Bii o ṣe le Yan Ile-iṣẹ Machining 5-Axis ọtun fun Awọn apakan Aerospace
PFT, Shenzhen
Áljẹbrà
Idi: Lati ṣe agbekalẹ ilana ipinnu atunṣe fun yiyan awọn ile-iṣẹ machining 5-axis ti a ṣe igbẹhin si awọn paati aerospace ti o ni idiyele giga. Ọna: Apẹrẹ idapọmọra ti o ṣepọ 2020 – 2024 awọn igbasilẹ iṣelọpọ lati awọn ohun ọgbin aerospace Tier-1 mẹrin (n = 2 847 000 awọn wakati ẹrọ), awọn idanwo gige ti ara lori Ti-6Al-4V ati awọn kuponu Al-7075, ati awoṣe ipinnu awọn ami-ọpọlọpọ (MCDM) apapọ apapọ entropy-sentitivity TOPSy. Awọn esi: Agbara Spindle ≥ 45 kW, igbakanna 5-axis contouring išedede ≤ ± 6 µm, ati isanpada aṣiṣe volumetric ti o da lori isanpada volumetric laser-tracker (LT-VEC) farahan bi awọn asọtẹlẹ mẹta ti o lagbara julọ ti ibamu apakan (R² = 0.82). Awọn ile-iṣẹ pẹlu awọn tabili titẹ iru orita dinku akoko atunṣe ti kii ṣe iṣelọpọ nipasẹ 31 % ni akawe pẹlu awọn atunto ori yiyi. Dimegilio ohun elo MCDM kan ≥ 0.78 ni ibamu pẹlu idinku 22% ni oṣuwọn aloku. Ipari: Ilana yiyan ipele mẹta-(1) aṣepari imọ-ẹrọ, (2) ipo MCDM, (3) afọwọsi-ṣiṣe awakọ-fifun awọn idinku pataki iṣiro ni idiyele ti kii ṣe didara lakoko mimu ibamu pẹlu AS9100 Rev D.
Idi: Lati ṣe agbekalẹ ilana ipinnu atunṣe fun yiyan awọn ile-iṣẹ machining 5-axis ti a ṣe igbẹhin si awọn paati aerospace ti o ni idiyele giga. Ọna: Apẹrẹ idapọmọra ti o ṣepọ 2020 – 2024 awọn igbasilẹ iṣelọpọ lati awọn ohun ọgbin aerospace Tier-1 mẹrin (n = 2 847 000 awọn wakati ẹrọ), awọn idanwo gige ti ara lori Ti-6Al-4V ati awọn kuponu Al-7075, ati awoṣe ipinnu awọn ami-ọpọlọpọ (MCDM) apapọ apapọ entropy-sentitivity TOPSy. Awọn esi: Agbara Spindle ≥ 45 kW, igbakanna 5-axis contouring išedede ≤ ± 6 µm, ati isanpada aṣiṣe volumetric ti o da lori isanpada volumetric laser-tracker (LT-VEC) farahan bi awọn asọtẹlẹ mẹta ti o lagbara julọ ti ibamu apakan (R² = 0.82). Awọn ile-iṣẹ pẹlu awọn tabili titẹ iru orita dinku akoko atunṣe ti kii ṣe iṣelọpọ nipasẹ 31 % ni akawe pẹlu awọn atunto ori yiyi. Dimegilio ohun elo MCDM kan ≥ 0.78 ni ibamu pẹlu idinku 22% ni oṣuwọn aloku. Ipari: Ilana yiyan ipele mẹta-(1) aṣepari imọ-ẹrọ, (2) ipo MCDM, (3) afọwọsi-ṣiṣe awakọ-fifun awọn idinku pataki iṣiro ni idiyele ti kii ṣe didara lakoko mimu ibamu pẹlu AS9100 Rev D.
1 Ọrọ Iṣaaju
Ẹka Aerospace agbaye ṣe asọtẹlẹ oṣuwọn idagba ọdun 3.4% agbo ni iṣelọpọ afẹfẹ nipasẹ ọdun 2030, ibeere ti n pọ si fun titanium apẹrẹ-net ati awọn paati igbekale aluminiomu pẹlu awọn ifarada jiometirika ni isalẹ 10µm. Awọn ile-iṣẹ ẹrọ aṣisi marun-un ti di imọ-ẹrọ ti o ga julọ, sibẹ isansa ti awọn abajade ilana yiyan idiwọn ni 18–34 % labẹ lilo ati 9 % aropin aropin kọja awọn ohun elo iwadi. Iwadi yii n ṣalaye aafo imọ nipa ṣiṣe agbekalẹ ibi-afẹde, awọn ilana idari data fun awọn ipinnu rira ẹrọ.
