En tant que composant clé pour atteindre les performances des moteurs aérodynamiques, les lames ont des caractéristiques typiques telles que des structures complexes à parois minces, de forme spéciale, des matériaux difficiles à traiter et des exigences élevées pour la précision de traitement et la qualité de surface. Comment réaliser un traitement précis et efficace des lames est un défi majeur dans le domaine de fabrication actuel des moteurs aérodynamiques. Grâce à l'analyse des facteurs clés affectant la précision du traitement des lames, l'état actuel de la recherche sur la technologie et l'équipement de traitement de précision de la lame est résumé de manière globale et la tendance de développement de la technologie de traitement des lames aérodynamique est prospérée.
Dans l'industrie aérospatiale, les pièces légères à paroi mince légère et haute résistance sont largement utilisées et sont des composants clés pour atteindre les performances d'équipements importants tels que les moteurs d'avion [1]. Par exemple, les lames du ventilateur en alliage en titane de moteurs d'aéronef de rapport grand pontage (voir figure 1) peuvent mesurer jusqu'à 1 mètre de long, avec des profils de lame complexes et des structures de plate-forme d'amortissement, et l'épaisseur de la partie la plus mince est seulement 1,2 mm, ce qui est une partie de taille spéciale à paroi mince de grande taille typique [2]. En tant que partie de rigidité faible à paroi mince typique, la lame est sujette à la déformation et aux vibrations du traitement pendant le traitement [3]. Ces problèmes affectent sérieusement la précision de traitement et la qualité de surface de la lame.
Les performances du moteur dépendent en grande partie du niveau de fabrication des lames. Pendant le fonctionnement du moteur, les lames doivent fonctionner de manière stable dans des environnements de fonctionnement extrêmes tels que la température élevée et la haute pression. Cela nécessite que le matériau de la lame doit avoir une bonne résistance, une résistance à la fatigue et une résistance à la corrosion à haute température, et assurer une stabilité structurelle [2]. Habituellement, les alliages de titane ou les alliages à haute température sont utilisés pour les lames du moteur d'avion. Cependant, les alliages de titane et les alliages à haute température ont une mauvaise machinabilité. Pendant le processus de coupe, la force de coupe est grande et l'outil s'use rapidement. À mesure que l'usure de l'outil augmente, la force de coupe augmentera encore, entraînant une déformation et des vibrations d'usinage plus graves, entraînant une précision de faible dimension et une mauvaise qualité de surface des pièces. Afin de répondre aux exigences de performance du service du moteur dans des conditions de travail extrêmes, la précision d'usinage et la qualité de surface des lames sont extrêmement élevées. Prenant les lames du ventilateur en alliage en titane utilisées dans un moteur de turbofan de ratio de dérivation élevé produit à l'échelle nationale à titre d'exemple, la longueur totale de la lame est de 681 mm, tandis que l'épaisseur est inférieure à 6 mm. L'exigence de profil est -0. 12 à +0. 0 3mm, la précision dimensionnelle des bords d'entrée et d'échappement est -0. 05 à +0. 06mm, l'erreur de torsion Ra est plus que 0,4 mpe. Cela nécessite généralement un usinage de précision sur un outil de machine CNC à cinq axes. Cependant, en raison de la faible rigidité de la lame, de la structure complexe et des matériaux difficiles à processus, afin d'assurer la précision et la qualité de l'usinage, le personnel du processus doit ajuster les paramètres de coupe plusieurs fois pendant le processus d'usinage, qui limite sérieusement les performances du centre d'usinage CNC et provoque des déchets d'efficacité énormes [4]. Par conséquent, avec le développement rapide de la technologie d'usinage CNC, comment obtenir un contrôle de déformation et une suppression des vibrations pour l'usinage des pièces à parois minces et donner un jeu complet aux capacités d'usinage des centres d'usinage CNC est devenu un besoin urgent de sociétés de fabrication avancées.
La recherche sur la technologie de contrôle de déformation des pièces rigides faibles à parois minces a attiré l'attention des ingénieurs et des chercheurs pendant longtemps. Dans la pratique de production précoce, les gens utilisent souvent la stratégie de flottaison de broyage alterné des deux côtés des structures à parois minces, ce qui peut facilement réduire les effets négatifs de la déformation et des vibrations sur la précision dimensionnelle dans une certaine mesure. De plus, il existe également un moyen d'améliorer la rigidité du traitement en établissant des structures sacrificielles préfabriquées telles que le renforcement des côtes.
