Что больше нравится?

Среда, 03 Июль 2019 08:31

Как полировка металла может значительно улучшить срок службы изделия

Автор 
Оцените материал
(2 голосов)

На первый взгляд, механический цех в задней части производственной компании, кажется вполне обычным. Однако по сравнению с большинством цехов здесь относительно тихо. Это потому, что большинство станков фактически не режут материал.

 

Для них жужжание режущих инструментов в металле заменяется сравнительно подавленным жужжанием гидравлики. Зоркий глаз может также заметить, что элементы управления для этих станков не имеют логотипов крупных производителей ЧПУ. Они, как и гидравлические насосы, прикрепленные к модифицированным пятиосевым станкам, представляют собой нестандартные конструкции, разработанные компанией для фирменного процесса обработки металла: низкопластичная полировка (LPB).

 

LPB - это процесс полировки, при котором давление, прилагаемое к заготовке с использованием гидростатического роликового подшипника собственной конструкции Lambda, чуть превышает предел текучести материала. Процесс требует обширных металлургических знаний в дополнение к точному контролю положения и давления шлифовального инструмента. Сохранение этого опыта позволило компании Lambda значительно продлить срок службы деталей без существенного изменения формы или допусков детали. Хотя LPB не является новым процессом, он доказал свою эффективность в последние годы, даже достигнув одобрения Федерального управления гражданской авиации (FAA) для ремонта и замены коммерческих компонентов самолета.

 

процесс полировки

 

Технология


В конце 90-х годов появилось решение для обработки поверхности, основанные на институциональных знаниях компании о стрессе материала.

На рисунке показан гидростатический валик-полировочный инструмент, который обеспечивает высокую степень контроля над процессом. Этот контроль позволяет компании применять достаточно давления, чтобы просто превысить предел текучести, при котором материал пластически деформируется.

Инструмент для полировки представляет собой гидростатический роликовый полировщик. СОЖ закачивается через шпиндель станка и в инструмент для удержания роликового подшипника на месте с помощью внутренней гидравлической системы и специального держателя инструмента. Постоянное давление, поддерживающее положение подшипника, позволяет достичь высокой точности полировки.

 

 

Низкопластичная полировка

 

«Пластичность» в «полировке с низкой пластичностью» относится к пластической деформации. Давайте быстро проведем урок физики: деформация означает изменение формы объекта под давлением.Твердые объекты способны как к упругой, так и к пластической деформации, при этом объект возвращается к своей первоначальной форме при упругой деформации и теряет свою первоначальную форму при пластической деформации. Материалы вернутся в форму, если приложенное давление не будет достаточно большим, чтобы перейти порог в пластическую деформацию или предел текучести.

 


Эта схема показывает гидростатический валик-полировальный инструмент. Этот контроль позволяет компании применять достаточно давления, чтобы просто превысить предел текучести, при котором материал пластически деформируется.

 

Низкопластичная полировка


Как и другие процессы полировки, LPB укрепляет деталь, сжимая слой металла, чтобы он сопротивлялся усталости, предотвращая образование трещин в детали. Благодаря точности, обеспечиваемой гидростатическим роликом для полировки, компания способна приложить достаточно давления, чтобы немного превысить предел текучести на соответствующую величину.

 

Осуществляя эту степень контроля, инструмент избегает разрушения кристаллических решеток материала. Это важно, потому что разбитые кристаллические решетки, которые могут быть вызваны другими операциями обработки поверхности, такими как дробеструйная обработка, могут вернуться к нормальному состоянию при воздействии высоких температур, теряя преимущества обработки поверхности. Кроме того, инструмент для полировки предназначен для работы с любым станком с ЧПУ, включая роботов, обрабатывающие центры, токарные станки и даже пятиосевые станки. Это позволяет компании укреплять детали со сложной контурной геометрией в наиболее слабых местах.

 

 

Испытание металла на его прочность

 

Здесь изображен ВЭД турбины, которая позволяет компании определять точки повышенного напряжения.

Целью LPB является формирование остаточных напряжений в детали, чтобы предотвратить образование трещин. Чтобы сделать это эффективно, нужно знать предел текучести любого материала, с которым он работает. Поскольку компания выделяет ресурсы для понимания свойств материалов многих сплавов, она может полировать различные металлы, в том числе труднообрабатываемые металлы, такие как титан и инконель.

Сжатие, которое мы производим, создает уравновешивающее напряжение в остальной части. Это означает, что напряжение, которое мы вводим, распределяется равномерно по объему несжатых областей. С распространением напряжения, чем больше объем детали, тем меньше концентрация напряжения, присутствующего в подслое. И наоборот, детали с меньшим объемом не так сильно распределяют напряжение.

 

 

Чтобы понять напряжения детали, они выполняют анализ методом конечных элементов (FEA). Используя это, можно посмотреть на величину и расположение напряжений детали, чтобы понять, где полировка принесет наибольшую пользу. Идя еще дальше, компания может создавать модели напряжений в детали при поддержке осевые возможности процесса полировки. Сопоставляя напряжения в трех измерениях, она может увеличить срок службы многих деталей в 1000 раз.

 

анализ методом конечных элементов

 

Индивидуальные решения для улучшения срока использования продукта

 

Для поддержания точности и надежности он использует предварительные настройки и сенсорные датчики, и им пришлось разрабатывать собственные специальные сменщики инструментов для удовлетворения потребностей клиентов в определенных сложных деталях, разработанных вокруг необходимости подключения инструмента к гидравлической системе.Поскольку процесс LPB требует только позиционирования и давления, компания не ограничивается простой геометрией и может выполнять как влажные, так и сухие операции в зависимости от применения.


Лямбда Технологии

Инструмент состоит из специального наконечника, который содержит роликовый подшипник и корпус, который вставляется непосредственно в держатель инструмента и гидравлическую систему. Гидравлические трубки проходят через корпус для подачи жидкости к наконечнику, который можно настроить, подцепив его или расширив, чтобы он соответствовал даже труднодоступной геометрии. Хладагент удерживает подшипник на месте независимо от угла наклона наконечника или давления, необходимого для полировки. Во время процесса полировки подшипник свободно вращается, в то время как гидравлическое давление не позволяет ему смещаться.

 

 

Lambda Technologies Низкопластичная полировка

 

Лямбда обрабатывает лопасти LPC1 в двигателях Pegasus реактивных истребителей AV-8B морской пехоты. Чтобы укрепить аэродинамический профиль вдоль заднего края, компания разработала полировочный инструмент, который зацепляется за аэродинамический профиль так, чтобы шариковый подшипник был обращен вбок от державки.

Lambda обрабатывает многие из своих инструментальных компонентов LPB на наборе виртуальных машин Haas, расположенных рядом с модифицированными станками для полировки. Многие из производимых им инструментов приспособлены для конкретных применений, например, для обработки лопаток компрессора низкого давления (LPC1) первой ступени для двигателей Pegasus, питающих реактивные истребители AV-8B.

 

Продукция после низкопластичной полировки

 

Чтобы укрепить аэродинамические поверхности LPC1 вдоль задней кромки, компания разработала полировочный инструмент, который зацепляется назад, а шарикоподшипник обращен назад к держателю инструмента. Такая конструкция позволяет инструменту достигать за расширяющиеся края аэродинамического профиля.

Дополнительная информация

  • Заказчик: Организация
  • Статус: Нет исполнителя
  • Срок сдачи проекта после оплаты аванса: 01.10.2018
  • ЦЕЛЬ ПРОЕКТА: Рассказать подробней про тему проекта
Прочитано 161 раз Последнее изменение Среда, 03 Июль 2019 10:14
Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии