一,Tehniskais princips: sadarbība starp vairāku{0}}asu sasaisti un reāllaika{1}}interpolāciju
Ģeometriski nelineāras virsmas veido sarežģītas virsmas. To izliekums un vērpes visu laiku mainās atkarībā no tā, kur tie atrodas telpā. Tā kā instrumenta ass ir fiksēta, tradicionālā trīs-asu apstrāde apgrūtina traucējumu un pārgriešanas traucējumu novēršanu. Piecu-ass savienojuma apstrāde pievieno A/C (vai B) dubulto rotācijas asi X/Y/Z trīs-asij. Tas ļauj reāllaikā mainīt instrumenta asi ar virsmas normālo vektoru, ko sauc par "rīka ass vektora dinamisko vadību". Apstrādājot, piemēram, aviācijas dzinēju asmeņus, instrumenta ass šūpošanās leņķim visu laiku jābūt ± 60 grādu robežās. Standarta TCP (instrumenta centra punkta) kalibrēšanas pieeja nodrošinās pozīcijas neprecizitāti 0,02 mm. No otras puses, RTCP (rotējoša instrumenta centra punkta) algoritms izmanto koordinātu transformāciju, lai labotu darbgalda kustības kļūdu un padarītu pozicionēšanu precīzāku ar precizitāti līdz 0,005 mm.
Piecu-asu apstrāde balstās uz-reāllaika interpolācijas tehnoloģiju. Tradicionālajai bezsaistes lineārajai interpolācijai virsma ir jāsadala daudzos sīkos līniju segmentos. Tas padara NC programmu failus par lielu un apstrādes ātrumu pārāk lēnu. NURBS (Non Uniform Rational B-Spline) līknes interpolācijas algoritms tiek izmantots mūsdienu CNC sistēmās, lai tieši novērtētu parametru virsmas CAD modeļos un izveidotu nepārtrauktus instrumentu ceļus. Piemēram, Siemens 840D CNC sistēma izmanto NURBS reāllaika{8}}interpolāciju, lai samazinātu interpolācijas ciklu no 2 ms uz 0,5 ms, kas ir nepieciešams liela ātruma apstrādei. Adaptīvs rindstarpas algoritms tika izmantots, lai apstrādātu jauna enerģijas transportlīdzekļa B{13}}pīlāra iekšējo paneli. Šis algoritms mainīja pakāpiena izmēru, pamatojoties uz izliekumu, kas samazināja atlikušā augstuma svārstības no 0,03 mm līdz 0,005 mm, uzlaboja virsmas raupjuma Ra vērtību no 0,8 μm līdz 0,4 μm, samazināja pretestības koeficientu par 0,02 un ietaupīja aptuveni 50 l degvielas gadā.
2. Galvenā procedūra ir slēgta-cilpas vadība no ceļa plānošanas līdz parametru optimizēšanai.
1. Instrumenta ceļa plānošana
Apstrādājot sarežģītas virsmas, jums jāizvēlas ceļa metodes, pamatojoties uz virsmas formu.
Izometriskās nobīdes pieeja vislabāk darbojas pamata reljefā. Tas nodrošina, ka instrumenta ceļi atrodas vienādā attālumā, lai gan tas var izraisīt atlikušās augstuma izmaiņas stāvās vietās.
Adaptīvā apstrāde: instrumenta ceļa blīvuma maiņa atkarībā no virsmas izliekuma. Piemēram, strādājot ar augstspiediena Tas pasargā no griešanas pārāk tālu un nerada problēmas.
Kontūras apstrāde: izveidojiet maršrutus pa virsmas kontūras līnijām, kas ir piemērotas stāvām virsmām. Kontūras tehnika tika izmantota, lai paātrinātu vēja turbīnas lāpstiņu slīpuma gultņa apstrādi, no 8 stundām līdz 5 stundām, un instrumenta kalpošanas laiks tika pagarināts par 30%.
2. Pareizo instrumentu izvēle un pareizo parametru iestatīšana
Apstrādes kvalitāti tieši ietekmē griezējinstrumenta ģeometriskie parametri:
Lodīšu gala frēze: piemērota precīzai brīvas -formas virsmu apstrādei, taču tā griež lēni un var veidoties skaidas. Apstrādājot konkrētu alumīnija sakausējuma dzinēja cilindru bloku, tiek izmantota cieta sakausējuma lodveida gala frēze. Griešanas ātrums ir iestatīts uz 1500 m/min, padeves ātrums ir iestatīts uz 0,1 mm/zobu, un virsmas raupjuma Ra vērtība ir iestatīta uz 0,2 μm.
Plakanā gala frēze ir piemērota parastu virsmu raupjai apstrādei, jo tā griež ātri, taču tā var atstāt malas. Apstrādājot noteiktu pārnesumkārbas zobratu, tika izmantoti keramikas plakangalu frēzes, un griešanas ātrums tika palielināts līdz 2000 m/min. Tas padarīja materiālu noņemšanas ātrumu par 40% ātrāku.
Koniskā frēze ir lieliski piemērota dziļu dobumu virsmu griešanai, jo varat mainīt konusa leņķi, lai iegūtu vislabāko skaidu noņemšanu. Konkrētas veidnes dobuma apstrādei tiek izmantots 15 grādu konusveida frēzes, un griešanas dziļums tiek palielināts no 5 mm līdz 8 mm. Tas padara apstrādi par 25% efektīvāku.
