一, Технически принцип: Съвместна работа между много{0}}осово свързване и-интерполация в реално време
Геометрично нелинейните повърхности съставляват сложни повърхности. Тяхната кривина и усукване се променят през цялото време в зависимост от това къде се намират в пространството. Тъй като оста на инструмента е фиксирана, традиционната обработка с три-оси затруднява предотвратяването на трудности с намеса и надрязване. Пет{4}}осовата механична обработка добавя A/C (или B) двойна ос на въртене към три-осите X/Y/Z. Това ви позволява да променяте оста на инструмента в реално време с нормалния вектор на повърхността, което се нарича „динамично управление на вектора на оста на инструмента“. Когато обработвате лопатки на авиационни двигатели, например, ъгълът на завъртане на оста на инструмента трябва да се поддържа в рамките на ± 60 градуса през цялото време. Стандартният подход за калибриране на TCP (централна точка на инструмента) ще ви даде неточност на позицията от 0,02 mm. Алгоритъмът RTCP (въртяща се централна точка на инструмента), от друга страна, използва координатна трансформация, за да коригира грешката при движение на машинния инструмент и да направи позиционирането по-точно до 0,005 mm.
Пет{0}}осовата обработка се основава на-технология за интерполация в реално време. Традиционната офлайн линейна интерполация трябва да раздели повърхността на много малки линейни сегменти. Това прави програмните файлове с NC твърде големи и скоростите на обработка твърде бавни. Алгоритъмът за интерполация на кривата NURBS (Non Uniform Rational B-Spline) се използва от съвременните CNC системи за директно оценяване на параметричните повърхности в CAD модели и създаване на непрекъснати траектории на инструмента. CNC системата Siemens 840D, например, използва интерполация-NURBS в реално време, за да намали цикъла на интерполация от 2ms на 0,5ms, което е необходимо за високо{11}}скоростна обработка. Използван е адаптивен алгоритъм за разстояние между редовете за обработка на вътрешния панел на B-колона на ново енергийно превозно средство. Този алгоритъм промени размера на стъпката въз основа на кривината, което намали остатъчната флуктуация на височината от 0,03 mm на 0,005 mm, подобри стойността на грапавостта на повърхността Ra от 0,8 μm на 0,4 μm, намали коефициента на съпротивление с 0,02 и спести около 50 L гориво на превозно средство годишно.
2, Основната процедура е управление на затворен-контур от планиране на пътя до оптимизиране на параметрите.
1. Планиране на пътя на инструмента
Когато обработвате сложни повърхности, трябва да изберете методи за траектория въз основа на формата на повърхността.
Изометричният офсетен подход работи най-добре на основен терен. Той гарантира, че траекториите на инструментите са на еднакво разстояние един от друг, въпреки че може да причини остатъчни промени във височината на стръмни места.
Адаптивна обработка: промяна на плътността на траекторията на инструмента в зависимост от това колко извита е повърхността. Например, когато работите върху лопатки на компресор с високо{1}}налягане за определен тип авиационен двигател, адаптивен алгоритъм автоматично променя разстоянието между линиите от 0,5 mm на 0,2 mm в областта на градиента на радиуса на кривината R12 mm до R3 mm. Това предпазва рязането да не отиде твърде далеч и да причини проблеми.
Контурна обработка: Направете маршрути по линиите на контура на повърхността, които са подходящи за стръмни повърхности. Техниката на контура беше използвана, за да направи обработката на стъпковия лагер на лопатката на вятърна турбина по-бърза, преминавайки от 8 часа на 5 часа, а животът на инструмента беше удължен с 30%.
2. Избор на правилните инструменти и задаване на правилните параметри
Качеството на обработка се влияе пряко от геометричните параметри на режещия инструмент:
Фреза със сферичен край: добра за прецизна обработка на свободни-формирани повърхности, но реже бавно и може да се натрупат стружки. Когато се обработва конкретен цилиндров блок на двигателя от алуминиева сплав, се използва фреза от твърда сплав със сферична фреза. Скоростта на рязане е настроена на 1500 m/min, скоростта на подаване е настроена на 0,1 mm/зъб, а стойността на грапавостта на повърхността Ra е настроена на 0,2 μm.
Фрезата с плосък край е добра за груба обработка на обикновени повърхности, защото реже бързо, но може да остави неравности по ръбовете. При обработката на определено зъбно колело на скоростната кутия бяха използвани керамични фрезови фрези с плосък край и скоростта на рязане беше повишена до 2000 m/min. Това направи скоростта на отстраняване на материала с 40% по-бърза.
