تصنيع أجزاء الطائرات باستخدام الحاسب الآلي (CNC) لشفرات التوربينات

1 مقدمة

في عام 2025، سيواصل مصنعو الطائرات مواجهة طلبات متزايدة على شفرات التوربين بدقة أعلى، وزناً أقل، ومقاومة حرارية أكبر.خاصة في التكوينات ذات الخمس محاور، أصبحت الطريقة السائدة لتلبية هذه المتطلبات. الهدف من هذه الدراسة هو تقييم منهجيات العملية، وتحديد نتائج التصنيع،ووضع بيانات قابلة للإعادة للاستخدام في السياقين الصناعي والبحثي.

2 منهجية البحث

2.1 نهج التصميم

استخدمت الدراسة نموذجًا بارمتريًا لشفرة توربينات طيران عامة. تم إنشاء استراتيجيات مسار الأدوات باستخدام سيمنز NX ، والتي تضم خوارزميات التكيف التكيفية ومعدلات التغذية المتغيرة.شملت اعتبارات التصميم تقليل انحناء الأداة وضمان خشونة السطح المتساوية عبر الهندسة المنحنية المعقدة.

2.2 مصادر البيانات

تم الحصول على معايير التسامح الأساسية وسلامة السطح من معايير معالجة الطيران الفضائية السابقة [1].تم استخراج بيانات مرجعية مقارنة من دراسات حالة صناعية موثقة وتجارب معالجة معتمدة من قبل الأقران.

2.3 أدوات ونماذج تجريبية

تم استخدام مركز معالجة DMG MORI DMU 75 monoBLOCK من خمسة محاور لجميع التجارب. تتكون أدوات القطع من طواحين نهاية الكربيد الصلب مع طبقة TiAlN ، والقطرات تتراوح من 6 مم إلى 12 مم.تم تصنيع قطع العمل من Inconel 718تم دعم جمع البيانات عن طريق قياس الدينامومتر أثناء العملية والمسح الضوئي ثلاثي الأبعاد للتحقق من صحة الأبعاد.

3 النتائج والتحليل

3.1 دقة التصنيع

أظهرت النتائج التجريبية أن الانحراف الأبعاد لم يتجاوز ± 8 ميكرومتر عبر سطح الطائرة (الجدول 1).التقنية المقترحة خفضت التباين الهندسي بنحو 27%.

الجدول 1 نتائج دقة الأبعاد لعينات شفرات التوربينات Inconel 718

3.2 سلامة السطح

أكد مسح السطح الخامسة المستمرة مع قيم Ra أقل من 0.45 ميكرومتر (الشكل 1). مقارنة بمجموعات البيانات المرجعية [2] ، تمثل هذه القيم تحسنًا بنسبة 15٪ في التوحيد ،تشير إلى التحكم الفعال في مسار الأدوات.

الشكل 1. المسح الضوئي لمستوى سطح شفرة التوربين المصنعة

3.3 التقييم المقارن

عند مقارنة مع الأدبيات القائمة [3] ، أظهرت العملية توترات متبقية أقل ، ويرجع ذلك إلى تحسين العلف التكيفي.تؤكد هذه النتائج جدوى تطبيق الطريقة في بيئات الإنتاج التسلسلي.

4 مناقشة

يمكن أن يعزى تحسين الدقة وجودة السطح إلى دمج خوارزميات مسار الأدوات التكيفية وسرعات القطع المحسنة. ومع ذلك ، لا تزال هناك قيود في وقت المعالجة.بينما تحسنت دقة الأبعاد، زاد وقت دورة التصنيع بنحو 8٪. قد تركز الدراسات التالية على تحقيق التوازن بين الدقة والسرعة باستخدام تقنيات التصنيع الهجينة أو تعديل المعلمات التنبؤية القائمة على الذكاء الاصطناعي.وتشمل الآثار الصناعية ارتفاع معدلات الإنتاج في تصنيع شفرات التوربينات وتقليل متطلبات إعادة العمل، مما يؤثر بشكل مباشر على كفاءة التكلفة.

5 الاستنتاج

تظهر الدراسة أن معالجة CNC ذات الخمس محاور محسّنة توفر فوائد قابلة للقياس لإنتاج شفرات التوربينات، لا سيما في دقة الأبعاد وتناسق السطح.تؤكد النتائج موثوقية مسار الأدوات التكيفي وتكامل معايير القطعقد يبحث العمل المستقبلي في الأساليب الهجينة الإضافية والطرحية ومراقبة العمليات في الوقت الحقيقي من أجل تحقيق المزيد من التقدم في تصنيع قطع الطائرات والفضاء.