Истеҳсоли қисмҳои металлии фармоишӣ бо коркарди 5-меҳвар
Истеҳсоли қисмҳои металлии фармоишӣ бо коркарди 5-меҳвар
Муаллиф:PFT, Шенҷен
Реферат:Истеҳсоли пешрафта ба ҷузъҳои металлии мураккаб ва дақиқи баланд дар бахшҳои аэрокосмосӣ, тиб ва энергетика тақозо мекунад. Ин таҳлил қобилиятҳои коркарди муосири 5-меҳвари компютерии назорати ададӣ (CNC)-ро дар қонеъ кардани ин талабот арзёбӣ мекунад. Бо истифода аз геометрияҳои стандартии намояндагии чархҳои мураккаб ва чархҳои турбина, озмоишҳои коркард бо муқоисаи 5-меҳвар ва усулҳои анъанавии 3-меҳвар дар титани дараҷаи аэрокосмосӣ (Ti-6Al-4V) ва пӯлоди зангногир (316L) гузаронида шуданд. Натиҷаҳо 40-60% кам кардани вақти коркард ва беҳбудии ноҳамвории рӯизаминиро (Ra) то 35% бо коркарди 5 меҳвар нишон медиҳанд, ки ба кам кардани танзимот ва самти оптимизатсияшудаи асбоб марбут аст. Аниқии геометрӣ барои хусусиятҳо дар доираи таҳаммулпазирии ±0,025 мм ба ҳисоби миёна 28% зиёд шуд. Коркарди 5-меҳвар дар ҳоле ки таҷрибаи назарраси барномасозӣ ва сармоягузориро талаб мекунад, имкон медиҳад, ки геометрияҳои қаблан ғайриимкон бо самаранокӣ ва анҷоми баланд истеҳсол карда шаванд. Ин қобилиятҳо технологияи 5-меҳварро ҳамчун муҳим барои истеҳсоли қисмҳои металлии гаронбаҳо ва мураккаб ҷойгир мекунанд.
1. Муқаддима
Ҳаракати бефосила барои оптимизатсияи кор дар саросари соҳаҳо, аз қабили аэрокосмосӣ (қисмҳои сабуктар ва қавӣ талаб мекунад), тиббӣ (имплантатҳои биологӣ мувофиқ, имплантатҳои хоси беморон) ва энергия (талаб кардани ҷузъҳои мураккаби коркарди моеъ) ҳудуди мураккабии қисмҳои металлиро тела дод. Коркарди анъанавии 3-меҳвари CNC, ки бо дастрасии маҳдуди асбоб ва танзимоти сершумори зарурӣ маҳдуд аст, бо контурҳои мураккаб, холигии амиқ ва хусусиятҳое, ки кунҷҳои мураккабро талаб мекунанд, мубориза мебарад. Ин маҳдудиятҳо боиси вайрон шудани дақиқӣ, тӯлонии истеҳсолот, хароҷоти баланд ва маҳдудиятҳои тарҳрезӣ мешаванд. То соли 2025, қобилияти истеҳсоли қисмҳои хеле мураккаб ва дақиқи металлӣ дигар айшу ишрат нест, балки як зарурати рақобатпазир аст. Коркарди муосири 5-меҳвари CNC, ки назорати ҳамзамон се меҳвари хатӣ (X, Y, Z) ва ду меҳвари гардишро (A, B ё C) пешниҳод мекунад, ҳалли тағирёбандаро пешниҳод мекунад. Ин технология ба асбоби буриш имкон медиҳад, ки ба қисмҳои корӣ аз ҳама самт дар як насб наздик шавад ва маҳдудиятҳои дастрасиро, ки ба коркарди 3-меҳвар хос аст, бартараф кунад. Ин мақола қобилиятҳои мушаххас, бартариҳои миқдорӣ ва мулоҳизаҳои амалии амалисозии коркарди 5-меҳварро барои истеҳсоли қисмҳои металлии фармоишӣ баррасӣ мекунад.
2. Усулҳо
2.1 Тарҳрезӣ ва муқоиса
Ду қисмҳои муқоисавӣ бо истифода аз нармафзори Siemens NX CAD тарҳрезӣ шудаанд, ки мушкилоти умумиро дар истеҳсоли фармоишӣ таҷассум мекунанд:
Импеллер:Баргҳои мураккаби каҷшуда бо таносуби баланд ва тозакунии қатъӣ.
