(chǎn)靈活多變的需要,為了插入應(yīng)急任務(wù),系統(tǒng)可以隨時(shí)中斷進(jìn)行中的加工任務(wù),等應(yīng)急任務(wù)完成后,系統(tǒng)可以立即從斷點(diǎn)處恢復(fù)加工;如果需要將某一項(xiàng)加工任務(wù),從系統(tǒng)中的一臺(tái)加工機(jī)移到另一臺(tái)加工機(jī),對(duì)系統(tǒng)使用者來(lái)說(shuō),就像在Windows 下,將某個(gè)文件從一個(gè)文件夾拖去另外一個(gè)文件夾一樣簡(jiǎn)單。

  6.WINDOWS工業(yè)PC控制器的加工設(shè)備是以網(wǎng)絡(luò)形式連接,只要被賦予了適當(dāng)?shù)臋?quán)限,系統(tǒng)管理者就可以從任何接點(diǎn)上登錄系統(tǒng),管理系統(tǒng)并發(fā)布加工指令。

  7.系統(tǒng)集中管理下的各種物料(工件、電極、刀具等),不但可以被各加工設(shè)備共享,還不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)亂,更不會(huì)產(chǎn)生人為失誤和延誤,提高了加工質(zhì)量,并保證加工結(jié)果的一致性;

  8.設(shè)備有效放電時(shí)間可達(dá)8000 小時(shí)/年,這是一般工廠火花機(jī)年有效放電時(shí)間的5倍;

  9.系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì),自動(dòng)化規(guī)?梢杂尚〉酱,逐步擴(kuò)大,不會(huì)浪費(fèi)前期投資, 不會(huì)造成重復(fù)投資;

  10.系統(tǒng)內(nèi)所有加工要素(如:作業(yè)計(jì)劃,實(shí)時(shí)進(jìn)度,工時(shí)預(yù)估等)均在系統(tǒng)軟件管理之下,提高了加工過(guò)程的透明度,有了可預(yù)測(cè)性也就有了可計(jì)劃性.

  12.自動(dòng)化系統(tǒng)的軟硬件,均由ZK 公司設(shè)計(jì)制造,提供交鑰匙工程,避免系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中因多家供應(yīng)商參與而出現(xiàn)的扯皮現(xiàn)象.

  13. 節(jié)省人力,不但降低了人力成本,更可降低管理難度,減少人為差錯(cuò)。

  目前,中國(guó)已經(jīng)有五套柔性制造系統(tǒng)投入使用。同時(shí),在上海交通大學(xué)建立的柔性制造技術(shù)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室已投入運(yùn)行。實(shí)驗(yàn)室將安裝一套完整的柔性制造系統(tǒng),它將成為中國(guó)柔性制造技術(shù)研究、示范、實(shí)踐的重要平臺(tái),并將對(duì)此項(xiàng)技術(shù)在中國(guó)的推廣應(yīng)用產(chǎn)生巨大的推動(dòng)作用。

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