一, Tehnički princip: Zajednički rad između više-osnog povezivanja i-interpolacije u stvarnom vremenu
Geometrijski nelinearne površine čine složene površine. Njihova zakrivljenost i torzija se cijelo vrijeme mijenjaju ovisno o tome gdje se u prostoru nalaze. Budući da je os alata fiksna, tradicionalna obrada s tri-osi otežava sprječavanje poteškoća sa smetnjama i prekomjernim urezivanjem. Obrada povezivanja s pet-osi dodaje A/C (ili B) dvostruku os rotacije X/Y/Z tri-osi. To vam omogućuje promjenu osi alata u stvarnom vremenu s normalnim vektorom površine, što se naziva "dinamička kontrola vektora osi alata". Prilikom strojne obrade lopatica zrakoplovnog motora, na primjer, kut zakretanja osi alata mora se cijelo vrijeme držati unutar ± 60 stupnjeva. Standardni pristup kalibracije TCP (centralne točke alata) dat će vam netočnost položaja od 0,02 mm. S druge strane, algoritam RTCP (rotirajuća središnja točka alata) koristi transformaciju koordinata kako bi popravio pogrešku gibanja alatnog stroja i učinio pozicioniranje preciznijim unutar 0,005 mm.
Obrada s pet{0}}osi temelji se na-tehnologiji interpolacije u stvarnom vremenu. Tradicionalna izvanmrežna linearna interpolacija treba rastaviti površinu na puno sićušnih segmenata linije. Zbog toga su NC programske datoteke prevelike, a brzine obrade prespore. NURBS (Non Uniform Rational B{5}}Spline) algoritam interpolacije krivulje koriste moderni CNC sustavi za izravnu procjenu površina parametara u CAD modelima i pravljenje kontinuiranih putanja alata. Siemens 840D CNC sustav, na primjer, koristi NURBS-interpolaciju u stvarnom vremenu za smanjenje ciklusa interpolacije s 2ms na 0,5ms, što je ono što je potrebno za-brzu strojnu obradu. Prilagodljivi algoritam razmaka redova korišten je za obradu unutarnje ploče B-stupa novog energetskog vozila. Ovaj algoritam promijenio je veličinu koraka na temelju zakrivljenosti, što je smanjilo fluktuaciju preostale visine s 0,03 mm na 0,005 mm, poboljšalo vrijednost Ra hrapavosti površine s 0,8 μm na 0,4 μm, smanjilo koeficijent otpora za 0,02 i uštedjelo oko 50 L goriva po vozilu godišnje.
2, Glavna procedura je kontrola zatvorene-petlje od planiranja puta do optimizacije parametara.
1. Planiranje putanje alata
Kada obrađujete složene površine, trebate odabrati metode putanje na temelju oblika površine.
Pristup izometrijskog pomaka najbolje funkcionira na osnovnom terenu. Osigurava da su sve staze alata na istoj udaljenosti, iako može uzrokovati zaostale promjene visine na strmim mjestima.
Prilagodljiva obrada: mijenjanje gustoće putanje alata ovisno o tome koliko je površina zakrivljena. Na primjer, kada se radi na lopaticama visokotlačnog-kompresora za određenu vrstu zrakoplovnog motora, prilagodljivi algoritam automatski mijenja razmak linija s 0,5 mm na 0,2 mm u području gradijenta radijusa zakrivljenosti R12 mm na R3 mm. To sprječava da rezanje ode predaleko i izazove probleme.
Obrada konture: Napravite rute duž linija konture površine koje su dobre za strme površine. Tehnika konture korištena je kako bi se obrada ležaja nagiba lopatica vjetroturbine ubrzala, s 8 sati na 5 sati, a vijek trajanja alata produljen je za 30%.
2. Odabir pravih alata i postavljanje pravih parametara
Na kvalitetu obrade izravno utječu geometrijski parametri alata za rezanje:
Kuglasto glodalo: dobro za preciznu obradu slobodnih-površina, ali reže sporo i mogu se nakupiti strugotine. Prilikom strojne obrade određenog bloka cilindra motora od legure aluminija, koristi se kuglasto glodalo od tvrde legure. Brzina rezanja je postavljena na 1500 m/min, brzina posmaka je postavljena na 0,1 mm/zub, a vrijednost Ra hrapavosti površine je postavljena na 0,2 μm.
Glodalo s ravnim krajem dobro je za grubu obradu običnih površina jer brzo reže, ali može ostaviti neravnine na rubovima. Pri obradi određenog zupčanika mjenjača korištena su keramička glodala, a brzina rezanja je podignuta na 2000 m/min. Time je stopa uklanjanja materijala bila 40% brža.