Coupe de coupe pour les matériaux difficiles à couper
Afin de répondre aux exigences d'un service stable sous des températures à haute température et à haute pression, les matériaux couramment utilisés pour les lames du moteur d'avion sont les alliages de titane ou les alliages à haute température. Ces dernières années, les composés intermétalliques en titane-aluminium sont également devenus un matériau de lame avec un grand potentiel d'application. Les alliages de titane ont les caractéristiques d'une faible conductivité thermique, d'une faible plasticité, d'un module élastique faible et d'une forte affinité, ce qui les fait avoir des problèmes tels qu'une grande force de coupe, une température de coupe élevée, un durcissement grave et une grande usure d'outil pendant la coupe. Ce sont des matériaux typiques à couper (morrostructure morphologie voir figure 2A) [7]. Les principales caractéristiques des alliages à haute température sont la plasticité et la résistance élevées, une mauvaise conductivité thermique et une grande quantité de solution solide dense à l'intérieur [8]. La déformation plastique pendant la coupe provoque une distorsion sévère du réseau, une résistance à une forte déformation, une grande force de coupe et un phénomène de durcissement au froid sévère, qui sont également des matériaux typiques à couper (morrostructure morphologie voir figure 2B). Par conséquent, il est très important de développer une technologie de coupe efficace et précise pour les matériaux difficiles à courir tels que les alliages de titane et les alliages à haute température. Afin d'obtenir une usinage efficace et précise des matériaux difficiles à courir, les chercheurs domestiques et étrangers ont mené des recherches approfondies du point de vue des méthodes de coupe innovantes, des matériaux d'outils d'usinage optimaux et des paramètres de coupe optimisés.
2.1 Innovation des méthodes de traitement de coupe
En termes de recherche innovante et de développement des méthodes de coupe, les chercheurs ont introduit des moyens auxiliaires tels que le chauffage au laser et le refroidissement cryogénique pour améliorer la machinabilité des matériaux et obtenir une coupe efficace. Le principe de travail du traitement assisté au chauffage au laser [9] (voir figure 3A) est de concentrer un faisceau laser haute puissance sur la surface de la pièce devant le bord de coupe, adoucir le matériau par le chauffage local du faisceau, réduire la limite d'élasticité du matériau, réduisant ainsi la force de coupe et l'usure des outils et améliorer la qualité et l'efficacité de la coupe. Le traitement assisté de refroidissement cryogénique [10] (voir figure 3B) utilise de l'azote liquide, du dioxyde de carbone à haute pression et d'autres milieux de refroidissement pour pulvériser sur la partie de coupe pour refroidir le processus de coupe, éviter le problème de la température excessive de coupe locale causée par une mauvaise conductivité thermique du matériau et rendre la pièce à l'origine froide et fragile, améliorant ainsi l'effet de rupture de puce. La société nucléaire AMRC au Royaume-Uni a utilisé avec succès le gaz de dioxyde de carbone à haute pression pour refroidir le processus de traitement des alliages de titane. Par rapport à l'état de coupe sec, l'analyse montre que le traitement assisté par le refroidissement cryogénique peut non seulement réduire la force de coupe et améliorer la qualité de la surface de coupe, mais également réduire efficacement l'usure des outils et augmenter la durée de vie de l'outil. De plus, le traitement assisté par les vibrations à ultrasons [11, 12] (voir figure 3C) est également une méthode efficace pour la coupe efficace des matériaux difficiles à processus. En appliquant des vibrations à haute fréquence et à petite amplitude à l'outil, la séparation intermittente entre l'outil et la pièce est obtenue pendant le processus d'usinage, ce qui modifie le mécanisme d'élimination des matériaux, améliore la stabilité de la coupe dynamique, évite efficacement le frottement entre l'outil et la surface usinée, réduisant la température de coupe et la force de coupe, réduit les valeurs de rugosité de surface et réduit la surface de la surface. Ses excellents effets de processus ont reçu une attention généralisée.
