一, Tehnični princip: Sodelovanje med več-osno povezavo in realno{1}}interpolacijo
Geometrično nelinearne površine sestavljajo kompleksne površine. Njihova ukrivljenost in torzija se ves čas spreminjata glede na to, kje v prostoru se nahajajo. Ker je os orodja fiksna, je zaradi tradicionalne tri{2}}osne obdelave težko preprečiti težave z motnjami in prerezovanjem. Obdelovanje pet{4}}osne povezave doda dvojno rotacijsko os A/C (ali B) tri-osi X/Y/Z. To vam omogoča spreminjanje osi orodja v realnem času z normalnim vektorjem površine, kar se imenuje "dinamični nadzor vektorja osi orodja". Pri obdelavi lopatic letalskih motorjev je treba na primer kot nihanja osi orodja ves čas ohranjati znotraj ± 60 stopinj. Standardni pristop kalibracije TCP (tool center point) vam bo dal netočnost položaja 0,02 mm. Algoritem RTCP (vrtljiva središčna točka orodja) po drugi strani uporablja transformacijo koordinat, da popravi napako gibanja strojnega orodja in naredi pozicioniranje natančnejše do 0,005 mm.
Pet{0}}osna obdelava temelji na-tehnologiji interpolacije v realnem času. Tradicionalna linearna interpolacija brez povezave mora površino razdeliti na veliko drobnih linijskih segmentov. Zaradi tega so programske datoteke NC prevelike in hitrosti obdelave prepočasne. Algoritem za interpolacijo krivulje NURBS (Non Uniform Rational B-Spline) sodobni sistemi CNC uporabljajo za neposredno ovrednotenje površin parametrov v modelih CAD in ustvarjanje zveznih poti orodja. CNC-sistem Siemens 840D na primer uporablja realnočasovno-interpolacijo NURBS za zmanjšanje interpolacijskega cikla z 2 ms na 0,5 ms, kar potrebuje-hitro obdelava. Prilagodljivi algoritem za razmik med vrstami je bil uporabljen za obdelavo notranje plošče B-stebrička vozila z novo energijo. Ta algoritem je spremenil velikost koraka na podlagi ukrivljenosti, kar je znižalo preostalo nihanje višine z 0,03 mm na 0,005 mm, izboljšalo vrednost Ra površinske hrapavosti z 0,8 μm na 0,4 μm, znižalo koeficient upora za 0,02 in prihranilo približno 50 L goriva na vozilo na leto.
2, Glavni postopek je nadzor-zanke od načrtovanja poti do optimizacije parametrov.
1. Načrtovanje poti orodja
Pri obdelavi kompleksnih površin morate izbrati metode poti glede na obliko površine.
Pristop izometričnega odmika najbolje deluje na osnovnem terenu. Zagotavlja, da so vse poti orodja na enaki razdalji, čeprav lahko povzroči preostale spremembe višine na strmih mestih.
Prilagodljiva obdelava: spreminjanje gostote poti orodja glede na to, kako ukrivljena je površina. Na primer, ko delate na visoko{1}}kompresorskih lopaticah za določen tip letalskega motorja, prilagodljivi algoritem samodejno spremeni razmik med črtami z 0,5 mm na 0,2 mm v območju gradienta radija ukrivljenosti R12 mm na R3 mm. Tako preprečite, da bi šlo rezanje predaleč in povzročilo težave.
Konturna obdelava: Naredite poti vzdolž linij konture površine, ki so primerne za strme površine. Tehnika konture je bila uporabljena za hitrejšo obdelavo ležaja nagiba lopatic vetrne turbine z 8 ur na 5 ur, življenjska doba orodja pa se je podaljšala za 30 %.
2. Izbira pravih orodij in nastavitev pravih parametrov
Na kakovost obdelave neposredno vplivajo geometrijski parametri rezalnega orodja:
Rezkalo s krogličnim koncem: dobro za natančno obdelavo prostih-površin, vendar reže počasi in lahko se naberejo ostružki. Pri obdelavi določenega bloka cilindrov motorja iz aluminijeve zlitine se uporablja kroglično rezkalo iz trde zlitine. Hitrost rezanja je nastavljena na 1500 m/min, hitrost pomika je nastavljena na 0,1 mm/zob, vrednost površinske hrapavosti Ra pa je nastavljena na 0,2 μm.
Rezkalo z ravnim koncem je dobro za grobo obdelavo navadnih površin, ker hitro reže, vendar lahko na robovih pusti robove. Pri obdelavi določenega zobnika menjalnika so uporabili keramične ploščate rezkare, hitrost rezanja pa dvignili na 2000 m/min. Tako je bila stopnja odstranjevanja materiala 40 % hitrejša.
Stožčasti rezkar je odličen za rezanje površin z globokimi vdolbinami, saj lahko spremenite kot stožca za najboljše odstranjevanje ostružkov. 15-stopinjsko stožčasto rezkalo se uporablja za strojno obdelavo določene votline kalupa, globina reza pa se poveča s 5 mm na 8 mm. Zaradi tega je obdelava 25 % učinkovitejša.
