Aṣa Irin Awọn ẹya ara ẹrọ pẹlu 5-Axis Machining
Aṣa Irin Awọn ẹya ara ẹrọ pẹlu 5-Axis Machining
Onkọwe:PFT, Shenzhen
Áljẹ́rà:Awọn ibeere iṣelọpọ ti ilọsiwaju ni idiju pupọ si, awọn paati irin ti konge giga kọja afẹfẹ, iṣoogun, ati awọn apa agbara. Itupalẹ yii ṣe iṣiro awọn agbara ti iṣakoso nọmba kọnputa 5-axis igbalode (CNC) ni ṣiṣe awọn ibeere wọnyi. Lilo ala-ilẹ geometries asoju ti awọn impellers eka ati awọn abẹfẹlẹ tobaini, awọn idanwo ẹrọ ni a ṣe ni ifiwera 5-axis dipo awọn ọna 3-axis ibile lori titanium-ite-ofurufu (Ti-6Al-4V) ati irin alagbara (316L). Awọn abajade ṣe afihan idinku 40-60% ni akoko ṣiṣe ẹrọ ati imudara dada (Ra) ti o to 35% pẹlu sisẹ 5-axis, ti o jẹ iyasọtọ si awọn iṣeto ti o dinku ati iṣalaye ọpa iṣapeye. Imọye jiometirika fun awọn ẹya laarin ± 0.025mm ifarada pọsi nipasẹ 28% ni apapọ. Lakoko ti o nilo oye pataki siseto iwaju ati idoko-owo, ẹrọ 5-axis jẹ ki iṣelọpọ igbẹkẹle ti awọn geometries ti ko ṣee ṣe tẹlẹ pẹlu ṣiṣe giga ati ipari. Awọn agbara wọnyi ṣe ipo imọ-ẹrọ 5-axis bi pataki fun iye-giga, iṣelọpọ ẹya ara aṣa aṣa eka.
1. Ifihan
Wakọ ailopin fun iṣapeye iṣẹ kọja awọn ile-iṣẹ bii afẹfẹ (fẹẹrẹfẹ fẹẹrẹ, awọn ẹya ti o lagbara), iṣoogun (ti o nilo ibaramu biocompatible, awọn aranmo alaisan-pato), ati agbara (nilo awọn ohun elo mimu mimu eka) ti ti ti awọn aala ti idiju apakan irin. Ibile 3-axis CNC machining, ti o ni ihamọ nipasẹ iraye si ohun elo to lopin ati awọn iṣeto ti o nilo pupọ, awọn ijakadi pẹlu awọn elegbegbe intricate, awọn cavities ti o jinlẹ, ati awọn ẹya ti o nilo awọn igun agbo. Awọn idiwọn wọnyi ja si ni deede gbogun, awọn akoko iṣelọpọ ti o gbooro, awọn idiyele ti o ga julọ, ati awọn ihamọ apẹrẹ. Ni ọdun 2025, agbara lati ṣe iṣelọpọ eka pupọ, awọn ẹya irin pipe daradara kii ṣe igbadun mọ ṣugbọn iwulo ifigagbaga. Ẹrọ 5-axis CNC ti ode oni, nfunni ni iṣakoso nigbakanna ti awọn aake laini mẹta (X, Y, Z) ati awọn aake iyipo meji (A, B tabi C), ṣafihan ojutu iyipada kan. Imọ-ẹrọ yii ngbanilaaye ohun elo gige lati sunmọ iṣẹ-iṣẹ lati fere eyikeyi itọsọna ni iṣeto kan, ni ipilẹṣẹ bori awọn idiwọn iwọle ti o wa ninu ẹrọ 3-axis. Nkan yii ṣe ayẹwo awọn agbara kan pato, awọn anfani iwọn, ati awọn imọran imuse iṣe ti ẹrọ 5-axis fun iṣelọpọ apakan irin ti aṣa.
2. Awọn ọna
2.1 Oniru & Benchmarking
Awọn ẹya ala-ilẹ meji ni a ṣe ni lilo sọfitiwia Siemens NX CAD, fifi awọn italaya wọpọ ni iṣelọpọ aṣa:
Olutayo:Ifihan eka, awọn abẹfẹlẹ alayipo pẹlu awọn ipin abala ti o ga ati awọn imukuro wiwọ.