2.2 Sélection de matériaux d'outils
Pour les matériaux difficiles à couper tels que les alliages de titane, l'optimisation des matériaux d'outils peut améliorer efficacement les résultats de coupe [8, 13]. Des études ont montré que pour le traitement des alliages de titane, différents outils peuvent être sélectionnés en fonction de la vitesse de traitement. Pour une coupe à basse vitesse, l'acier à haut débit à haut débit est utilisé, pour les outils de carbure de coupe à vitesse moyenne, avec un revêtement d'oxyde d'aluminium, et pour des outils de nitrure de bore cubique à grande vitesse (CBN); Pour le traitement des alliages à haute température, des outils en acier à grande vitesse à haute vitesse à haute vitesse ou en yG cimentés YG avec une dureté élevée et une bonne résistance à l'usure doivent être utilisés pour le traitement.
2.3 Paramètres de coupe optimaux
Les paramètres de coupe sont également un facteur important affectant l'effet d'usinage. L'utilisation de paramètres de coupe appropriés pour les matériaux correspondants peut efficacement améliorer la qualité et l'efficacité de l'usinage. Prenant le paramètre de vitesse de coupe à titre d'exemple, une faible vitesse de coupe peut facilement former une zone de bord construite sur la surface du matériau, réduisant la précision d'usinage de surface; Une vitesse de coupe élevée peut facilement provoquer une accumulation de chaleur, provoquant des brûlures à la pièce et à l'outil. À cet égard, l'équipe du professeur Zhai Yuansheng à l'Université des sciences et de la technologie de Harbin a analysé les propriétés mécaniques et physiques des matériaux difficiles à mariner couramment utilisés et résumé un tableau recommandé de vitesses de coupe pour des matériaux difficiles à machine grâce à des expériences d'usinage orthogonal [14] (voir tableau 1). L'utilisation des outils et des vitesses de coupe recommandées dans le tableau pour l'usinage peut réduire efficacement les défauts d'usinage et l'usure des outils, et améliorer la qualité d'usinage.
3 Technologie d'usinage CNC de précision pour les surfaces de lame complexes
Ces dernières années, avec le développement rapide de l'industrie aéronautique et la demande croissante du marché, les exigences d'un traitement efficace et précise des lames à parois minces ont été de plus en plus augmentées, et la demande de technologie de contrôle de déformation plus élevée est devenue plus urgente. Dans le contexte de la technologie de fabrication intelligente, la combinaison des technologies de l'information électronique modernes pour obtenir un contrôle intelligent de la déformation et des vibrations du traitement des pales du moteur aéronef est devenue un sujet brûlant pour de nombreux chercheurs. L'introduction de systèmes CNC intelligents dans le traitement de précision des surfaces incurvées complexes des lames et compenser activement les erreurs dans le processus de traitement basées sur des systèmes CNC intelligents, peut supprimer efficacement la déformation et les vibrations.
Pour la compensation d'erreurs active dans le processus d'usinage, afin d'atteindre l'optimisation et le contrôle des paramètres d'usinage tels que le chemin d'optime, il est nécessaire d'obtenir d'abord l'influence des paramètres de processus sur la déformation et les vibrations de l'usinage. Il existe deux méthodes couramment utilisées: l'une consiste à analyser et à raisonner les résultats de chaque outil passant par la mesure et l'analyse des erreurs de la machine [15]; L'autre consiste à établir un modèle de prédiction pour l'usinage de déformation et de vibrations à travers des méthodes telles que l'analyse dynamique [16], la modélisation des éléments finis [17], les expériences [18] et les réseaux neuronaux [19] (voir figure 4).
Sur la base du modèle de prédiction ci-dessus ou de la technologie de mesure de la machine, les gens peuvent optimiser et même contrôler les paramètres d'usinage en temps réel. La direction dominante consiste à compenser les erreurs causées par la déformation et les vibrations en replancage du chemin d'outil. La méthode couramment utilisée dans ce sens est la "méthode de compensation miroir" [20] (voir figure 5). Cette méthode compense la déformation d'une seule coupe en corrigeant la trajectoire nominale de l'outil. Cependant, une seule compensation produira une nouvelle déformation d'usinage. Par conséquent, il est nécessaire d'établir une relation itérative entre la force de coupe et la déformation d'usinage à travers de multiples compensations pour corriger la déformation une par une. En plus de la méthode de compensation d'erreurs active basée sur la planification du chemin d'onde, de nombreux chercheurs étudient également comment contrôler la déformation et les vibrations en optimisant et en contrôlant les paramètres de coupe et les paramètres de l'outil. Pour la coupe d'un certain type de lame du moteur d'avion, les paramètres d'usinage ont été modifiés pour plusieurs cycles de tests orthogonaux. Sur la base des données de test, l'influence de chaque paramètre de coupe et paramètre de l'outil sur la déformation d'usinage et la réponse de vibration a été analysée [21-23]. Un modèle de prédiction empirique a été établi pour optimiser les paramètres d'usinage, réduire efficacement la déformation de l'usinage et supprimer les vibrations de coupe.