Ẹka Aerospace agbaye ṣe asọtẹlẹ oṣuwọn idagba ọdun 3.4% agbo ni iṣelọpọ afẹfẹ nipasẹ ọdun 2030, ibeere ti n pọ si fun titanium apẹrẹ-net ati awọn paati igbekale aluminiomu pẹlu awọn ifarada jiometirika ni isalẹ 10µm. Awọn ile-iṣẹ ẹrọ aṣisi marun-un ti di imọ-ẹrọ ti o ga julọ, sibẹ isansa ti awọn abajade ilana yiyan idiwọn ni 18–34 % labẹ lilo ati 9 % aropin aropin kọja awọn ohun elo iwadi. Iwadi yii n ṣalaye aafo imọ nipa ṣiṣe agbekalẹ ibi-afẹde, awọn ilana idari data fun awọn ipinnu rira ẹrọ.
2 Ilana
2.1 Design Akopọ
Apẹrẹ atọka atọka-mẹta kan ti a gba: (1) iwakusa data ifẹhinti, (2) awọn idanwo ẹrọ iṣakoso, (3) ikole MCDM ati afọwọsi.
Apẹrẹ atọka atọka-mẹta kan ti a gba: (1) iwakusa data ifẹhinti, (2) awọn idanwo ẹrọ iṣakoso, (3) ikole MCDM ati afọwọsi.
2.2 Data orisun
- Awọn akọọlẹ iṣelọpọ: data MES lati awọn ohun ọgbin mẹrin, ailorukọ labẹ awọn ilana ISO/IEC 27001.
- Awọn idanwo gige: 120 Ti-6Al-4V ati 120 Al-7075 prismatic blanks, 100 mm × 100 mm × 25 mm, ti o jade lati inu ipele yo kan lati dinku iyatọ ohun elo.
- Akojopo ẹrọ: 18 ni iṣowo ti o wa awọn ile-iṣẹ 5-axis (iru orita, ori-ori, ati kinematics arabara) pẹlu awọn ọdun kikọ 2018-2023.
2.3 Esiperimenta Oṣo
Gbogbo awọn idanwo lo awọn irinṣẹ Sandvik Coromant kanna (Ø20 mm trochoidal end Mill, grade GC1740) ati 7% emulsion iṣan omi tutu. Ilana ilana: vc = 90 m min⁻¹ (Ti), 350 m min⁻¹ (Al); fz = 0.15 mm ehin⁻¹; e = 0.2D. Isọtọ oju-aye jẹ iwọn nipasẹ interferometry ina funfun (Taylor Hobson CCI MP-HS).
Gbogbo awọn idanwo lo awọn irinṣẹ Sandvik Coromant kanna (Ø20 mm trochoidal end Mill, grade GC1740) ati 7% emulsion iṣan omi tutu. Ilana ilana: vc = 90 m min⁻¹ (Ti), 350 m min⁻¹ (Al); fz = 0.15 mm ehin⁻¹; e = 0.2D. Isọtọ oju-aye jẹ iwọn nipasẹ interferometry ina funfun (Taylor Hobson CCI MP-HS).
2.4 MCDM awoṣe
Awọn iwọn wiwọn ni a yo lati Shannon entropy ti a lo si awọn akọọlẹ iṣelọpọ (Table 1). TOPSIS ni ipo awọn omiiran, ifọwọsi nipasẹ Monte-Carlo perturbation (10 000 iterations) lati ṣe idanwo ifamọ iwuwo.
Awọn iwọn wiwọn ni a yo lati Shannon entropy ti a lo si awọn akọọlẹ iṣelọpọ (Table 1). TOPSIS ni ipo awọn omiiran, ifọwọsi nipasẹ Monte-Carlo perturbation (10 000 iterations) lati ṣe idanwo ifamọ iwuwo.
3 Esi ati Analysis
3.1 Awọn Atọka Iṣẹ ṣiṣe bọtini (KPIs)
olusin 1 sapejuwe Pareto Furontia ti spindle agbara dipo contouring išedede; awọn ẹrọ laarin awọn oke-osi igemerin waye ≥ 98 % apakan conformance. Tabili 2 ṣe ijabọ awọn olusọdipúpọ ipadasẹhin: agbara spindle (β = 0.41, p <0.01), išedede contouring (β = -0.37, p <0.01), ati wiwa LT-VEC (β = 0.28, p <0.05).
olusin 1 sapejuwe Pareto Furontia ti spindle agbara dipo contouring išedede; awọn ẹrọ laarin awọn oke-osi igemerin waye ≥ 98 % apakan conformance. Tabili 2 ṣe ijabọ awọn olusọdipúpọ ipadasẹhin: agbara spindle (β = 0.41, p <0.01), išedede contouring (β = -0.37, p <0.01), ati wiwa LT-VEC (β = 0.28, p <0.05).
