Machining fixture for adaptive CNC machining process of near-net-shaped jet engine blade

Wu, Dongbo; Wang, Hui; Peng, Jinsong; Zhang, Kaiyao; Yu, Jiguo; Zheng, Xuesong; Chen, Yunhai

doi:10.1016/j.cja.2019.06.008

Cited by 35 publications

(15 citation statements)

References 11 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…The index is affected by the integrated operations of various factors namely CAD/CAM, CNC controller, servo control, feed drive system, and mechanical bodies [12]. Another possible effector which often neglected is probe hysteresis [17] and the subsequent deformation [18]. Improving machining precision has been a widely known challenge in industry as the CNC machine is composed of various moving and rotating shafts that makes machining motion complicated [19].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Three axis deviation analysis of CNC milling machine

Subagio

Subekti

Saputra

et al. 2019

J. Mechatron. Electr. Power Veh. Technol.

View full text Add to dashboard Cite

The manufacturing technology has developed rapidly, especially those intended to improve the precision. Consequently, increasing precision requires greater technical capabilities in the field of measurement. A prototype of a 3-axis CNC milling machine has been designed and developed in the Research Centre for Electrical Power and Mechatronics, Indonesian Institute of Sciences (RCEPM-LIPI). The CNC milling machine is driven by a 0.4 kW servo motor with a spindle rotation of 12,000 rpm. This study aims to measure the precision of the CNC milling machine by carrying out the measurement process. It is expected that the CNC milling machine will be able toperform in an optimum precision during the manufacturing process. Accuracy level testing is done by measuring the deviations on the three axes namely X-axis, Y-axis, and Z-axis, as well as the flatness using a dial indicator and parallel plates. The measurement results show the deviation on the X-axis by 0.033 mm, the Y-axis by 0.102 mm, the Z-axis by 0.063 mm, and the flatness of the table by 0.096 mm, respectively. It is confirmed that the deviation value is within the tolerance standard limits set by ISO 2768 standard. However, the calibration is required for this CNC milling machine to achieve more accurate precision. Furthermore, the design improvement of CNC milling machine and the application of information technology in accordance with Industry 4.0 concept will enhance the precision and realibility.

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Three axis deviation analysis of CNC milling machine

Subagio

Subekti

Saputra

et al. 2019

J. Mechatron. Electr. Power Veh. Technol.

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…a) b) Şekil 3. Örnek mekanik pimli fikstür tasarımları: a) [10], b) [13] (Creative Commons Attribution 4.0 Lisansı altında kullanılmıştır).…”

Section: Fikstür Tasarımlarıunclassified

“…Bu doğrultuda palelerin mekanik pimli fikstürlere sabitlenmesi ve/veya sonrasında işlenmesi sırasında ortaya çıkan kuvvetlerin parçada oluşturduğu deformasyon seviyeleri araştırılmaktadır. Bunlar araştırılırken malzemelerin mekanik (elastik ve/veya plastik) özelliklerine ihtiyaç duyulmaktadır [9], [13], [14]. Malzeme özelliklerine ek olarak dikkat edilmesi gereken diğer hususlar arasında sınır koşulları (İng.…”

Section: Karşılaşılan Zorluklar Ve Fikstürlerin Analiziunclassified

Kompresör ve Türbin Palelerinin Fikstür Tasarımlarının Parametrik Analiz ve Sonlu Eleman Simülasyonları ile İncelenmesi

