Prilikom obrade dijelova s dubokim -šupljinama, tankih- stijenki, muče li vas često ovi problemi: jake vibracije alata, nestandardna kvaliteta površine i nedosljednosti dimenzija zbog deformacije? Ovi naizgled nerješivi problemi nisu nerješivi. Ovaj članak će vas voditi kroz prevladavanje ovih poteškoća jednu po jednu optimiziranjem CNC programa, inovativnim rješenjima alata i pametnim suzbijanjem vibracija.
DIO.01
Uvod
Trenutno ljudi sve više traže vrhunsko iskustvo ultra{0}}tankih i estetski ugodnih proizvoda. Većina proizvoda na tržištu teži ultra-tankosti i vrhunskoj kvaliteti površine, poput ultra-tankih mobilnih telefona i ultra-tankih prijenosnih računala. Dok osiguravaju sigurnost, zrakoplovne komponente također su dizajnirane da budu što je moguće lakše. S jedne strane, ovo smanjuje ukupnu težinu proizvoda, omogućujući produljeno vrijeme leta uz istu potrošnju goriva; s druge strane, uz fiksnu ukupnu težinu, lakše komponente omogućuju više goriva za prijevoz ili više putnika, čime se poboljšava učinkovitost.
DIO.02
Izazovi strojne obrade
Tipični dio s dubokom{0}}šupljinom i tankom-stjenkom prikazan je na slici 1. Izazovi strojne obrade su sljedeći.
Slika
Slika 1 Tipični dijelovi s dubokim-šupljinama i tankim{2}}stjenkama
(1) Loša krutost alata: Što je šupljina obrađenog dijela dublja, to je krutost dijela lošija; što se alat dulje proteže od alatnog stroja, krutost alata je lošija. Duljina stezanja alata prikazana je na slici 2. Općenito, duljina produžetka alata L ne bi trebala premašiti trostruki promjer alata D. Na primjer, ako je promjer alata 10 mm, duljina produžetka idealno bi se trebala kontrolirati unutar 30 mm. Ovo se načelo uglavnom temelji na krutosti alata [1, 2] i stabilnosti rezanja. Prevelika duljina produžetka smanjuje krutost alata, povećava mogućnost vibracija i pomaka, što utječe na točnost obrade i kvalitetu površine.
Slika
Slika 2. Duljina stezanja alata
(2) Vibracije pri rezanju: Što je tanji dio, manja je njegova krutost i skloniji je vibracijama, lomljenju alata itd. tijekom strojne obrade. Rub alata se lako okrhne, što značajno skraćuje njegov životni vijek i povećava troškove obrade.
DIO.03
Tehnički zahtjevi
Za dijelove tankih stijenki s rotirajućim šupljinama, na primjer rotore, mora se osigurati dinamička ravnoteža nakon strojne obrade. Općenito, točnost dinamičke ravnoteže impelera odabrana je kao stupanj G6.3 ili G2.5. Tolerancija profila oštrice općenito treba biti ±0,07 mm, tolerancija debljine oštrice mora biti ±0,15 mm, a vrijednost hrapavosti površine oštrice je Ra=0.8μm.
DIO.04
Analiza procesa
(1) Priprema uzorka: promjer kovanja 1000 mm, materijal je legura titana, koja je lagana i jaka. Postupkom kovanja [3] sirovine može se učinkovito poboljšati relativna gustoća dijela i povećati strukturna čvrstoća dijela.
(2) Gruba obrada: Grubo tokarenje vanjskog i unutarnjeg kruga na CNC tokarilici, ostavljajući 1,5 mm dopuštenja na svakoj strani. (3) Polu-završna obrada: Vanjski promjer i unutarnja rupa su polu-završene na CNC tokarilici, ostavljajući dopuštenje od 1 mm na svakoj strani. Rupa za klin za referentno pozicioniranje procesa tada se dovršava za upotrebu u kasnijoj obradi na CNC stroju s pet-osa. Metoda pozicioniranja s dvije{10}}igle koristi se na jednoj strani, ograničavajući šest stupnjeva slobode dijela.
(4) Gruba obrada: Šupljina je grubo-obrađena na pet-CNC stroju (DMU MONOBLOCK 80P), ostavljajući 1,5-2 mm dopuštenja za obradu na svakoj strani.
(5) Toplinska obrada: Žarenje se izvodi kako bi se uklonio zaostali unutarnji napon. Svrha je potpuno otpustiti unutarnje naprezanje nastalo tijekom grube obrade i smanjiti tvrdoću obrade dijela.
(6) Polu-završna obrada: Na CNC stroju s pet-osa, kuglasto glodalo koristi se za polu-završnu obradu šupljine. Dodatak za obradu od 0,3-0,5 mm ostavljen je na svakoj strani noževa šupljine za završno glodanje i naknadno poliranje.
(7) Toplinska obrada: normaliziranje dijelova povećava njihovu tvrdoću, osiguravajući dovoljnu čvrstoću tijekom kasnijeg rada; također dodatno oslobađa zaostalo unutarnje naprezanje.
(8) Završna obrada: Unutarnji promjer se precizno tokari na gotovu veličinu na CNC tokarilici. Rupe za navoje i rupe za klinove obrađuju se na CNC glodalici. Rupe s navojem M6 glodaju se kako bi se osigurala okomitost i usklađenost s go/no{4}}go zahtjevima za širinu; rupe za igle su izbušene. Oštrice šupljine dovršene su na peto-CNC stroju, s dopuštenjem za obradu od 0,08 mm na svakoj strani. Mali dodatak ostavljen je za ručno poliranje; dubina oznake alata općenito je 0,05 mm.
(9) Poliranje: Oštrice šupljine se prvo ručno grubo poliraju dok se ne uklone tragovi alata, zatim se ručno fino poliraju dok se ne zadovolje zahtjevi kvalitete površine.
DIO.05
Rješenje za obradu proizvoda
Tijekom grube obrade, impeler ima dobru ukupnu krutost, a s dopuštenjem od 1 mm na svakoj strani, gruba obrada nije teška. Tijekom polu-završne i završne obrade, oštrice su izložene, što rezultira slabom krutošću oštrice. Nadalje, oštrice su duboke, što zahtijeva dovoljno dugu duljinu stezanja alata [4] kako bi se osigurala obrada do korijena oštrice, što dovodi do ozbiljnog nedostatka krutosti alata. Za rješavanje ovih izazova obrade, razmatraju se sljedeći aspekti:
1) Upotrijebite produljeni, tanki -konusni HSK držač alata (vidi sliku 3) kako biste smanjili produženje alata i povećali krutost alata.
Slika Slika 3 Produženi, tanko-konusni HSK držač alata
2) Kada dovršavate oštrice, nanesite glinu za modeliranje (vidi sliku 4). Glina ima učinak-apsorpcije vibracija, omogućujući kugličnom mlinu da apsorbira vibracije nastale tijekom rezanja oštricom.
Slika Slika 4. Nanošenje mase za modeliranje
3) Odabir kugličnih mlinova. Upotrijebite kuglasto glodalo s četiri žljeba od 10 mm s poprečnim reznim rubom, izrađenim od tvrdog metala, s duljinom reznog ruba od 15 mm i kutom nagiba od približno 16 stupnjeva [5]. Alat je relativno oštar, s malim otporom pri rezanju i relativno niskim vibracijama.