Lai iegūtu vislabākos griešanas iestatījumus, jums jāatrod līdzsvars starp kvalitāti un efektivitāti:
Griešanas ātrums: strādājot ar augstas{0}}temperatūras sakausējumiem, pārāk ātra griešana var ātri nolietot instrumentus. Frēzējot Inconel 718 sakausējuma turbīnas disku, tika izmantoti AlTiN-pārklāti griezējinstrumenti, un griešanas ātrums tika saglabāts 60 m/min. Tādējādi instruments kalpoja ilgāk, no 15 minūtēm līdz 2 stundām.
Padeves ātrums: ja, strādājot ar alumīnija sakausējumiem, padeves ātrums ir pārāk ātrs, tas var viegli izraisīt mēroga defektus. Padeves ātrums jauna enerģijas transportlīdzekļa akumulatora paliktņa izgatavošanai tika mainīts no 1000 mm/min uz 800 mm/min, izmantojot reakcijas virsmas metodoloģijas optimizācijas parametrus. Arī virsmas raupjuma Ra vērtība tika pazemināta no 0,8 μm līdz 0,4 μm.
Griešanas dziļums: Apstrādājot titāna sakausējumu, pārāk dziļa griešana var viegli izraisīt darba sacietēšanu. Lai izgatavotu noteiktu mākslīgo acetabular kausu, tika izmantota slāņveida griešana. Katrs slānis tika nogriezts līdz 0,2 mm dziļumam, un kopējais griešanas dziļums tika mainīts no 1 mm uz 0,8 mm, kas padarīja virsmu par 10% cietāku.
3, aprīkojuma izvēle: visa ķēde, sākot no darbgalda precizitātes līdz noteikšanas sistēmai
1. Ļoti stingrs piecu-asu apstrādes centrs
Sarežģītai virsmu griešanai darbgaldiem ir jāspēj ātri reaģēt un būt stabiliem, kad tie kļūst karsti. Piemēram, DMG MORI DMU 125 P piecu-asu darbgaldam ir minerālu pamatnes korpuss, kas ļauj par 50% labāk absorbēt triecienus. Vārpstas ātrums var sasniegt 20 000 apgr./min, kas ir pietiekami ātrs, lai atbilstu augstas-precīzas lidmašīnu dzinēju lāpstiņu apstrādes vajadzībām. Pēc tam, kad kāds uzņēmums, kas ražo veidnes automašīnām, ieguva šo aprīkojumu, veidņu dobuma apstrādei nepieciešamais laiks no 120 stundām pieauga līdz 48 stundām, un instrumentu izmaksas samazinājās par 35%.
2. Mērīšanas un kompensācijas sistēma tiešsaistē
Lai pārliecinātos, ka apstrāde ir precīza, ir svarīgi sekot līdzi lietām reāllaikā un izlabot visas kļūdas. Renishaw REVO piecu-asu mērīšanas zonde tiek izmantota, lai atrastu mašīnas zobu profila problēmas, apstrādājot noteiktu pārnesumkārbas pārnesumu. CNC tehnoloģija automātiski kompensē instrumenta nodilumu un termiskos kropļojumus, kas padara zoba profilu precīzāku (no IT7 līdz IT6) un samazina pārraides troksni par 3 dB.
3. Laba sistēma dzesēšanai un eļļošanai
Griežot sarežģītas virsmas, darbarīka un sagataves saskares temperatūra var ātri pārsniegt 800 grādus, tāpēc ir jāizmanto mikroeļļošana (MQL) vai zemas temperatūras aukstā gaisa tehnoloģija. MQL sistēma tika izmantota alumīnija sakausējuma dzinēja cilindru bloka apstrādei. Tas samazināja griešanas šķidruma daudzumu no 20 l/h līdz 0,5 l/h, dubultoja instrumenta kalpošanas laiku un samazināja apstrādes izdevumus par 40%.
4, pielietojums nozarē: zināšanu izmantošana no daudzām jomām, sākot no kosmosa līdz jauniem enerģijas transportlīdzekļiem
1. Asmeņi gaisa kuģu dzinējiem
Piecu-asu savienojuma apstrāde tiek izmantota noteikta tipa gaisa kuģa dzinēja-augstspiediena kompresora lāpstiņai. Izmantojot NURBS interpolāciju un adaptīvo ceļa plānošanu, virsmas precizitāte palielinās no ± 0,02 mm līdz ± 0,005 mm, dzinēja vilce palielinās par 3%, bet degvielas patēriņš samazinās par 1,5%.
2. Akumulatora paliktnis jauniem enerģijas transportlīdzekļiem
Īpašs akumulatora paliktnis ir izgatavots no 6061 alumīnija sakausējuma. Ātrgaitas frēzēšana un T6 novecošanas apstrāde palielina tā stiepes izturību no 280 MPa līdz 380 MPa, kas atbilst gan drošības, gan vieglā svara prasībām.
3. Kronšteins viedajam braukšanas sensoram
Daži lāzera radara kronšteini ir izgatavoti no titāna sakausējuma. Ir iespējams samazināt virsmas raupjuma Ra vērtību no 0,8 μm līdz 0,1 μm, izmantojot piecu-asu apstrādi un elektroķīmisko pulēšanu. Tas arī samazina signāla pārraides zudumu par 5% un uzlabo pozicionēšanas precizitāti par 0,01 grādu.
