Tối ưu hóa chiến lược sản xuất, điều kiện gia công và hoàn thiện của bánh quay phân cách
Tóm tắt
Các bánh quay là thành phần quan trọng nhất của máy bơm, vì chúng trực tiếp xác định hồ sơ vận tốc của chất lỏng chảy qua máy bơm và hiệu suất của nó. Do hình dạng phức tạp của các bánh quay, chúng đặt ra một thách thức lớn cho nhà sản xuất trong việc chế tạo chúng với độ chính xác kích thước và chất lượng bề mặt tốt nhất có thể, đồng thời đạt được thời gian gia công ngắn. Trong bài báo này, các quy trình gia công để sản xuất một bánh quay phân cách đã được thiết kế và thực hiện cho trường hợp bánh quay phân cách dòng chảy nửa kín với đầu vào đơn. Đầu tiên, các chiến lược phay tốt nhất, điều kiện cắt tối ưu và dụng cụ cắt phù hợp đã được chọn cho từng giai đoạn gia công ba giai đoạn, bao gồm: gia công thô, gia công bán hoàn thiện và gia công hoàn thiện. Sau đó, một cuộc điều tra thực nghiệm đã được thực hiện, đặc biệt là để xác định các điều kiện quá trình tối ưu trong quá trình hoàn thiện các cánh của bánh quay, sử dụng hệ thống lôgic Taguchi L16. Sau khi phân tích độ nhám bề mặt cho 16 thí nghiệm được thực hiện, đã phát hiện ra rằng các thông số quan trọng nhất là tốc độ trục chính và bước ăn. Hơn nữa, các cài đặt tối ưu đã được xác định là tốc độ trục chính tối đa và giá trị bước ăn mỗi răng thấp nhất, và một mô hình hồi quy liên kết các thông số quá trình với độ nhám bề mặt đã được thiết lập với độ chính xác cao.
Từ khóa
#bánh quay #máy bơm #gia công #điều kiện tối ưu #độ nhám bề mặtTài liệu tham khảo
Kumar, 2014, Production Planning and Process Improvement in an Impeller Manufacturing using Scheduling and OEE Techniques, Procedia Mater. Sci., 5, 1710, 10.1016/j.mspro.2014.07.360
Tang, 2012, Tool Path Generation for Clean-up Machining of Impeller by Point-searching Based Method, Chin. J. Aeronaut., 25, 131, 10.1016/S1000-9361(11)60371-3
Bohez, 1997, A Geometric Modeling and Five-Axis Machining Algorithm for Centrifugal Impellers, J. Manuf. Syst., 16, 422, 10.1016/S0278-6125(97)81700-1
Lee, 2008, Novel forging technology of a magnesium alloy impeller with twisted blades of micro-thickness, CIRP Ann., 57, 261, 10.1016/j.cirp.2008.03.064
Young, 2003, An integrated machining approach for a centrifugal impeller, Int. J. Adv. Manuf. Technol., 21, 556, 10.1007/s00170-002-1382-3
Kaino, 2015, Machining technology for large impellers of centrifugal compressors, Kobelco Technol. Rev., 33, 56
Wu, 2016, Study on performance of integral impeller stiffness based on five-axis machining system, Procedia CIRP, 56, 485, 10.1016/j.procir.2016.10.095
Fan, 2012, Optimizing tool-path generation for three-axis machining of a sculptured impeller blade surface, Proc. Inst. Mech. Eng. Part B J. Eng. Manuf., 226, 43, 10.1177/0954405411422327
Fan, 2017, A novel tool-path generation method for five-axis flank machining of centrifugal impeller with arbitrary surface blades, Proc. Inst. Mech. Eng. Part B J. Eng. Manuf., 231, 155, 10.1177/0954405415599943
Li, 2015, Interpolation using non-uniform rational B-spline for the smooth milling of ruled-surface impeller blades, Proc. Inst. Mech. Eng. Part B J. Eng. Manuf., 229, 1118, 10.1177/0954405415586966
Fan, 2017, Efficient tool path generation for five axis machining of a difficult machined centrifugal impeller, Adv. Mech. Eng., 9, 1, 10.1177/1687814017726484
Fan, 2016, An efficient five-axis machining method of centrifugal impeller based on regional milling, Int. J. Adv. Manuf. Technol., 87, 789, 10.1007/s00170-016-8467-x
Wang, 2019, Multi-parameter optimization of machining impeller surface based on the on-machine measuring technique, Chin. J. Aeronaut., 32, 2000, 10.1016/j.cja.2018.09.005
Arriaza, 2017, Trade-off analysis between machining time and energy consumption in impeller NC machining, Robot Comput.-Integr. Manuf., 43, 164, 10.1016/j.rcim.2015.09.014
Poulachon, 2012, Optimal strategy for finishing impeller blades using 5-axis machining, Int. J. Adv. Manuf. Technol., 58, 573, 10.1007/s00170-011-3424-1
Peng, 2017, Toward a sustainable impeller production: Environmental impact comparison of different impeller manufacturing methods, J. Ind. Ecol., 21, S216, 10.1111/jiec.12628
Young, 2004, A five-axis rough machining approach for a centrifugal impeller, Int. J. Adv. Manuf. Technol., 23, 233, 10.1007/s00170-003-1677-z
Tang, 2018, The study of variational feed rate in 4-axis machining of blades, Int. J. Precis. Eng. Manuf., 19, 1419, 10.1007/s12541-018-0168-y
Heo, 2008, Efficient rough-cut plan for machining an impeller with a 5-axis NC machine, Int. J. Comput. Integr. Manuf., 21, 971, 10.1080/09511920802010761
Azevedo, A. (2013). Rough cut machining for impellers with 3-axis and 5-axis NC machines. Advances in Sustainable and Competitive Manufacturing Systems, Lecture Notes in Mechanical Engineering, Springer Science & Business Media. [1st ed.].
Mentzos, 2015, Design, Numerical Analysis and Manufacture of Radial Pump Impellers with Various Blade Geometries, Int. Rev. Mech. Eng., 9, 104
Kumar, 2013, A study of sliding wear behaviors of Al-7075 alloy and Al-7075 hybrid composite by response surface methodology analysis, Mater. Des., 50, 351, 10.1016/j.matdes.2013.02.038
Li, 2008, Mechanical properties, corrosion behaviors and microstructures of 7075 aluminum alloy with various aging treatments, Trans. Nonferrous Met. Soc. China, 18, 755, 10.1016/S1003-6326(08)60130-2