Турбина:Дохил кардани каҷҳои мураккаб, деворҳои борик ва сатҳи дақиқи васлкунӣ.
Ин тарҳҳо қасдан буридани зеризаминӣ, ҷайбҳои амиқ ва хусусиятҳоеро дар бар мегиранд, ки дастрасии асбобҳои ғайриортогоналиро талаб мекунанд, махсусан ба маҳдудиятҳои коркарди 3-меҳвар нигаронида шудаанд.
2.2 Маводҳо ва таҷҳизот
Маводҳо:Титани дараҷаи аэрокосмосӣ (Ti-6Al-4V, ҳолати тозашуда) ва пӯлоди зангногир 316L барои мувофиқаташон дар барномаҳои серталаб ва хусусиятҳои мушаххаси коркард интихоб карда шуданд.
Мошинҳо:
5-меҳвар:DMG MORI DMU 65 monoBLOCK (назорати Heidenhain TNC 640).
3-меҳвар:HAAS VF-4SS (назорати HAAS NGC).
Воситаҳо:Барои коркарди ноҳамвор ва пардоз осиёбҳои канори карбиди сахти пӯшида (диаметрҳои гуногун, бал-бинӣ ва ҳамвор) аз Кеннаметал ва Сандвик Коромант истифода мешуданд. Параметрҳои буриш (суръат, ғизо, умқи буриш) бо истифода аз тавсияҳои истеҳсолкунандаи асбоб ва буришҳои санҷишии назоратшаванда аз рӯи имкониятҳои мавод ва мошин оптимизатсия карда шуданд.
Фаъолияти корӣ:Таҷҳизоти модулии фармоишӣ ва дақиқ коркардшуда барои ҳарду намуди мошинҳо фишори сахт ва ҷойгиршавии такроршавандаро таъмин карданд. Барои озмоишҳои 3-меҳвар, қисмҳое, ки гардишро талаб мекунанд, бо истифода аз дюбельҳои дақиқ ба таври дастӣ ҷойгир карда шуданд, ки таҷрибаи маъмулии ошёнаи сехиро тақлид мекунанд. Озмоишҳои 5-меҳвар қобилияти пурраи гардиши мошинро дар як насби як дастгоҳ истифода бурданд.
2.3 Гирифтан ва таҳлили маълумот
Вақти давра:Бевосита аз таймерҳои мошин чен карда мешавад.
Ноҳамвории рӯизаминӣ (Ra):Бо истифода аз профилометри Mitutoyo Surftest SJ-410 дар панҷ нуқтаи муҳим дар як қисм чен карда шудааст. Се қисм барои як комбинатсияи мавод / мошин коркард карда шуд.
Дақиқии геометрӣ:Бо истифода аз мошини ченкунии координатаҳои Zeiss CONTURA G2 (CMM) скан карда шудааст. Андозаҳои интиқодӣ ва таҳаммулпазирии геометрӣ (ҳамворӣ, перпендикулярӣ, профил) бо моделҳои CAD муқоиса карда шуданд.
Таҳлили оморӣ:Арзишҳои миёна ва инҳирофҳои стандартӣ барои вақти давра ва андозагирии Ra ҳисоб карда шуданд. Маълумоти CMM барои дуршавӣ аз андозаҳои номиналӣ ва меъёрҳои мутобиқати таҳаммулпазирӣ таҳлил карда шуд.
