航空エンジンの分野では、一体型ブレードディスクは中核となるホットエンドコンポーネントであり、その加工精度がエンジンの空力性能に直接影響します。最近、航空製造会社が取り組んだ新しい高温合金一体型ブレード ディスク加工プロジェクトが、従来のプロセスの限界を打ち破るものとして業界の注目を集めています。{1}
加工製品の特性
ブレード ディスクは GH4169 高温合金で作られており、直径は 238 mm、一体型の薄肉構造となっています。-その加工の難しさは、翼弦厚さ比40:1という設計要件と、翼面移行部でのミクロンレベルの精度管理要件にあります。{8}技術協定によると、ブレードの表面粗さはRa3.1μmからRa0.51μmに最適化され、輪郭精度は0.04mmに向上する必要がある。
プロセスアップグレードの課題
従来の処理ソリューションは 4 つの主要な技術的ボトルネックに直面しています。:
1) 薄肉構造加工の振動により表面振動が発生する-
2) 実際の粗さはわずかRa 0.93μm
3) 刃先移行部 R 角に明らかな切削痕がある
4) 一部のブレードの位置公差は 0.12mm です。
美神ソリューション独自に開発した超音波グリーン加工システムにより、5 軸リンケージ加工、超音波振動切断、微量潤滑技術を統合しています。-その核となるイノベーションは次のとおりです。
• 超音波振動スピンドルは、毎分 20,000 回の高周波微小衝撃--を実現します。
• 5 軸リンク精度は 8μm/1000mm で安定しています。-
• グリーンカッティングシステムにより切削液の消費量を95%削減
処理データの比較
導入効果は次のとおりです。
1) 表面粗さはRa0.408μmと56%低減
2) 輪郭精度は0.035～0.04mmの範囲で安定制御
3) 研磨工程時間を42%短縮
4) 刃先遷移R角の滑らかさが3段階向上
ベンチテストによると、新しいプロセスを使用して製造されたブレードディスクはエンジンの全体効率を4.3%～4.7%向上させ、単一エンジンの年間燃料費を12万米ドル節約します。この事例は、航空機エンジンの主要コンポーネントの処理に新たなプロセスベンチマークを設定しました。