Sur la base des modèles et méthodes ci-dessus, de nombreuses entreprises ont développé ou amélioré les systèmes CNC des centres d'usinage CNC pour obtenir un contrôle adaptatif en temps réel des paramètres de traitement des pièces à parois minces. Le système de fraisage optimal de la société OMAT d'Israël [24] est un représentant typique dans ce domaine. Il ajuste principalement la vitesse d'alimentation grâce à la technologie adaptative pour atteindre le but d'un broyage à force constante et réaliser un traitement à haute efficacité et une qualité de haute qualité des produits complexes. De plus, Pékin Jingdiao a également appliqué une technologie similaire dans le cas technique classique de l'achèvement de la gravure du motif de surface de la coquille d'oeuf grâce à une compensation adaptative de mesure de la machine [25]. Le Therrien de GE aux États-Unis [26] a proposé une méthode de correction en temps réel pour les codes d'usinage CNC pendant l'usinage, qui a fourni un moyen technique de base pour l'usinage adaptatif et le contrôle en temps réel des lames complexes à parois minces. Le système de réparation automatisé de l'Union européenne pour les composants de turbine de moteur d'avion (AROSATEC) réalise le broyage de précision adaptatif après la réparation de la lame par la fabrication additive, et a été appliqué à la production de réparation de lame de la société allemande MTU et de l'Irlande Sifco Company [27].
Amélioration de la rigidité de traitement basée sur des équipements de processus intelligents
L'utilisation d'un équipement de processus intelligent pour améliorer la rigidité du système de processus et améliorer les caractéristiques d'amortissement est également un moyen efficace de supprimer la déformation et la vibration du traitement des lames à parois minces, d'améliorer la précision du traitement et d'améliorer la qualité de la surface. Ces dernières années, un grand nombre d'équipements de processus différents ont été utilisés dans le traitement de divers types de lames aérodynamiques [28]. Étant donné que les lames aérodynamiques ont généralement des caractéristiques structurelles à parois minces et irrégulières, une petite zone de serrage et de positionnement, une faible rigidité de traitement et une déformation locale sous l'action de la coupe des charges, l'équipement de traitement de la lame applique généralement le support auxiliaire à la pièce de travail sur la base de la satisfaction du principe de positionnement du traitement à six points [29] pour optimiser la rigidité du système de processus et la suppression du traitement de traitement. Les surfaces incurvées à parois minces et irrégulières ont mis en avant deux exigences pour le positionnement et le serrage de l'outillage: Premièrement, la force de serrage ou la force de contact de l'outillage doit être répartie aussi uniformément que possible sur la surface courbe pour éviter une déformation locale sérieuse de la pièce sous l'action de la force de serrage; Deuxièmement, le positionnement, le serrage et les éléments de support auxiliaires de l'outillage doivent mieux correspondre à la surface incurvée complexe de la pièce pour générer une force de contact de surface uniforme à chaque point de contact. En réponse à ces deux exigences, les chercheurs ont proposé un système d'outillage flexible. Les systèmes d'outillage flexibles peuvent être divisés en outils flexibles de phase et en outils flexibles adaptatifs. Changement de phase L'outillage flexible utilise les changements de rigidité et d'amortissement avant et après le changement de phase du fluide: le fluide dans la phase liquide ou la phase mobile a une faible rigidité et un amortissement, et peut s'adapter à la surface incurvée complexe de la pièce sous basse pression. Ensuite, le fluide est transformé en une phase solide ou consolidé par des forces externes telles que l'électricité / magnétisme / chaleur, et la rigidité et l'amortissement sont considérablement améliorés, fournissant ainsi un support uniforme et flexible pour la pièce et la suppression de la déformation et des vibrations.