Љадвали 1: Хулосаи танзимоти таҷрибавӣ
| Элемент | 5-Танзимоти меҳвар | 3-Танзимоти меҳвар |
|---|---|---|
| Мошин | DMG MORI DMU 65 monoBLOCK (5-меҳвар) | HAAS VF-4SS (3-меҳвар) |
| Таъминкунӣ | Дастгоҳи фармоишии ягона | Таҷҳизоти ягонаи фармоишӣ + гардиши дастӣ |
| Шумораи танзимот | 1 | 3 (Ипеллер), 4 (Турбина) |
| Нармафзори CAM | Siemens NX CAM (Пайратҳои асбобҳои бисёр меҳвар) | Siemens NX CAM (3-меҳвари асбобҳо) |
| Ченкунӣ | Mitutoyo SJ-410 (Ra), Zeiss CMM (Geo.) | Mitutoyo SJ-410 (Ra), Zeiss CMM (Geo.) |
3. Натиҷаҳо ва Таҳлил
3.1 Афзоиши самаранокӣ
Коркарди 5-меҳвар сарфаи зиёди вақтро нишон дод. Барои чархи титан коркарди 5-меҳвар вақти давраро дар муқоиса бо коркарди 3-меҳвар (2,1 соат дар муқоиса бо 5,0 соат) 58% кам кард. Турбинаи аз пӯлоди зангногир 42% (1,8 соат нисбат ба 3,1 соат) кам шуд. Ин дастовардҳо пеш аз ҳама дар натиҷаи аз байн бурдани танзимоти сершумор ва вақти коркарди дастӣ/азнавсозӣ ва имкон додани роҳҳои муассиртари асбобҳо бо буришҳои тӯлонӣ ва муттасил аз ҳисоби самти оптимизатсияи асбобҳо ба даст омаданд.
3.2 Беҳтар кардани сифати рӯи замин
Ноҳамвории рӯи замин (Ra) бо коркарди 5-меҳвар пайваста такмил дода шуд. Дар сатҳҳои мураккаби чархи титан қиматҳои миёнаи Ra 32% кам шуданд (0,8 микрон бар 1,18 микрон). Чунин беҳбудиҳо дар теғи турбинаи аз пӯлоди зангногир дида шуданд (Ra 35% кам, ба ҳисоби миёна 0,65 мкм нисбат ба 1,0 мкм). Ин беҳбудӣ ба қобилияти нигоҳ доштани кунҷи тамоси доимӣ ва оптималии буриш ва кам кардани ларзиши асбоб тавассути сахтии беҳтари асбоб дар васеъшавии кӯтоҳтари асбоб марбут аст.
3.3 Баланд бардоштани дақиқии геометрӣ
Таҳлили CMM дақиқии олии геометриро бо коркарди 5-меҳвар тасдиқ кард. Фоизи хусусиятҳои муҳиме, ки дар доираи таҳаммулпазирии қатъии ±0,025 мм нигоҳ дошта мешаванд, ба таври назаррас афзоиш ёфт: 30% барои чархи титан (ба 92% мувофиқат нисбат ба 62%) ва 26% барои майса аз пӯлоди зангногир (ба 89% мувофиқат нисбат ба 63%). Ин беҳбудӣ мустақиман аз рафъи хатогиҳои ҷамъшуда, ки тавассути танзимоти сершумор ва ҷойгиркунии дастӣ дар раванди 3-меҳвар заруранд, бармеояд. Хусусиятҳое, ки кунҷҳои мураккабро талаб мекунанд, дастовардҳои назарраси дақиқро нишон доданд.
*Расми 1: Метрикҳои муқоисавии иҷроиш (5-меҳвар ва 3-меҳвар)*
4. Муҳокима
Натиҷаҳо бартариҳои техникии коркарди 5-меҳварро барои қисмҳои мураккаби металлии фармоишӣ равшан муайян мекунанд. Камшавии назарраси вақти давра бевосита ба кам шудани арзиши як қисм ва афзоиши иқтидори истеҳсолӣ табдил меёбад. Раванди мукаммали рӯизаминӣ амалиётҳои дуюмдараҷаро ба монанди сайқал додани дастӣ, коҳиши минбаъдаи хароҷот ва мӯҳлати иҷроиш ҳангоми баланд бардоштани мутобиқати қисмҳоро коҳиш медиҳад ё нест мекунад. Ҷаҳиш дар дақиқии геометрӣ барои барномаҳои баландсифат ба монанди муҳаррикҳои кайҳонӣ ё имплантатҳои тиббӣ, ки дар он функсия ва бехатарии қисмҳо муҳим аст, муҳим аст.
Ин бартариҳо пеш аз ҳама аз қобилияти асосии коркарди 5-меҳвар ба вуҷуд меоянд: ҳаракати ҳамзамон бисёр меҳвар, ки коркарди яккасаро фароҳам меорад. Ин хатогиҳои вобаста ба танзимот ва вақти коркардро бартараф мекунад. Ғайр аз он, самти оптималии пайвастаи асбоб (нигоҳ доштани сарбории идеалии чип ва қувваҳои буриш) ба анҷом додани сатҳи рӯизаминӣ имкон медиҳад, ки стратегияҳои коркарди хашмгинтареро, ки дар он ҷо сахтии асбоб иҷозат медиҳад, ба афзоиши суръат мусоидат мекунад.
