Pozadí
V leteckém a energetickém průmyslu jsou velké -tenkostěnné kroužky{1}}o velkém průměru-, jako jsou kryty motoru, spojovací kroužky a montážní příruby-, široce používány pro jejich lehkou strukturu a funkční účinnost. Vzhledem ke svým geometrickým proporcím (velký průměr vs. malá tloušťka) jsou však tyto součásti vysoce citlivé na deformace vyvolané teplotou- během přesného obrábění.
Zejména při operacích s vnitřním vrtáním se může spustit akumulace teplanelineární tepelná roztažnost, což způsobuje jemné zkreslení, které má dopad na kulatost a rozměrovou přesnost finálního dílu. Pro odvětví vyžadující mikrometrickou-přesnost je to výzva, kterou nelze přehlédnout.
Výzva
U tenkostěnných dílů s nízkou tuhostí vede jakékoli prodloužení doby kontaktu nástroje s obrobkem k místnímu nárůstu teploty. Vzhledem k tomu, že se teplo nemůže odvádět rovnoměrně přes materiál, vedou k nerovnoměrným teplotním gradientůmnerovnoměrné rozpínání materiálu. To je zvláště problematické v:
Vysokorychlostní-vyvrtávání a tvarovánívnitřních průměrů
Přerušované řezykde dochází k teplotním špičkám
Dokončovací operace, kde i mírná ovalizace způsobí, že část-z-tolerance
Tradiční přístup chlazení a kompenzace po obrábění- již nestačí. Ke zvládnutí těchto dynamických zkreslení je zapotřebí{2}}kontrola v reálném čase.
Bishenovo řešení: Inteligentní strategie tepelného řízení
Aby byly splněny požadavky na tepelnou stabilitu obrábění tenkostěnných prstenců, Bishen vyvinul avíce{0}}fázový systém tepelné regulaceintegrované do jeho 5osých portálových obráběcích platforem:
Tepelné monitorování v{0}}reálném čase
Infračervené senzory s vysokou{0}}citlivostí a vestavěné termočlánky nepřetržitě sledují tvorbu tepla v kritických zónách-zejména v blízkosti oblasti vrtu.
Strategie segmentovaného chlazení
Namísto konstantního průtoku chladicí kapaliny systém dynamicky upravuje intenzitu chlazení pomocí fáze obrábění -hrubování, polodokončování{1}}a dokončování. To minimalizuje tepelný šok při zachování stability materiálu.
Laserové profilování pro zpětnou vazbu kontur
Bez{0}}kontaktní laserový skener provádí průběžné kontroly profilu během obrábění. Pokud dojde k odchylkám od kruhovitosti nebo rovinnosti v důsledku tepelné roztažnosti, dráha nástroje se automaticky upraví v reálném čase.
Po-zastavení teploty obrábění a konečné oříznutí
Po hrubém obrábění jsou díly udržovány pod řízenou okolní teplotou, aby se umožnila tepelná relaxace. Lehký ořezový průchod zajišťuje konečnou rozměrovou integritu.
Výsledky
| Položka | Před optimalizací | Po řešení Bishen |
|---|---|---|
| Chyba kruhovitosti otvoru | 0,045 mm | 0,012 mm |
| Poměr-mimo{1}}tolerance | 18% | < 2% |
| Interní stresový příspěvek-Vyjmout | Vysoká (zbytkové pokřivení) | Nízká (stabilní chlazení) |
| Míra šrotu | 11% | < 1.5% |
Případ použití: Konektorový kroužek motoru
Přední dodavatel leteckého průmyslu Tier-1 čelil vysoké zmetkovitosti při obráběníspojovací kroužky motoru z hliníkové slitinys tloušťkou stěny pouhých 4,2 mm a vnějším průměrem 780 mm. Deformace vývrtu dosahovala až 0,05 mm vlivem řezného-tepla.
Po implementaci integrovaného procesu tepelné regulace Bishen:
Konzistence vnitřního průměru více než vylepšena73%
Chyba kulatosti zůstala uvnitř±0,01 mm
Opotřebení nástroje se snížilo o28%z důvodu nižšího řezného tepla
Závěr
Tenkostěnné{0}díly s velkým{1}průměrem jsou konstrukčně účinné, aletepelně nestabilní během obrábění. Strategie adaptivní tepelné kompenzace Bishen v kombinaci s-detekcí obrysů v reálném čase a segmentovaným chlazením umožňuje vyrábět tyto náročné komponentyspolehlivě, opakovaně a přesně.