L'équipement de processus dans la technologie de traitement traditionnelle des lames du moteur d'avion consiste à utiliser des matériaux de changement de phase tels que les alliages de point de fusion à faible teneur pour remplir le support auxiliaire. Autrement dit, après que le blanc de la pièce est positionné et serré en six points, la référence de positionnement de la pièce est coulée dans un bloc de moulage à travers l'alliage de point de fusion bas pour fournir un support auxiliaire pour la pièce, et le positionnement du point complexe est converti en positionnement de surface régulière, puis le traitement de précision de la pièce à traiter est transporté (voir la figure 6). Cette méthode de processus présente des défauts évidents: la conversion de référence de positionnement entraîne une diminution de la précision de positionnement; La préparation de la production est compliquée, et la coulée et la fusion de l'alliage de point de fusion à faible tentative entraînent également des problèmes de résidus et de nettoyage sur la surface de la pièce. Dans le même temps, les conditions de coulée et de fusion sont également relativement pauvres [30]. Afin de résoudre les défauts de processus ci-dessus, une méthode courante consiste à introduire une structure de support multi-points combinée à un matériau de changement de phase [31]. L'extrémité supérieure de la structure de support entre en contact avec la pièce pour le positionnement, et l'extrémité inférieure est immergée dans la chambre en alliage à faible point de fusion. Le support auxiliaire flexible est obtenu en fonction des caractéristiques de changement de phase de l'alliage à faible point de fusion. Bien que l'introduction d'une structure de support puisse éviter les défauts de surface causés par des alliages à faible point de fusion en contact des lames, en raison des limites de performances des matériaux de changement de phase, un outil flexible à changement de phase ne peut pas répondre simultanément aux deux exigences majeures de rigidité élevée et de vitesse de réponse élevée, et est difficile à appliquer à la production automatisée à haute efficacité.
Afin de résoudre les inconvénients de l'outillage flexible du changement de phase, de nombreux chercheurs ont incorporé le concept d'adaptation dans la recherche et le développement d'un outillage flexible. L'outillage flexible adaptatif peut correspondre de manière adaptative aux formes de lame complexes et aux erreurs de forme possibles via des systèmes électromécaniques. Afin de s'assurer que la force de contact est répartie uniformément sur toute la lame, l'outillage utilise généralement des supports auxiliaires multi-points pour former une matrice de support. L'équipe de Wang Hui à l'Université de Tsinghua a proposé un équipement de processus de support auxiliaire flexible à plusieurs points adapté au traitement de la lame en forme de quart [32, 33] (voir figure 7). L'outillage utilise de multiples éléments de serrage de matériaux flexibles pour aider à soutenir la surface de la lame de la lame en forme de net, augmentant la zone de contact de chaque zone de contact et garantissant que la force de serrage est répartie uniformément sur chaque partie de contact et la lame entière, améliorant ainsi la rigidité du système de processus et empêchant efficacement la déformation locale de la lame. L'outillage a plusieurs degrés passifs de liberté, qui peuvent correspondre de manière adaptative à la forme de la lame et à son erreur tout en évitant la sur-positionnement. En plus d'atteindre un support adaptatif grâce à des matériaux flexibles, le principe de l'induction électromagnétique est également appliqué à la recherche et au développement d'un outillage flexible adaptatif. L'équipe de Yang Yiqing à l'Université d'aéronautique et d'astronautique de Pékin a inventé un dispositif de support auxiliaire basé sur le principe de l'induction électromagnétique [34]. L'outillage utilise un support auxiliaire flexible excité par un signal électromagnétique, qui peut modifier les caractéristiques d'amortissement du système de processus. Pendant le processus de serrage, le support auxiliaire correspond de manière adaptative à la forme de la pièce sous l'action d'un aimant permanent. Pendant le traitement, les vibrations générées par la pièce seront transmises au support auxiliaire, et la force électromagnétique inverse sera excitée selon le principe de l'induction électromagnétique, supprimant ainsi la vibration du traitement de la pièce à paroi mince.