Poyraz

Yandi

2021

European Journal of Science and Technology

View full text Add to dashboard Cite

ÖzServis ömürleri boyunca aşınma, korozyon, yorulma ve sürünme gibi pek çok sayıda olumsuz koşula maruz kalan kompresör ve türbin paleleri, ayrık tasarlanırlar ve türbin disklerine özel kök geometrileri ile bağlanırlar. Kaba haldeki paleler genellikle döküm yoluyla üretilir ve yüksek hassasiyet gerektirdiklerinden çoğunlukla sürünme ilerlemeli taşlama ile işlenir. Söz konusu palelerin gerek işleme gerekse ölçüm aşamasında sabitlenmesi için sıkça uygulanan yöntemlerden biri, pimli mekanik fikstürler ile bağlamadır. Geometrik açıdan oldukça ince ve maliyet açısından oldukça pahalı olan paleleri sabitlemek için kullanılacak pimli fikstürlerin yanlış tasarlanması ve/veya uygulanması, bu hassas parçalara zarar verebilir ve hatta ıskartaya çıkmalarına sebep olabilir. Geçmişte yapılan ve literatürde yayınlanan çalışmalar kapsamında farklı pim yerleşim ve konfigürasyonlarının ve de uygulanan bağlama kuvvetlerinin ince ve hassas olan türbin palelerindeki etkileri gözlemlenmektedir. Bununla beraber aynı araştırmacılar tarafından aynı yaklaşımla yapılan ve söz konusu değişkenlerin sonuca tesirleri ve birbirleri ile etkileşimlerini sistematik olarak ele alan yayınlar açısından eksiklik bulunmaktadır. Yapılan bu çalışmada kompresör ve türbin palelerinin fikstür tasarımlarının sistematik analizleri gerçekleştirilmektedir. Bu kapsamda güncel uçak motorları ile uyumlu ölçülere sahip iki adet pale geometrisi oluşturulmuş ve bu paleleri sabitleyen pimlerin yerleşimleri ile bağlama kuvvetlerini dikkate alan, Taguchi yöntemi ile uyumlu deney tasarımları planlanmıştır. Deney tasarımında planlanan farklı senaryolar sonlu elemanlar yöntemi ile incelenmiş ve sonuçlar üzerinde çok değişkenli varyans analizleri (MANOVA) yapılmıştır. Yapılan farklı analizlerde ulaşılan ve birbirleri ile uyumlu olan sonuçlara göre, palelerin fikstüre sabitlenmesi sırasında uygulanan kuvvet, pale boyutu ve pale uç bölgesindeki pim yerleşiminin deformasyonlar açısından kayda değer etkisi olduğu görülmüştür.

show abstract

“…Blade, as one of the most used functional part in aero-engine, is the key part for the realization and improvement of aero-engine performance. Near-net-shaped blade, such as precision-forged blades without margins, precision-cast blades without margins, will be the future development trend due to the complex curved surface of near-net-shaped blade is directly formed by the forming process without the material removal link on the blade surface, which can improve the blade body anti-fatigue performance under the high temperature, high pressure and high speed conditions [1]. Figure 1 is a typical near-net-shaped blade formed by the precision forging forming process, the contour error of the blade body is in the range of 0.008mm to 0.05mm, which meets the accuracy requirements of the blade body and does not require subsequent CNC machining process.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Adaptive CNC Machining Process Optimization of Near- net- shaped Blade based on Machining Error data Flow Control

Wang

et al. 2021

Preprint

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Adaptive CNC machining process is one of the efficient processing solution for near- net- shaped blade, this study proposes an adaptive computer numerical control (CNC) machining process optimization scheme based on multi-process machining errors data flow control. The geometric and mechanical models of the multi-process adaptive CNC machining process are firstly constructed. The multi-process machining error data flow and the process system stiffness of near- net- shaped blade are then experimentally explored. The machining error flow collaborative control of the near- net- shaped blade multi-process CNC machining is finally realized by the adaptive CNC machining process under the premise of sufficient stiffness of the blade- fixture system. The results show that the dynamic displacement response of the blade multi-process CNC machining process is controlled within 0.007mm. The optimized adaptive CNC machining process based on the multi-process geometric machining error data flow control and the sufficient stiffness of blade- fixture system can realize the multi-process machining error control and high-precision machining of near- net- shaped blade. The process chain of the optimized adaptive CNC machining process is reduced by 87% compared with the low melting point alloy pouring process and 50% compared with adaptive CNC machining process of the twice on-machine measurement on the blade body.

show abstract

Machining fixture for adaptive CNC machining process of near-net-shaped jet engine blade

Cited by 35 publications

References 11 publications

Three axis deviation analysis of CNC milling machine

Three axis deviation analysis of CNC milling machine

Kompresör ve Türbin Palelerinin Fikstür Tasarımlarının Parametrik Analiz ve Sonlu Eleman Simülasyonları ile İncelenmesi

Adaptive CNC Machining Process Optimization of Near- net- shaped Blade based on Machining Error data Flow Control

Contact Info

Product

Resources

About