Konusno glodalo izvrsno je za rezanje dubokih površina jer možete promijeniti kut konusa kako biste dobili najbolje uklanjanje strugotine. Konusno glodalo od 15 stupnjeva koristi se za strojnu obradu određene šupljine kalupa, a dubina rezanja se povećava s 5 mm na 8 mm. To čini obradu 25% učinkovitijom.
Kako biste dobili najbolje postavke rezanja, morate pronaći ravnotežu između kvalitete i učinkovitosti:
Brzina rezanja: kada radite s-legurama za visoke temperature, prebrzo rezanje može brzo istrošiti alat. Pri glodanju turbinskog diska od legure Inconel 718 korišteni su rezni alati obloženi AlTiN-, a brzina rezanja je održavana na 60 m/min. Zbog toga je alat trajao duže, od 15 minuta do 2 sata.
Brzina posmaka: Ako je brzina posmaka prebrza pri radu s aluminijskim legurama, to može lako uzrokovati greške u ljestvici. Brzina dodavanja za izradu nove baterije za energetsko vozilo promijenjena je s 1000 mm/min na 800 mm/min korištenjem parametara optimizacije metodologije odzivne površine. Vrijednost Ra hrapavosti površine također je smanjena s 0,8 μm na 0,4 μm.
Dubina rezanja: Kod strojne obrade legure titana, preduboko rezanje može lako izazvati otvrdnjavanje. Za izradu određene umjetne acetabularne čašice korišten je pristup slojevitog rezanja. Svaki je sloj izrezan na dubinu od 0,2 mm, a ukupna dubina rezanja promijenjena je s 1 mm na 0,8 mm, što je površinu učinilo tvrđom za 10%.
3, Odabir opreme: cijeli lanac, od točnosti alatnog stroja do sustava detekcije
1. Vrlo čvrst obradni centar s pet-osa
Za složeno površinsko rezanje, alatni strojevi moraju moći brzo reagirati i biti stabilni kada se zagriju. Na primjer, DMG MORI DMU 125 P alatni stroj s pet-osa ima tijelo od mineralnog lijevanog ležaja što ga čini 50% boljim u apsorpciji udara. Brzina vretena može doseći 20000 o/min, što je dovoljno brzo da zadovolji potrebe visoke-preciznosti strojne obrade lopatica motora zrakoplova. Nakon što je određena tvrtka koja proizvodi kalupe za automobile dobila ovu opremu, vrijeme potrebno za obradu šupljine kalupa se sa 120 sati povećalo na 48 sati, a cijena alata je pala za 35%.
2. Sustav za mjerenje i kompenzaciju online
Kako biste bili sigurni da je strojna obrada točna, važno je pratiti stvari u stvarnom vremenu i ispravljati sve pogreške. Renishaw REVO mjerna sonda s pet-osi koristi se za pronalaženje problema s profilom zuba na stroju prilikom obrade određenog zupčanika mjenjača. CNC tehnologija automatski nadoknađuje trošenje alata i toplinsku distorziju, što profil zuba čini preciznijim (od IT7 do IT6) i smanjuje buku prijenosa za 3 dB.
3. Dobar sustav za hlađenje i podmazivanje
Prilikom rezanja kompliciranih površina, temperatura na kojoj se alat i izradak dodiruju može brzo prijeći preko 800 stupnjeva, stoga se mora koristiti mikro podmazivanje (MQL) ili tehnologija hladnog zraka niske-temperature. Sustav MQL korišten je za strojnu obradu bloka motora od aluminijske legure. Ovo je smanjilo količinu potrebne tekućine za rezanje s 20L/h na 0,5L/h, udvostručilo vijek trajanja alata i smanjilo troškove strojne obrade za 40%.
4, Primjena u industriji: Korištenje znanja iz mnogih područja u svemu, od zrakoplovstva do novih energetskih vozila
1. Lopatice za zrakoplovne motore
Strojna obrada s peto{0}}osnim polugama koristi se na-visokotlačnoj lopatici kompresora određene vrste motora zrakoplova. Korištenjem NURBS interpolacije i adaptivnog planiranja putanje, točnost površine ide od ± 0,02 mm do ± 0,005 mm, potisak motora raste za 3%, a potrošnja goriva se smanjuje za 1,5%.
2. Baterija za nova energetska vozila
Posebna baterijska ladica izrađena je od 6061 aluminijske legure. Brzo-glodanje i tretman starenjem T6 podižu njegovu vlačnu čvrstoću s 280MPa na 380MPa, što zadovoljava potrebe sigurnosti i male težine.
3. Nosač za senzor inteligentne vožnje
Neki nosači laserskog radara sastavljeni su od legure titana. Moguće je smanjiti vrijednost Ra hrapavosti površine s 0,8 μm na 0,1 μm pomoću obrade s pet-osa i elektrokemijskog poliranja. Ovo također smanjuje gubitak prijenosa signala za 5% i poboljšava točnost pozicioniranja za 0,01 stupanj.