Če želite doseči najboljše nastavitve rezanja, morate najti ravnovesje med kakovostjo in učinkovitostjo:
Hitrost rezanja: pri delu z visoko{0}}temperaturnimi zlitinami lahko prehitro rezanje hitro obrabi orodje. Pri rezkanju turbinskega diska iz zlitine Inconel 718 so bila uporabljena rezalna orodja, prevlečena z AlTiN-, hitrost rezanja pa je bila 60 m/min. Zaradi tega je orodje trajalo dlje, od 15 minut do 2 ur.
Hitrost podajanja: Če je hitrost podajanja prehitra pri delu z aluminijevimi zlitinami, lahko zlahka povzroči napake v skali. Hitrost podajanja za izdelavo novega akumulatorskega pladnja za energijsko vozilo je bila spremenjena s 1000 mm/min na 800 mm/min z uporabo parametrov optimizacije metodologije odzivne površine. Vrednost površinske hrapavosti Ra je bila tudi znižana z 0,8 μm na 0,4 μm.
Globina reza: Pri obdelavi titanove zlitine lahko pregloboko rezanje zlahka povzroči utrjevanje. Za izdelavo določene umetne acetabularne čašice je bil uporabljen slojevit pristop rezanja. Vsaka plast je bila odrezana do globine 0,2 mm, celotna globina reza pa je bila spremenjena z 1 mm na 0,8 mm, zaradi česar je bila površina za 10 % trša.
3, Izbira opreme: celotna veriga, od natančnosti obdelovalnega stroja do sistema zaznavanja
1. Zelo tog pet{1}}osni obdelovalni center
Za kompleksno površinsko rezanje se morajo strojna orodja hitro odzvati in biti stabilna, ko se segrejejo. Na primer, petosno obdelovalno orodje DMG MORI DMU 125 P ima ohišje postelje iz mineralne litine, zaradi česar je 50 % boljše pri blaženju udarcev. Hitrost vretena lahko doseže 20000 vrtljajev na minuto, kar je dovolj hitro, da zadosti visoko{6}}potrebam po natančni obdelavi rezil letalskih motorjev. Potem ko je določeno podjetje, ki izdeluje kalupe za avtomobile, dobilo to opremo, se je čas, potreben za obdelavo votline kalupa, povečal s 120 ur na 48 ur, stroški orodja pa so se znižali za 35 %.
2. Sistem za merjenje in kompenzacijo na spletu
Da bi zagotovili natančnost strojne obdelave, je pomembno, da spremljate stvari v realnem času in odpravite morebitne napake. Petosna merilna glava Renishaw REVO-se uporablja za iskanje težav s profilom zob na stroju pri obdelavi določenega zobnika menjalnika. Tehnologija CNC samodejno nadomesti obrabo orodja in toplotno popačenje, zaradi česar je profil zob natančnejši (od IT7 do IT6) in zmanjša hrup pri prenosu za 3 dB.
3. Dober sistem za hlajenje in mazanje
Pri rezanju zapletenih površin lahko temperatura, kjer se orodje in obdelovanec dotikata, hitro preseže 800 stopinj, zato je treba uporabiti mikro mazanje (MQL) ali tehnologijo nizko-temperaturnega hladnega zraka. Sistem MQL je bil uporabljen za strojno obdelavo bloka cilindrov motorja iz aluminijeve zlitine. To je zmanjšalo količino potrebne rezalne tekočine z 20 L/h na 0,5 L/h, podvojilo življenjsko dobo orodja in zmanjšalo stroške obdelave za 40 %.
4, Industrijska uporaba: uporaba znanja s številnih področij na vseh področjih, od letalstva do vozil z novo energijo
1. Lopatice za letalske motorje
Pet{0}}osna obdelava se uporablja na lopatici visokotlačnega-kompresorja določene vrste letalskega motorja. Z uporabo interpolacije NURBS in prilagodljivega načrtovanja poti gre natančnost površine od ± 0,02 mm do ± 0,005 mm, potisk motorja se poveča za 3 %, poraba goriva pa se zmanjša za 1,5 %.
2. Pladenj za baterije za nova energetska vozila
Poseben pladenj za baterije je izdelan iz aluminijeve zlitine 6061. Visoko-hitrost rezkanja in obdelava s staranjem T6 dvigneta njegovo natezno trdnost z 280 MPa na 380 MPa, kar izpolnjuje potrebe po varnosti in majhni teži.
3. Nosilec za senzor inteligentne vožnje
Nekateri nosilci laserskih radarjev so sestavljeni iz titanove zlitine. Z uporabo pet{3}}osne obdelave in elektrokemičnega poliranja je mogoče znižati vrednost Ra površinske hrapavosti z 0,8 μm na 0,1 μm. To prav tako zmanjša izgubo signala za 5 % in izboljša natančnost pozicioniranja za 0,01 stopinje.
