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第 11 卷

2023 年

6 月刊

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第 11 卷 - 2023 年 6 月刊
航空领域之多功能数控喷丸装备解决方案

2021年10月,Peentech克服了新冠病毒疫情所带来的种种限制,如期向某航空公司交付了定制的数控喷丸机。Peentech数十年专注于金属零部件的表面处理工艺,凭借在喷抛丸领域的专业知识,在中国的金属零部件制造商中享有盛誉。这台数控喷丸机是Peentech针对航空零部件的特点,应用喷丸强化工艺,定制的一款解决方案。

航空领域种类繁多、材料多元、设计复杂、且制造精度高,对喷抛丸设备的需求非常的精细。该数控喷丸机很好地满足了这些需求,配备有:双机器人、三种定制喷枪、三种丸料兼容的分选回收系统、一套固定转台、一套台车及轨道系统、一套三轴机械模组、一个丸料在线称重装置,以及完善的用户友好界面等,从而完美实现了以下功能:

高零件结构兼容性
航空件,如高精齿轮件、长轴件,如机翼外形等复杂理论外形的结构件,及众多薄壁、深腔结构件等等,都需要进行喷丸强化、或喷丸成型,本设备通过以下配置来实现:
长轴类工件台车及轨道系统,可满足长度最大2500mm的长轴工件的内外型面要求;可对轴类工件实现卧式装夹,对外型面喷丸。台车可完全移出喷丸室体,便于工件装卸,并可锁定。
内孔及槽设备配备有外径φ6.5mm,内径φ2.5mm的内孔专用旋转喷枪,可对内径小至8mm的小孔,以及宽度小至8mm的槽进行喷丸。
深孔内壁设备水平方向设有长矛枪,通过三轴机械模组实现进给,具备对卧式摆放零件的深孔内壁进行喷丸,最大内孔深度可达2500mm。
复杂型面类工件设备配备固定转台,作为机器人外部伺服轴,可与双机器人协同作业,同时结合对应喷枪装置,实现不同表面的喷丸。

高零件材料兼容性
随着新一代航空设备性能的逐步提高,航空结构件的材料日益多元,不仅包含钢材,也
不断引入新型高性能材料,结构件材料逐渐由铝合金为主转变为与钛合金、复合材料并重的局面。然而,因为不同丸料就定制一台设备,或者更换一种零件,就需要对设备进行一次清理丸料作业,成本高昂。
本设备开发了一套可兼容金属丸料与非金属丸料的分选系统,该分选系统除自主设计的分选器外,设计挑选了带有精密开关阀的磁力分选器来完全分离非金属丸料与金属丸料,更在分选器下方配置全过滤的双层振动器,来保证丸料的形状和尺寸始终在符合AMS 2430标准。该系统解决了传统设备更换丸料带来的机器停滞,因更换丸料不到位造成的混料等。

零件变形量可控
喷抛丸工艺会对零件带来一定变形,然而对于一些航空薄壁件,如叶片等,为典型的弱
刚性结构,如何控制丸料喷射带来的结构变型,是对喷丸设备的一个考验。
本设备设计双机器人对喷的形式,对大型零件进行喷丸,对于局部不对称区域,也巧妙地采用单机器人携带对喷结构双喷枪的方式,来控制零件因单边受力造成的变形。
同时,各个喷枪的丸料流量稳定性也影响变形量,根据AMS 2430标准,需要对设备的丸料稳定性进行关注。本设备配置一套在线称重装置,该系统可在抽检时运行,也可与设备运行同步,机器人自动喷丸的丸料进入系统,系统显示屏可自动显示当前喷丸流量,同时丸料穿过称重系统自动回到设备中。

人机友好界面
在航空领域,零件加工过程的可重复性及可追溯性,非常的重要。Peentech设计了一
套好的人机界面,该界面由Peentech专业的电气团队开发而成。人机界面可实时记录、存储、监控设备运行时的所有参数,如喷嘴角度、喷嘴与零件之间的间隙、双机器人对喷轨迹、丸料流量、丸料稳定性等,并对其进行计算,如超出设定限值,系统自动修正,并发出报警,来确保零件始终在相同的工艺参数和精度水平下执行相同的喷丸强化工艺。同时,每个零件或批次的数据都可拷贝保存。

目前,Peentech集团已经积累了丰富的航空领域喷丸设备的设计制造经验,并且已经具备核心技术如自动化和智能化的的自主研发制造能力,能够适应各种变化,来支持其合作伙伴。

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