Turbine Blade:Iṣakojọpọ awọn isépo agbo, awọn odi tinrin, ati awọn ipele iṣagbesori deede.
Awọn apẹrẹ wọnyi ni imomose ti a dapọ awọn abẹlẹ, awọn sokoto jinlẹ, ati awọn ẹya ti o nilo iraye si ohun elo ti kii ṣe orthogonal, ni pataki ni ifọkansi awọn idiwọn ti ẹrọ 3-axis.
2.2 Awọn ohun elo & Ohun elo
Awọn ohun elo:Titanium-ite Aerospace (Ti-6Al-4V, majemu annealed) ati Irin Alagbara 316L ni a yan fun ibaramu wọn ni ibeere awọn ohun elo ati awọn abuda ẹrọ ọtọtọ.
Awọn ẹrọ:
5-Aṣisi:DMG MORI DMU 65 monoBLOCK (Iṣakoso Heidenhain TNC 640).
3-Axis:HAAS VF-4SS (HAAS NGC iṣakoso).
Ohun elo:Awọn ọlọ opin carbide ti o lagbara ti a bo (orisirisi awọn iwọn ila opin, rogodo-imu, ati opin-ipin) lati Kennametal ati Sandvik Coromant ni a lo fun roughing ati ipari. Awọn paramita gige (iyara, kikọ sii, ijinle gige) jẹ iṣapeye fun ohun elo ati awọn agbara ẹrọ nipa lilo awọn iṣeduro olupese ẹrọ ati awọn gige idanwo iṣakoso.
Ṣiṣeduro iṣẹ:Aṣa, awọn imuduro apọjuwọn ti ẹrọ ni deede ṣe idaniloju didi lile ati ipo atunwi fun awọn iru ẹrọ mejeeji. Fun awọn idanwo 3-axis, awọn apakan ti o nilo yiyi ni a tun gbepo pẹlu ọwọ ni lilo awọn dowels titọ, ṣiṣe adaṣe adaṣe ilẹ itaja aṣoju. Awọn idanwo 5-axis lo agbara iyipo kikun ẹrọ naa laarin iṣeto imuduro ẹyọkan.
2.3 Data Akomora & Onínọmbà
Àkókò yíyí:Wọn taara lati awọn aago ẹrọ.
Irora Dada (Ra):Wiwọn nipa lilo profilometer Mitutoyo Surftest SJ-410 ni awọn ipo pataki marun fun apakan. Awọn ẹya mẹta jẹ ẹrọ fun ohun elo / apapo ẹrọ.
Yiye Jiometirika:Ti ṣe ayẹwo ni lilo ẹrọ iwọn ipoidojuko Zeiss CONTURA G2 (CMM). Awọn iwọn to ṣe pataki ati awọn ifarada jiometirika (filati, perpendicularity, profaili) ni a ṣe afiwe si awọn awoṣe CAD.
Iṣiro Iṣiro:Awọn iye aropin ati awọn iyapa boṣewa ni a ṣe iṣiro fun akoko iyipo ati awọn wiwọn Ra. A ṣe atupale data CMM fun iyapa lati awọn iwọn ipin ati awọn oṣuwọn ibamu ifarada.
Table 1: Esiperimenta Oṣo Lakotan
| Eroja | 5-Axis Oṣo | 3-Axis Oṣo |
|---|---|---|
| Ẹrọ | DMG MORI DMU 65 monoBLOCK (5-Axis) | HAAS VF-4SS (3-Axis) |
| Ṣiṣeduro | Aṣa aṣa ẹyọkan | Aṣa aṣa ẹyọkan + awọn iyipo afọwọṣe |
| Nọmba ti Eto | 1 | 3 (Impeller), 4 (Turbine Blade) |
| CAM Software | Siemens NX CAM (Awọn ipa-ọna irinṣẹ-ọpọlọpọ) | Siemens NX CAM (awọn ọna irinṣẹ 3-axis) |
| Wiwọn | Mitutoyo SJ-410 (Ra), Zeiss CMM (Geo.) | Mitutoyo SJ-410 (Ra), Zeiss CMM (Geo.) |
3. Awọn esi & Onínọmbà
3.1 Awọn anfani ṣiṣe
5-axis machining ṣe afihan awọn ifowopamọ akoko pataki. Fun impeller titanium, 5-axis processing dinku akoko ọmọ nipasẹ 58% ni akawe si ẹrọ 3-axis (wakati 2.1 vs. 5.0 wakati). Abẹfẹlẹ tobaini irin alagbara, irin ṣe afihan idinku 42% (wakati 1.8 vs. 3.1 wakati). Awọn anfani wọnyi ni akọkọ jẹ abajade lati imukuro awọn iṣeto lọpọlọpọ ati mimu afọwọṣe ti o somọ / akoko mimu-pada sipo, ati ṣiṣe awọn ipa ọna irinṣẹ daradara diẹ sii pẹlu gigun, awọn gige lilọsiwaju nitori iṣalaye ọpa iṣapeye.
