Lý lịch
Trong ngành hàng không vũ trụ và năng lượng, các vòng có thành mỏng-có đường kính{1}}mỏng-lớn-chẳng hạn như vỏ động cơ, vòng nối và mặt bích lắp-được sử dụng rộng rãi do cấu trúc nhẹ và hiệu quả chức năng của chúng. Tuy nhiên, do tỷ lệ hình học của chúng (đường kính lớn so với độ dày nhỏ), các bộ phận này rất nhạy cảm với biến dạng do nhiệt độ-gây ra trong quá trình gia công chính xác.
Đặc biệt trong quá trình vận hành lỗ khoan bên trong, sự tích tụ nhiệt có thể gây ragiãn nở nhiệt phi tuyến, gây ra những biến dạng nhỏ ảnh hưởng đến độ tròn và độ chính xác về kích thước của phần cuối cùng. Đối với các ngành yêu cầu độ chính xác-đến micromet, đây là một thách thức không thể bỏ qua.
Thử thách
Ở các bộ phận có thành mỏng có độ cứng thấp, bất kỳ sự gia tăng thời gian tiếp xúc giữa dụng cụ và phôi đều dẫn đến tăng nhiệt độ cục bộ. Vì nhiệt không thể tản đều trên vật liệu nên độ dốc nhiệt không đồng đều dẫn đếnmở rộng vật liệu không-đồng nhất. Điều này đặc biệt có vấn đề ở:
-tốc độ doa và tạo đường nét caođường kính trong
Cắt gián đoạnnơi xảy ra hiện tượng tăng đột biến nhiệt
Hoạt động hoàn thiện, trong đó ngay cả một hình bầu dục nhẹ cũng khiến phần đó trở nên-không-có thể chịu đựng được
Cách tiếp cận truyền thống về làm mát và bù đắp-gia công sau không còn đủ nữa. Cần có sự kiểm soát thời gian thực-để xử lý những biến dạng động này.
Giải pháp của Bishen: Chiến lược kiểm soát nhiệt thông minh
Để đáp ứng nhu cầu về độ ổn định nhiệt của gia công vòng-có thành mỏng, Bishen đã phát triển mộthệ thống điều khiển nhiệt nhiều phađược tích hợp vào nền tảng gia công giàn 5 trục:
Giám sát nhiệt theo thời gian thực-
Cảm biến hồng ngoại-có độ nhạy cao và cặp nhiệt điện nhúng liên tục theo dõi quá trình sinh nhiệt tại các vùng quan trọng-đặc biệt là gần khu vực lỗ khoan.
Chiến lược làm mát theo phân đoạn
Thay vì lưu lượng chất làm mát không đổi, hệ thống sẽ tự động điều chỉnh cường độ làm mát bằng các giai đoạn gia công-gia công thô, bán tinh-và tinh. Điều này giảm thiểu sốc nhiệt trong khi vẫn duy trì sự ổn định của vật liệu.
Lập hồ sơ bằng laser cho phản hồi đường viền
Máy quét laze không tiếp xúc-thực hiện kiểm tra biên dạng liên tục trong quá trình gia công. Nếu xảy ra sai lệch so với độ tròn hoặc độ phẳng do giãn nở nhiệt, đường chạy dao sẽ tự động được điều chỉnh theo thời gian thực.
Đăng-Giữ nhiệt độ gia công & Cắt xén lần cuối
Sau khi gia công thô, các bộ phận được giữ ở nhiệt độ môi trường được kiểm soát để cho phép thư giãn nhiệt. Một đường cắt tỉa nhẹ đảm bảo tính toàn vẹn chiều cuối cùng.
Kết quả
| Mục | Trước khi tối ưu hóa | Sau giải pháp Bishen |
|---|---|---|
| Lỗi độ tròn lỗ khoan | 0,045mm | 0,012mm |
| Tỷ lệ dung sai vượt quá-của- | 18% | < 2% |
| Bài viết căng thẳng nội bộ-Cắt | Cao (cong vênh dư) | Thấp (Làm mát ổn định) |
| Tỷ lệ phế liệu | 11% | < 1.5% |
Trường hợp ứng dụng: Vòng kết nối động cơ
Một nhà cung cấp cấp 1 hàng đầu về hàng không vũ trụ phải đối mặt với tỷ lệ phế liệu cao khi gia côngvòng nối động cơ hợp kim nhômvới độ dày thành chỉ 4,2 mm và đường kính ngoài 780 mm. Biến dạng lỗ khoan lên tới 0,05 mm do nhiệt gây ra do cắt.
Sau khi thực hiện quy trình kiểm soát nhiệt tích hợp của Bishen:
Tính nhất quán của đường kính trong được cải thiện hơn73%
Lỗi độ tròn được giữ trong±0,01 mm
Độ mài mòn của dụng cụ giảm đi28%do nhiệt cắt thấp hơn
Phần kết luận
Các bộ phận có đường kính-có tường mỏng{1}}có đường kính lớn có hiệu quả về mặt cấu trúc nhưngnhiệt không ổn định trong quá trình gia công. Chiến lược bù nhiệt thích ứng của Bishen, kết hợp với-cảm biến đường viền theo thời gian thực và làm mát theo phân đoạn, giúp có thể sản xuất các bộ phận đầy thách thức nàyđáng tin cậy, lặp đi lặp lại và chính xác.
