Tło
W przemyśle lotniczym i energetycznym pierścienie cienkościenne-o dużych średnicach-takie jak obudowy silników, pierścienie łączące i kołnierze montażowe- są szeroko stosowane ze względu na ich lekką konstrukcję i wydajność funkcjonalną. Jednakże ze względu na swoje proporcje geometryczne (duża średnica w porównaniu z małą grubością) elementy te są bardzo wrażliwe na odkształcenia-wywołane temperaturą podczas precyzyjnej obróbki.
Szczególnie podczas operacji wiercenia wewnętrznego może wystąpić akumulacja ciepłanieliniowa rozszerzalność cieplna, powodując subtelne zniekształcenia, które wpływają na okrągłość i dokładność wymiarową końcowej części. W branżach wymagających precyzji-mikrometrowej jest to wyzwanie, którego nie można przeoczyć.
Wyzwanie
W przypadku cienkościennych-części o małej sztywności każde wydłużenie czasu kontaktu narzędzia z przedmiotem obrabianym powoduje miejscowy wzrost temperatury. Ponieważ ciepło nie może równomiernie rozproszyć się po materiale, powstają nierówne gradienty termicznenie{0}}równomierna ekspansja materiału. Jest to szczególnie problematyczne w:
Wytaczanie i konturowanie z dużą-prędkościąśrednic wewnętrznych
Przerwane cięciagdzie występują skoki termiczne
Operacje wykończeniowe, gdzie nawet niewielka owalizacja sprawia, że część jest-nie mieści się w-tolerancji
Tradycyjne podejście polegające na-chłodzeniu i kompensacji po obróbce nie jest już wystarczające. Aby poradzić sobie z tymi dynamicznymi zniekształceniami, wymagana jest kontrola-w czasie rzeczywistym.
Rozwiązanie Bishena: inteligentna strategia kontroli termicznej
Aby spełnić wymagania dotyczące stabilności termicznej-obróbki pierścieni cienkościennych, Bishen opracowałwielofazowy-system kontroli termicznejzintegrowane z 5-osiowymi platformami obróbczymi portalowymi:
Monitorowanie temperatury w czasie rzeczywistym-
Czujniki podczerwieni o wysokiej-czułości i wbudowane termopary w sposób ciągły śledzą wytwarzanie ciepła w krytycznych strefach,-zwłaszcza w pobliżu obszaru odwiertu.
Segmentowa strategia chłodzenia
Zamiast stałego przepływu chłodziwa, system dynamicznie dostosowuje intensywność chłodzenia poprzez fazę obróbki-zgrubnej, pół-wykańczającej i wykańczającej. Minimalizuje to szok termiczny przy jednoczesnym zachowaniu stabilności materiału.
Profilowanie laserowe w celu uzyskania informacji zwrotnej o konturze
Bezdotykowy skaner laserowy-przeprowadza ciągłą kontrolę profilu podczas obróbki. Jeśli na skutek rozszerzalności cieplnej wystąpią odchylenia od okrągłości lub płaskości, tor narzędzia jest automatycznie dostosowywany w czasie rzeczywistym.
Post-Utrzymanie temperatury obróbki i końcowe przycinanie
Po obróbce zgrubnej części są utrzymywane w kontrolowanej temperaturze otoczenia, aby umożliwić relaksację termiczną. Lekkie przycinanie zapewnia ostateczną integralność wymiarową.
Wyniki
| Przedmiot | Przed optymalizacją | Po rozwiązaniu Bishena |
|---|---|---|
| Błąd okrągłości otworu | 0,045 mm | 0,012 mm |
| Poza-współczynnikiem-tolerancji | 18% | < 2% |
| Wewnętrzne obciążenie po-Cięcie | Wysoka (resztkowe wypaczenie) | Niski (stabilne chłodzenie) |
| Wskaźnik złomu | 11% | < 1.5% |
Zastosowanie: Pierścień łączący silnika
Wiodący dostawca branży lotniczej Tier-1 stawił czoła wysokiemu wskaźnikowi braków podczas obróbkipierścienie łączące silnika ze stopu aluminiumo grubości ścianki zaledwie 4,2 mm i średnicy zewnętrznej 780 mm. Odkształcenie otworu osiągnęło aż do 0,05 mm w wyniku-ciepła indukowanego skrawaniem.
Po wdrożeniu zintegrowanego procesu kontroli termicznej Bishena:
Spójność średnicy wewnętrznej poprawiona o ponad73%
Błąd okrągłości został zachowany±0,01 mm
Zużycie narzędzia zmniejszyło się o28%ze względu na niższe ciepło skrawania
Wniosek
Części o cienkich-ściankach i dużych-średnicach są wydajne konstrukcyjnie, aleniestabilne termicznie podczas obróbki. Strategia adaptacyjnej kompensacji termicznej firmy Bishen w połączeniu-z wykrywaniem konturów w czasie rzeczywistym i segmentowanym chłodzeniem umożliwia produkcję tych wymagających komponentówniezawodnie, wielokrotnie i precyzyjnie.