3.2 Imudara Didara Dada
Irora oju (Ra) ni ilọsiwaju nigbagbogbo pẹlu ẹrọ 5-axis. Lori awọn ipele abẹfẹlẹ eka ti impeller titanium, apapọ awọn iye Ra dinku nipasẹ 32% (0.8 µm vs. 1.18 µm). Awọn ilọsiwaju ti o jọra ni a rii lori abẹfẹlẹ tobaini irin alagbara (Ra dinku nipasẹ 35%, aropin 0.65 µm vs. 1.0 µm). Ilọsiwaju yii jẹ iyasọtọ si agbara lati ṣetọju igbagbogbo, igun olubasọrọ gige gige ti o dara julọ ati gbigbọn ọpa ti o dinku nipasẹ rigiditi irinṣẹ to dara julọ ni awọn amugbooro irinṣẹ kukuru.
3.3 Jiometirika Yiye Imudara
Atupalẹ CMM jẹrisi iṣedede jiometirika ti o ga julọ pẹlu sisẹ 5-axis. Iwọn awọn ẹya pataki ti o waye laarin stringent ± 0.025mm ifarada pọ si ni pataki: nipasẹ 30% fun impeller titanium (iyọrisi 92% ibamu la. 62%) ati nipasẹ 26% fun abẹfẹlẹ irin alagbara (iyọrisi 89% ibamu vs. 63%). Ilọsiwaju yii jẹ taara taara lati imukuro awọn aṣiṣe akopọ ti a ṣafihan nipasẹ awọn atunto pupọ ati atunkọ afọwọṣe ti o nilo ni ilana 3-axis. Awọn ẹya ti o nbeere awọn igun idapọmọra ṣe afihan awọn anfani deede iyalẹnu julọ.
* Aworan 1: Awọn Metiriki Iṣẹ Iṣe afiwe (5-Axis vs. 3-Axis)*
4. Ifọrọwọrọ
Awọn abajade ṣe afihan awọn anfani imọ-ẹrọ ti ẹrọ 5-axis fun awọn ẹya irin aṣa aṣa. Awọn idinku pataki ni akoko iyipo tumọ taara si awọn idiyele apakan-kekere ati agbara iṣelọpọ pọ si. Ipari dada ti o ni ilọsiwaju dinku tabi imukuro awọn iṣẹ ṣiṣe ipari Atẹle bii didan ọwọ, idinku awọn idiyele siwaju ati awọn akoko idari lakoko imudara aitasera apakan. Fifo ni deede jiometirika jẹ pataki fun awọn ohun elo ṣiṣe giga bi awọn ẹrọ aerospace tabi awọn aranmo iṣoogun, nibiti iṣẹ apakan ati ailewu jẹ pataki julọ.
Awọn anfani wọnyi ni akọkọ dide lati agbara mojuto ti ẹrọ ẹrọ 5-axis: iṣipopada olona-ọna nigbakanna ti n muu ṣiṣẹ iṣeto-ọkan. Eyi yọkuro awọn aṣiṣe iṣeto-induced ati akoko mimu. Pẹlupẹlu, iṣalaye ohun elo ti o dara julọ lemọlemọfún (mimu fifuye chirún pipe ati awọn ipa gige) mu ipari dada pọ si ati gba awọn ilana imuṣiṣẹ ibinu diẹ sii nibiti awọn iyọọda ọpa irinṣẹ, idasi si awọn anfani iyara.