À l'heure actuelle, dans le processus de conception de l'équipement de processus, l'analyse des éléments finis, l'algorithme génétique et d'autres méthodes sont généralement utilisés pour optimiser la disposition des supports auxiliaires multi-points [35]. Cependant, le résultat d'optimisation peut généralement garantir que la déformation de traitement à un moment donné est minimisée et ne peut garantir que le même effet de suppression de déformation peut être obtenu dans d'autres pièces de traitement. Dans le processus de traitement de la lame, une série de passes d'outils est généralement effectuée sur la pièce sur la même machine-outil, mais les exigences de serrage pour le traitement de différentes pièces sont différentes et peuvent même varier dans le temps. Pour la méthode de support multi-points statique, si la rigidité du système de processus est améliorée en augmentant le nombre de supports auxiliaires, d'une part, la masse et le volume de l'outillage augmenteront, et d'autre part, l'espace de mouvement de l'outil sera comprimé. Si la position de la prise en charge auxiliaire est réinitialisée lors du traitement des différentes pièces, le processus de traitement sera inévitablement interrompu et l'efficacité de traitement sera réduite. Par conséquent, l'équipement de processus de suivi [36-38] qui ajuste automatiquement la disposition du support et la force de support en ligne en fonction du processus de traitement a été proposé. L'équipement de processus de suivi (voir figure 8) peut obtenir un support dynamique grâce à la coopération coordonnée de l'outil et de l'outillage en fonction de la trajectoire de l'outil et des modifications des conditions de travail du processus de coupe variant dans le temps avant le début de la procédure de traitement Les exigences de serrage variant dans le temps pendant le processus de traitement.
Afin d'améliorer davantage la capacité de support dynamique adaptative de l'équipement de processus, de faire correspondre les exigences de serrage les plus complexes dans le processus de traitement et d'améliorer la qualité et l'efficacité de la production de traitement des lames, le support auxiliaire de suivi est étendu à un groupe formé par plusieurs supports auxiliaires dynamiques. Chaque support auxiliaire dynamique est nécessaire pour coordonner les actions et reconstruire automatiquement et rapidement le contact entre le groupe de soutien et la pièce en fonction des exigences variant dans le temps du processus de fabrication. Le processus de reconstruction n'interfère pas avec le positionnement de toute la pièce et ne provoque pas de déplacement ou de vibration local. L'équipement de processus basé sur ce concept est appelé un luminaire de groupe autodéconfigurable [39], qui présente les avantages de la flexibilité, de la reconfigurabilité et de l'autonomie. Le luminaire de groupe autodéconfigurable peut allouer plusieurs supports auxiliaires à différentes positions sur la surface prise en charge en fonction des exigences du processus de fabrication, et peut s'adapter aux pièces de forme complexe avec une grande zone, tout en garantissant une rigidité suffisante et en éliminant les supports redondants. La méthode de travail du luminaire est que le contrôleur envoie des instructions en fonction du programme programmé, et la base mobile apporte l'élément de support à la position cible en fonction des instructions. L'élément de support s'adapte à la forme géométrique locale de la pièce pour obtenir un support conforme. Les caractéristiques dynamiques (rigidité et amortissement) de la zone de contact entre un seul élément de support et la pièce locale peuvent être contrôlées en modifiant les paramètres de l'élément de support (par exemple, l'élément de support hydraulique peut généralement modifier la pression hydraulique d'entrée pour modifier les caractéristiques de contact). Les caractéristiques dynamiques du système de processus sont formées par le couplage des caractéristiques dynamiques de la zone de contact entre plusieurs éléments de support et la pièce, et sont liés aux paramètres de chaque élément de support et à la disposition du groupe d'élément de support. La conception du schéma de reconstruction de support multi-points du luminaire de groupe autodéconfigurable doit prendre en compte les trois numéros suivants: s'adapter à la forme géométrique de la pièce, le repositionnement rapide des éléments de soutien et la coopération coordonnée de plusieurs points de support [40]. Par conséquent, lorsque vous utilisez le luminaire de groupe auto-recongurable, il est nécessaire d'utiliser la forme de la pièce, les caractéristiques de chargement et les conditions aux limites inhérentes comme entrée pour résoudre la disposition de support multipoint et les paramètres de support dans différentes conditions de traitement, planifier le chemin de mouvement de support multipoint, générer du code de contrôle à partir des résultats de la solution et l'importez-le dans le contrôleur. À l'heure actuelle, les chercheurs nationaux et étrangers ont mené des recherches et des tentatives sur les appareils de groupe auto-recongurables. Dans les pays étrangers, le projet de l'UE SWARMITFIX a développé un nouveau système de luminaire autodéconfigurable hautement adaptable [41], qui utilise un ensemble de supports auxiliaires mobiles pour se déplacer librement sur l'établi et la repositionnement en temps réel pour mieux prendre en charge les parties traitées. Le prototype du système SwarmitFix a été mis en œuvre dans ce projet (voir figure 9A) et testé sur le site d'un fabricant d'aéronefs italien. En Chine, l'équipe de Wang Hui à l'Université de Tsinghua a développé un établi de support de serrage à quatre points qui peut être contrôlé en coordination avec une machine-outil [42] (voir figure 9B). Cet établi peut soutenir le tenon en porte-à-faux et éviter automatiquement l'outil lors de l'usinage fin du tenon d'une lame de turbine. Pendant le processus d'usinage, le support auxiliaire à quatre points coopère avec le centre d'usinage CNC pour reconstruire l'état de contact en quatre points en fonction de la position de mouvement de l'outil, qui évite non seulement l'ingérence entre l'outil et le support auxiliaire, mais assure également l'effet de support.