Коничната фреза е чудесна за рязане на повърхности с дълбоки кухини, тъй като можете да промените ъгъла на конуса, за да получите най-доброто отстраняване на стружките. 15-градусова конусна фреза се използва за обработка на специфична кухина на формата и дълбочината на рязане се повишава от 5 mm на 8 mm. Това прави обработката с 25% по-ефективна.
За да получите най-добрите настройки за рязане, трябва да намерите баланс между качество и ефективност:
Скорост на рязане: Когато работите с високо{0}}температурни сплави, твърде бързото рязане може бързо да износи инструментите. При фрезоване на турбинен диск от сплав Inconel 718 бяха използвани режещи инструменти с AlTiN- покритие и скоростта на рязане беше поддържана на 60 m/min. Това направи инструмента по-дълъг, от 15 минути до 2 часа.
Скорост на подаване: Ако скоростта на подаване е твърде висока при работа с алуминиеви сплави, това може лесно да причини дефекти в мащаба. Скоростта на подаване за направата на нова тава за батерии на енергийни превозни средства беше променена от 1000 mm/min на 800 mm/min с помощта на параметрите за оптимизиране на методологията на реакцията. Стойността Ra на грапавостта на повърхността също беше намалена от 0,8 μm на 0,4 μm.
Дълбочина на рязане: Когато обработвате титаниева сплав, твърде дълбокото рязане може лесно да предизвика втвърдяване при работа. За направата на определена изкуствена чаша на ацетабулума е използван подход на послойно рязане. Всеки слой беше изрязан на дълбочина от 0,2 mm, а общата дълбочина на рязане беше променена от 1 mm на 0,8 mm, което направи повърхността с 10% по-твърда.
3, Избор на оборудване: цялата верига, от точността на машинния инструмент до системата за откриване
1. Много здрав пет-осен обработващ център
За сложно повърхностно рязане машинните инструменти трябва да могат да реагират бързо и да са стабилни, когато се нагорещят. Например DMG MORI DMU 125 P пет{2}}осна металообработваща машина има тяло от минерална отливка, което го прави с 50% по-добър при абсорбиране на удари. Скоростта на шпиндела може да достигне 20000 об./мин., което е достатъчно бързо, за да отговори на нуждите от висока-прецизна обработка на лопатките на самолетните двигатели. След като определена компания, която произвежда форми за автомобили, получи това оборудване, времето, необходимо за обработка на кухината на формата, премина от 120 часа на 48 часа, а цената на инструментите падна с 35%.
2. Система за измерване и компенсация онлайн
За да сте сигурни, че машинната обработка е точна, е важно да следите нещата в реално време и да коригирате всички грешки. Измервателната сонда Renishaw REVO с пет-оси се използва за откриване на проблеми с профила на зъбите на машината при обработка на дадено зъбно колело на скоростната кутия. CNC технологията автоматично компенсира износването на инструмента и термичното изкривяване, което прави профила на зъбите по-точен (от IT7 до IT6) и намалява шума при предаване с 3dB.
3. Добра система за охлаждане и смазване
При рязане на сложни повърхности температурата, при която инструментът и обработваният детайл се допират, може бързо да надхвърли 800 градуса, следователно трябва да се използва микросмазване (MQL) или технология със студен въздух при ниска-температура. Системата MQL е използвана за обработка на цилиндров блок на двигателя от алуминиева сплав. Това намали необходимото количество течност за рязане от 20 L/h на 0,5 L/h, удвои живота на инструмента и намали разходите за обработка с 40%.
4, Индустриално приложение: Използване на знания от много области във всичко - от космическото пространство до нови енергийни превозни средства
1. Лопатки за авиационни двигатели
Пет{0}}осева механична обработка се използва върху-лопатката на компресора с високо налягане на определен тип авиационен двигател. Използвайки NURBS интерполация и адаптивно планиране на пътя, точността на повърхността преминава от ± 0,02 mm до ± 0,005 mm, тягата на двигателя се увеличава с 3%, а потреблението на гориво намалява с 1,5%.
2. Батерия за превозни средства с нова енергия
Специална тава за батерии е изградена от алуминиева сплав 6061. Високо{2}}скоростното фрезоване и обработката на стареене T6 повишават якостта му на опън от 280MPa на 380MPa, което отговаря на нуждите както за безопасност, така и за леко тегло.
3. Скоба за сензора за интелигентно шофиране
Някои скоби за лазерен радар са съставени от титаниева сплав. Възможно е да се намали стойността Ra на грапавостта на повърхността от 0,8 μm до 0,1 μm, като се използва пет-осова обработка и електрохимично полиране. Това също намалява загубата на сигнал при предаване с 5% и подобрява точността на позициониране с 0,01 градуса.
