Том 11 Глава 1034 — Глава 1088 Адаптивная обработка с числовым программным управлением

Однако расслабленная атмосфера не продлилась долго. Действительно, хороший конструктор на этапе проектирования учитывает трудности производственного процесса. Но план обработки, предложенный Чан Хаонанем, был не намного гуманнее, чем спроектированные им лопатки… Он щёлкнул мышью, перелистнул страницу PPT и начал: — Во-первых, методом фрезерования изготавливаются три слоя тонких титановых листов определённой формы, на титановых листах в соответствии с требованиями к формированию треугольной ферменной структуры наносятся участки с защитным покрытием… — Затем с помощью процесса диффузионного соединения три слоя титановых листов свариваются воедино, и сваренная заготовка лопатки вместе с приспособлением помещается в вакуумную печь и нагревается до сверхпластичного состояния титанового сплава, под действием крутящего момента формируется стреловидный профиль… — Далее между титановыми листами вдувается инертный газ, чтобы заготовка лопатки и приспособление полностью прилегали друг к другу, образуя треугольную ферменную полую структуру и аэродинамическую форму. — Наконец, с помощью средств числового программного управления обрабатываются хвостовик, тело лопатки, передняя и задняя кромки, а также кончик лопатки. Хвостовик обычно обрабатывается шлифованием или фрезерованием для получения профилированной поверхности зубьев, тело лопатки шлифуется абразивной лентой для улучшения качества обработки поверхности, передняя и задняя кромки обрабатываются многоосевым фрезерованием для получения углов кромки… — … Поначалу все не осознавали серьёзности ситуации. Но вскоре лицо Чжан Чжэньхуа, отвечающего за технологию производства, начало меняться. Как конструктор, Чан Хаонань, естественно, не мог подготовить даже технологические параметры, иначе эти инженеры-технологи потеряли бы свою ценность. Этот производственный маршрут, если бы он был применён к вентиляторам малого и среднего размера с длиной хорды лопатки 50-60 сантиметров, таким как Турбовентиляторный двигатель-10 или SeA650, не вызвал бы больших проблем. Но диаметр вентилятора AE1500 составляет почти два метра, что примерно на 30% больше, чем у CFM56-7 того же класса, степень двухконтурности достигает поразительных 9,03, длина хорды лопатки также превысила 90 сантиметров, и только по размеру он полностью относится к продуктам другого класса. Та же самая технология обработки при увеличении размера изделия в два раза сталкивается с трудностями, которые возрастают не в разы. — Генеральный Чан… Поразмыслив некоторое время, Чжан Чжэньхуа всё же честно доложил о своих выводах: — Если речь идёт только о производстве образцов для испытаний, то наше оборудование уже модернизировано, и мы должны справиться довольно быстро… Самое позднее — к концу года сможем их изготовить, но если говорить о серийном производстве с таким технологическим процессом… Сказав это, он слегка нервно потёр руки: — Я не могу назвать точные сроки. Затем он сделал глубокий вдох, словно приняв какое-то решение, и продолжил: — Внутренняя форма полой треугольной ферменной структуры формируется за один проход в процессе сверхпластического формования/диффузионного соединения, на внешней части тела лопатки оставляется небольшой припуск на полировку 0,1~0,15 мм, а максимальный припуск на кончике и корне лопатки может достигать 1,2 мм, структурные особенности каждой обрабатываемой части требуют использования разнообразных методов обработки с числовым программным управлением, что, в свою очередь, приводит к затруднению плавного перехода между соседними областями обработки. — Кроме того, кончик, корень, а также передняя и задняя кромки лопатки имеют цельную структуру, жёсткость которой выше, чем у полой части тела лопатки, а в сочетании с чередующейся полой треугольной ферменной структурой это придаёт всей лопатке переменную жёсткость, что приводит к очень сложной закономерности деформации лопатки вентилятора в процессе обработки с числовым программным управлением, и контролировать величину деформации при обработке существующими средствами очень сложно. — Кроме того, в процессе формования тонкие титановые листы проходят через множество циклов высокой температуры и высокого давления, и поскольку невозможно на 100% точно контролировать параметры охлаждения и степень прилегания к стенкам, уровень напряжения в различных частях лопатки, а также величину деформации, возникающей под воздействием напряжения, также трудно контролировать. — Если рассматривать эти проблемы по отдельности, то решить их несложно, но в совокупности, и применительно к массовому производству, они могут привести к тому, что даже заготовки лопаток из одной партии будут иметь плохую однородность, и потребуется выделить несколько отдельных операций для проверки полуфабрикатов в процессе производства… — … Чжан Чжэньхуа не стал продолжать. Но это действительно была серьёзная проблема. Промышленное производство на самом деле не боится простой сложности. Если есть оборудование и деньги, а также время, то можно постепенно определить любые, даже самые сложные технологические параметры. И как только начинается серийное производство, больше не возникает затрат на исследования и разработки. По мере постепенного увеличения объёма производства, эффективность производства и себестоимость всегда могут достичь относительно стабильного состояния. Но если