5 Discussion sur les tendances futures de développement
5.1 Nouveaux matériaux
Alors que les exigences de conception du rapport poussée / poids des moteurs d'avion continuent d'augmenter, le nombre de pièces est progressivement réduit et le niveau de contrainte des pièces augmente de plus en plus. Les performances des deux principales matériaux structurelles traditionnelles à haute température ont atteint sa limite. Ces dernières années, de nouveaux matériaux pour les lames du moteur d'avion se sont développés rapidement, et de plus en plus de matériaux à haute performance sont utilisés pour fabriquer des lames à parois minces. Parmi eux, l'alliage -tial [43] a d'excellentes propriétés telles que une résistance spécifique élevée, une résistance à haute température et une bonne résistance à l'oxydation. Dans le même temps, sa densité est de 3,9 g / cm3, ce qui n'est que la moitié de celle des alliages à haute température. À l'avenir, il a un grand potentiel comme lame dans la plage de température de 700-800. Bien que l'alliage -tial ait d'excellentes propriétés mécaniques, sa dureté élevée, sa faible conductivité thermique, sa faible ténacité à fracture et sa fragilité élevée conduisent à une mauvaise intégrité de surface et à une faible précision du matériau en alliage -tial pendant la coupe, ce qui affecte sérieusement la durée de vie des pièces. Par conséquent, la recherche de traitement de l'alliage -tial a une importance et une valeur théoriques importantes, et est une direction de recherche importante de la technologie actuelle de traitement des lames.
5.2 Traitement adaptatif variant dans le temps
Les lames aérogéniques ont des surfaces incurvées complexes et nécessitent une précision de forme élevée. Actuellement, leur usinage de précision utilise principalement des méthodes d'usinage adaptatif géométrique basées sur la planification du chemin et la reconstruction du modèle. Cette méthode peut réduire efficacement l'impact des erreurs causées par le positionnement, le serrage, etc. sur la précision de l'usinage des lames. Influence. Cependant, en raison de l'épaisseur inégale du blanc de lame de forgeage, la profondeur de coupe dans différentes zones de l'outil est différente pendant le processus de coupe en fonction du chemin prévu, qui apporte des facteurs incertains au processus de coupe et affecte la stabilité du traitement. À l'avenir, pendant le processus d'usinage adaptatif CNC, les modifications d'état d'usinage réelles devraient être mieux suivies [44], améliorant ainsi considérablement la précision d'usinage des surfaces incurvées complexes et formant une méthode d'usinage adaptative de contrôle variant dans le temps qui ajuste les paramètres de coupe en fonction des données de rétroaction en temps réel.
5.3 Équipement de processus intelligent
En tant que plus grand type de pièces du moteur, l'efficacité de fabrication des lames affecte directement l'efficacité de fabrication globale du moteur, et la qualité de fabrication des lames affecte directement les performances et la durée de vie du moteur. Par conséquent, l'usinage de précision intelligent des lames est devenu la direction de développement de la fabrication de lames de moteur dans le monde aujourd'hui. La recherche et le développement de machines-outils et d'équipements de processus sont la clé pour réaliser le traitement intelligent des lames. Avec le développement de la technologie CNC, le niveau d'intelligence des machines-outils s'est rapidement amélioré et la capacité de traitement et de production a été considérablement améliorée. Par conséquent, la recherche et le développement et l'innovation de l'équipement de processus intelligent sont une direction de développement importante pour l'usinage efficace et précis des lames à parois minces. Les machines-outils CNC très intelligents sont combinés avec un équipement de processus pour former un système de traitement de lame intelligent (voir figure 10), qui réalise une machine à haute précision, à haute efficacité et à l'usinage CNC adaptatif des lames à parois minces.