Аммо, қабули амалӣ эътирофи маҳдудиятҳоро талаб мекунад. Маблағгузории асосӣ барои як мошини қобили 5 меҳвар ва асбобҳои мувофиқ назар ба таҷҳизоти 3 меҳвар хеле зиёд аст. Мушкилии барномасозӣ ба таври экспоненсиалӣ меафзояд; тавлиди 5-меҳварҳои самаранок ва бе бархӯрд барои барномасозони баландихтисос CAM ва нармафзори мураккабро талаб мекунад. Моделсозӣ ва санҷиш қадамҳои ҳатмӣ пеш аз коркард мешаванд. Тасвир бояд ҳам сахтӣ ва ҳам тозакунии кофӣ барои гардиши пурраи гардишро таъмин кунад. Ин омилҳо сатҳи маҳоратро барои операторҳо ва барномасозон баланд мебардоранд.
Натиҷаи амалӣ равшан аст: коркарди 5-меҳвар барои ҷузъҳои пурарзиш ва мураккаб бартарӣ дорад, ки бартариҳои он дар суръат, сифат ва қобилият хароҷоти бештари амалиётӣ ва сармоягузориро асоснок мекунанд. Барои қисмҳои соддатар, коркарди 3-меҳвар сарфакоронатар боқӣ мемонад. Муваффақият аз сармоягузорӣ ҳам ба технология ва ҳам кадрҳои соҳибихтисос, инчунин бо CAM мустаҳкам ва абзорҳои симулятсия вобаста аст. Ҳамкории барвақт байни тарроҳӣ, муҳандисии истеҳсолӣ ва сехи мошинсозӣ барои пурра истифода бурдани қобилиятҳои 5-меҳвар ҳангоми тарҳрезии қисмҳо барои истеҳсолот (DFM) муҳим аст.
5. Хулоса
Коркарди муосири 5-меҳвари CNC дар муқоиса бо усулҳои анъанавии 3-меҳвар барои истеҳсоли қисмҳои мураккаб ва дақиқи баландсифати металлии фармоишӣ як роҳи олии олиро таъмин мекунад. Бозёфтҳои асосӣ тасдиқ мекунанд:
Самаранокии назаррас:Коҳиш додани вақти гардиш 40-60% тавассути коркарди ягонаи танзим ва роҳҳои оптимизатсияшудаи асбобҳо.
Сифати беҳтаршуда:Ноҳамвории сатҳ (Ra) то 35% аз ҳисоби самти оптималии асбоб ва тамос.
Дақиқии олӣ:Ба ҳисоби миёна 28% афзоиш дар нигоҳ доштани таҳаммулпазирии муҳими геометрӣ дар ҳудуди ±0,025 мм, хатогиҳоро аз танзимоти сершумор бартараф мекунад.
Технология имкон медиҳад, ки геометрияҳои мураккаб (ковокиҳои амиқ, зербурҳо, каҷҳои мураккаб) истеҳсол карда шаванд, ки бо коркарди 3-меҳвар ғайриимкон ё ғайриимкон буда, мустақиман ба талаботи таҳаввулшавандаи бахшҳои аэрокосмосӣ, тиб ва энергетика ҷавобгӯ мебошанд.
Барои ба ҳадди аксар расонидани даромади сармоягузорӣ дар қобилияти 5-меҳвар, истеҳсолкунандагон бояд ба қисмҳои мураккаб ва арзишманд тамаркуз кунанд, ки дақиқ ва вақти интиқол омилҳои муҳими рақобатӣ мебошанд. Корҳои оянда бояд ҳамгироии коркарди 5-меҳварро бо метрологияи дарунравӣ барои назорати сифат дар вақти воқеӣ ва коркарди даври пӯшида, боз ҳам баланд бардоштани дақиқӣ ва кам кардани бракҳо омӯзанд. Тадқиқоти давомдор оид ба стратегияҳои коркарди мутобиқшавӣ бо истифода аз чандирии 5 меҳвар барои масолеҳи коркарди душвор ба монанди Inconel ё пӯлодҳои сахтшуда низ як самти арзишмандро пешниҳод мекунад.