результат какого-либо процесса обработки непредсказуем, это означает, что для каждого отдельного изделия, возможно, придётся отдельно определять последующие технологические параметры. Хотя это намного проще, чем разработка с нуля, но это определённо ограничит объём производства и себестоимость. Если речь идёт о производстве ракет или промышленных станков, то годовой объём производства невелик, и такой полупромышленный-полукустарный подход приемлем. Но лопатки авиадвигателей — это вещь, которая требуется в огромных количествах, и невозможно заниматься ими с ювелирной тщательностью. В одно мгновение почти все взгляды в конференц-зале сосредоточились на сидящем впереди Чан Хаонане. — Что касается этого вопроса… Вы пока делайте по образцу, не страшно, если объём производства будет небольшим, главное, чтобы можно было обеспечить нормальный переход к этапу испытаний. Препятствия в производственном процессе он предвидел ещё в самом начале, когда разрабатывал общую концепцию. Иначе он не стал бы закладывать такой большой срок на выполнение всего проекта, имея на руках готовый газогенератор. — А конкретная технология… — сказал Чжан Чжэньхуа, взглянув на схему процесса на слайде PPT. — Действуйте, как я сказал! Чан Хаонань дал твёрдый и решительный ответ, а затем продолжил: — Я планирую сотрудничать с отделом станков, чтобы решить проблему адаптивной обработки до начала серийного производства AE1500, а также заранее помочь братскому подразделению решить некоторые технические трудности… На самом деле, в исходной временной линии первыми с этой проблемой столкнулись не авиационная промышленность, а космическая и судостроительная. В середине и конце 2010-х годов у китайской космонавтики был тёмный период, когда процент успешных запусков был даже ниже, чем у соседней Индии, именно в это время она переживала болезненный переход от кустарного производства к промышленному. В итоге на решение этой проблемы ушло много лет. Теперь Чан Хаонань, можно сказать, помогает им избежать этих проблем. — Отдел станков? Чжан Чжэньхуа был просто ошеломлён — Он никогда не слышал, чтобы в их группе компаний было подразделение, специализирующееся на производстве оборудования? — Это совместное предприятие, созданное группой «Хуоцзюй» и C.B. Ferrari. — пояснил Чан Хаонань: — Проблему плохой однородности обработки невозможно решить только расчётами и прогнозированием до начала производства, можно только искать решение в процессе выполнения технологии… Как только что сказал товарищ Чжэньхуа, самый прямой способ — это измерять результат обработки после каждого этапа, а затем определять параметры следующего этапа на основе результатов измерений. — Если выполнять этот процесс отдельно, то это, безусловно, прервёт производственный процесс, но если реализовать измерение на станке, то есть на следующем этапе обработки, за одну установку одновременно выполнять операции измерения и обработки, избегая повторной разборки и установки, влияющих на точность измерения и обработки, а затем объединить это с адаптивной технологией числового программного управления, обеспечивающей общую адаптивную деформацию и локальную плавную переходную деформацию эталонных точек режущего инструмента, то можно будет поддерживать непрерывность всего производственного процесса… — … На самом деле, Чжан Чжэньхуа спросил об оборудовании просто так. Это не его область специализации. Однако идея, предложенная Чан Хаонанем, была действительно немного нелепой. Проще говоря, она заключалась не в решении проблемы однородности в процессе производства, а в обеспечении однородности конечного продукта путём использования разных параметров для разных полуфабрикатов. Это всё равно что автоматизировать ручную работу мастера. Но даже если не говорить о том, сможет ли эта адаптивная технология числового программного управления действительно «учитывать индивидуальные особенности», даже само измерение на станке, если его реализовать, будет сопряжено с большими трудностями. Он почти подсознательно спросил: — Но, генеральный директор Чан, из-за ограничений, связанных со способом установки, а также из-за слишком большой кривизны и скручивания лопатки, точки позиционирования на задней кромке обязательно требуют ручной проверки… Если отказаться от этой части, то конечная точность, вероятно, будет несколько отличаться от точности при ручном вмешательстве… Это правда. На сегодняшний день развития промышленности самая точная часть работы по-прежнему выполняется вручную. Поэтому в традиционном подходе к обработке точность и эффективность производства — это практически неразрешимое противоречие. Но иногда можно изменить подход — От преодоления ошибок к принятию ошибок. Однако, прежде чем Чан Хаонань успел ответить, Жэнь Бинда, который до этого молчал, первым поднял голову: — На самом деле, когда я был на стажировке в Роллс-Ройсе, я заметил, что у них нет таких строгих требований к внешней части лопаток вентилятора или турбины. — Обычно они сначала обрабатывают переднюю и заднюю кромки в соответствии с размерами заготовки, затем измеряют и взвешивают обработанные лопатки из одной партии, отбирают из них лопатки, близкие по форме, массе и положению центра масс, и устанавливают их на один и тот же турбовентиляторный двигатель, а не гарантируют 100% идентичность обработки всех лопаток. — Поэтому, в соответствии с идеей генерального директора Чана, точность измерения на станке… возможно, приемлема.