Bibẹẹkọ, isọdọmọ ti o wulo nilo gbigba awọn idiwọn. Idoko-owo olu fun ẹrọ 5-axis ti o lagbara ati ohun elo irinṣẹ to dara ga julọ ju ohun elo 3-axis lọ. Idiju siseto n pọ si lọpọlọpọ; ti n ṣe ipilẹṣẹ daradara, awọn ipa ọna irinṣẹ 5-axis ti ko ni ijamba nbeere awọn oluṣeto CAM ti oye gaan ati sọfitiwia fafa. Simulation ati ijerisi di awọn igbesẹ ti o jẹ dandan ṣaaju ṣiṣe ẹrọ. Imuduro gbọdọ pese lile mejeeji ati imukuro to fun irin-ajo iyipo ni kikun. Awọn ifosiwewe wọnyi gbe ipele oye ti o nilo fun awọn oniṣẹ ati awọn olupilẹṣẹ.
Itumọ ti o wulo jẹ kedere: 5-axis machining tayọ fun iye-giga, awọn paati eka nibiti awọn anfani rẹ ni iyara, didara, ati agbara ṣe idalare iṣẹ ṣiṣe ti o ga julọ ati idoko-owo. Fun awọn ẹya ti o rọrun, ẹrọ 3-axis maa wa ni ọrọ-aje diẹ sii. Aṣeyọri da lori idoko-owo ni imọ-ẹrọ mejeeji ati oṣiṣẹ oye, pẹlu CAM ti o lagbara ati awọn irinṣẹ adaṣe. Ifowosowopo ni kutukutu laarin apẹrẹ, ẹrọ iṣelọpọ, ati ile itaja ẹrọ jẹ pataki lati lo awọn agbara 5-axis ni kikun lakoko ti o ṣe apẹrẹ awọn apakan fun iṣelọpọ (DFM).
5. Ipari
Ẹrọ 5-axis CNC ti ode oni n pese ojutu ti o ga julọ ti iṣafihan fun eka iṣelọpọ, awọn ẹya irin aṣa ti o ga julọ ni akawe si awọn ọna 3-axis ibile. Awọn awari bọtini jẹrisi:
Ṣiṣe pataki:Awọn idinku akoko akoko ti 40-60% nipasẹ ẹrọ-iṣagbekale-ọkan ati awọn ọna irinṣẹ iṣapeye.
Didara Imudara:Awọn ilọsiwaju roughness (Ra) ti o to 35% nitori iṣalaye irinṣẹ to dara julọ ati olubasọrọ.
Ipeye ti o ga julọ:Iwọn 28% pọ si ni idaduro awọn ifarada jiometirika to ṣe pataki laarin ± 0.025mm, imukuro awọn aṣiṣe lati awọn iṣeto lọpọlọpọ.
Imọ-ẹrọ naa ngbanilaaye iṣelọpọ ti awọn geometries intricate (awọn cavities ti o jinlẹ, awọn abẹlẹ, awọn iṣipopo agbo) ti o jẹ alaiṣe tabi ko ṣee ṣe pẹlu ẹrọ 3-axis, ti n ba sọrọ taara awọn ibeere idagbasoke ti afẹfẹ, iṣoogun, ati awọn apa agbara.
Lati mu ipadabọ pada lori idoko-owo ni agbara 5-axis, awọn aṣelọpọ yẹ ki o dojukọ eka-giga, awọn ẹya iye-giga nibiti deede ati akoko idari jẹ awọn ifosiwewe ifigagbaga to ṣe pataki. Iṣẹ iwaju yẹ ki o ṣawari iṣọpọ ti iṣelọpọ 5-axis pẹlu metrology ti o wa ninu ilana fun iṣakoso didara akoko gidi ati ẹrọ mimu-pipade, imudara ilọsiwaju siwaju sii ati idinku aloku. Iwadii ti o tẹsiwaju si awọn ilana imuṣiṣẹ adaṣe ti n ṣatunṣe irọrun 5-axis fun awọn ohun elo ti o nira si ẹrọ bii Inconel tabi awọn irin lile tun ṣafihan itọsọna to niyelori.