3.2 Iṣeto ni lafiwe
Awọn tabili titẹ-ori orita dinku akoko ṣiṣe ẹrọ apapọ fun ẹya lati 3.2 min si 2.2 min (95% CI: 0.8 – 1.2 min) lakoko mimu aṣiṣe fọọmu <8 µm (Aworan 2). Awọn ẹrọ ori Swivel ṣe afihan fifo igbona ti 11 µm ju iṣiṣẹ lilọsiwaju 4 wakati ayafi ti o ni ipese pẹlu isanpada igbona ti nṣiṣe lọwọ.
Awọn tabili titẹ-ori orita dinku akoko ṣiṣe ẹrọ apapọ fun ẹya lati 3.2 min si 2.2 min (95% CI: 0.8 – 1.2 min) lakoko mimu aṣiṣe fọọmu <8 µm (Aworan 2). Awọn ẹrọ ori Swivel ṣe afihan fifo igbona ti 11 µm ju iṣiṣẹ lilọsiwaju 4 wakati ayafi ti o ni ipese pẹlu isanpada igbona ti nṣiṣe lọwọ.
3.3 MCDM Awọn iyọrisi
Ifimaaki awọn ile-iṣẹ ≥ 0.78 lori atọka IwUlO akojọpọ ṣe afihan idinku 22% idinku (t = 3.91, df = 16, p = 0.001). Atupalẹ ifamọ ṣe afihan iyipada ± 5% ninu iwuwo agbara spindle ti o yipada awọn ipo fun 11% nikan ti awọn omiiran, ifẹsẹmulẹ agbara awoṣe.
Ifimaaki awọn ile-iṣẹ ≥ 0.78 lori atọka IwUlO akojọpọ ṣe afihan idinku 22% idinku (t = 3.91, df = 16, p = 0.001). Atupalẹ ifamọ ṣe afihan iyipada ± 5% ninu iwuwo agbara spindle ti o yipada awọn ipo fun 11% nikan ti awọn omiiran, ifẹsẹmulẹ agbara awoṣe.
4 Ifọrọwọrọ
Awọn kẹwa si ti spindle agbara aligns pẹlu ga-iyipo roughing ti titanium alloys, corroborating Ezugwu ká agbara-orisun modeli (2022, p. 45). Iwọn afikun ti LT-VEC ṣe afihan iyipada ti ile-iṣẹ afẹfẹ si ọna iṣelọpọ “akoko-akọkọ-ọtun” labẹ AS9100 Rev D. Awọn idiwọn pẹlu idojukọ iwadi lori awọn apakan prismatic; Awọn geometries tobaini-abẹfẹlẹ tinrin-tinrin le tẹnu si awọn ọran ibamu ti o ni agbara ti a ko mu ninu rẹ. Ni iṣe, awọn ẹgbẹ rira yẹ ki o ṣe pataki ilana ilana ipele-mẹta: (1) awọn oludije àlẹmọ nipasẹ awọn ala-ilẹ KPI, (2) lo MCDM, (3) fọwọsi pẹlu ṣiṣe awakọ apa 50 kan.
5 Ipari
Ilana ti a fọwọsi ni iṣiro kan ti o n ṣepọ alaṣeto KPI, MCDM ti o ni iwuwo entropy, ati afọwọsi-ṣiṣe awakọ-ofurufu jẹ ki awọn aṣelọpọ ọkọ ofurufu yan awọn ile-iṣẹ ẹrọ 5-axis ti o dinku aloku nipasẹ ≥ 20% lakoko ti o ba pade awọn ibeere AS9100 Rev D. Iṣẹ iwaju yẹ ki o faagun datasetiti lati pẹlu CFRP ati Inconel 718 awọn ẹya ara ẹrọ ati ṣafikun awọn awoṣe idiyele iye-aye.
Ilana ti a fọwọsi ni iṣiro kan ti o n ṣepọ alaṣeto KPI, MCDM ti o ni iwuwo entropy, ati afọwọsi-ṣiṣe awakọ-ofurufu jẹ ki awọn aṣelọpọ ọkọ ofurufu yan awọn ile-iṣẹ ẹrọ 5-axis ti o dinku aloku nipasẹ ≥ 20% lakoko ti o ba pade awọn ibeere AS9100 Rev D. Iṣẹ iwaju yẹ ki o faagun datasetiti lati pẹlu CFRP ati Inconel 718 awọn ẹya ara ẹrọ ati ṣafikun awọn awoṣe idiyele iye-aye.
Akoko ifiweranṣẹ: Jul-19-2025
