Фон
В космическата и енергийната промишленост тънкостенните-пръстени с голям-диаметър-като корпуси на двигатели, съединителни пръстени и монтажни фланци-се използват широко поради тяхната лека структура и функционална ефективност. Въпреки това, поради техните геометрични пропорции (голям диаметър срещу малка дебелина), тези компоненти са силно чувствителни към температурно-предизвикана деформация по време на прецизна обработка.
Особено по време на вътрешни операции на отвора може да се задейства натрупване на топлинанелинейно топлинно разширение, причинявайки фини изкривявания, които оказват влияние върху заоблеността и точността на размерите на крайната част. За индустрии, изискващи точност на микрометър-ниво, това е предизвикателство, което не може да бъде пренебрегнато.
Предизвикателството
В тънко{0}}стенни части с ниска твърдост всяко увеличаване на времето за контакт на инструмента с детайла води до локално повишаване на температурата. Тъй като топлината не може да се разсейва равномерно през материала, неравномерните топлинни градиенти водят доне-равномерно разширение на материала. Това е особено проблематично в:
Високо{0}}скоростно пробиване и контуриранена вътрешните диаметри
Прекъснати съкращениякъдето възникват топлинни пикове
Довършителни операции, където дори леко овалване прави частта извън--толерантност
Традиционният подход на охлаждане и компенсация след -обработка вече не е достатъчен. Необходим е-контрол в реално време за справяне с тези динамични изкривявания.
Решението на Bishen: Интелигентна стратегия за термичен контрол
За да отговори на изискванията за термична стабилност на обработката на тънкостенни пръстени, Bishen разработимного{0}}фазна система за термичен контролинтегриран в неговите 5-осни портални платформи за обработка:
Термичен-наблюдение в реално време
Инфрачервени сензори с висока-чувствителност и вградени термодвойки непрекъснато проследяват генерирането на топлина в критичните зони-особено близо до зоната на отвора.
Стратегия за сегментирано охлаждане
Вместо постоянен поток на охлаждащата течност, системата динамично регулира интензитета на охлаждане чрез фаза на обработка-груба обработка, полу-обработка и крайна обработка. Това минимизира топлинния шок, като същевременно запазва стабилността на материала.
Лазерно профилиране за контурна обратна връзка
Без{0}}контактният лазерен скенер извършва непрекъснати проверки на профила по време на обработката. Ако възникнат отклонения от закръгленост или плоскост поради термично разширение, траекторията на инструмента се коригира автоматично в реално време.
След-задържане на температурата на обработка и окончателно подрязване
След груба обработка частите се държат при контролирана околна температура, за да се позволи термична релаксация. Лек проход за подстригване гарантира целостта на окончателните размери.
Резултати
| Елемент | Преди оптимизация | След Bishen Solution |
|---|---|---|
| Грешка закръгленост на отвора | 0,045 мм | 0,012 мм |
| Извън-от-коефициент на толерантност | 18% | < 2% |
| Стълб за вътрешно напрежение-Изрязване | Висок (остатъчно изкривяване) | Ниско (стабилно охлаждане) |
| Скорост на скрап | 11% | < 1.5% |
Случай на приложение: Съединителен пръстен на двигателя
Водещ доставчик на аерокосмическа техника Tier-1 се сблъска с висок процент скрап при обработкасъединителни пръстени на двигателя от алуминиева сплавс дебелина на стената само 4,2 mm и външен диаметър 780 mm. Деформацията на отвора достигна до 0,05 mm поради топлина,-предизвикана от рязане.
След прилагане на интегрирания процес на термичен контрол на Bishen:
Консистенцията на вътрешния диаметър е подобрена с над73%
Грешката на заоблеността беше запазена±0,01 мм
Износването на инструмента намалява с28%поради по-ниската топлина на рязане
Заключение
Тънкостенните части с голям-диаметър са структурно ефективни, нотермично нестабилен по време на обработка. Адаптивната стратегия за термична компенсация на Bishen, съчетана с -отчитане на контурите в реално време и сегментирано охлаждане, прави възможно производството на тези предизвикателни компонентинадеждно, многократно и точно.
