Công nghiệp kỹ thuật chính xác

Nghiên cứu theo một bố cục thử nghiệm từng bước để đảm bảo khả năng tái tạo đầy đủ.và các thiết lập môi trường được kiểm soát. Độ chính xác kích thước, độ thô bề mặt và biến đổi nhiệt đã được theo dõi trong suốt quá trình.(a) sự ổn định của hệ thống thiết bị trong trường hợp biến dạng vi mô, (b) chiến lược sản xuất đường công cụ và (c) tương tác giữa tốc độ cắt và tích lũy nhiệt.

Dữ liệu được thu thập từ 240 mẫu gia công được sản xuất trên nhôm 6061-T6, thép không gỉ 304 và titan lớp 5.Định hình đường cơ bản được đo bằng cách sử dụng CMM hiệu chuẩn với độ lặp lại 2 μmDữ liệu nhiệt độ được theo dõi bằng cách sử dụng các nhiệt cặp được đặt gần khu vực cắt. Tất cả các phép đo được ghi lại tự động và lưu trữ trong một bộ dữ liệu thống nhất.

Một trung tâm gia công CNC năm trục (12.000 vòng quay / phút) được sử dụng để chạy các thử nghiệm được kiểm soát.Đánh giá thống kê sử dụng các mô hình hiệu ứng hỗn hợp tuyến tính để cô lập sự khác biệt liên quan đến vật liệuThiết lập thí nghiệm cho phép sao chép hoàn toàn, cho phép xác minh độc lập kết quả.

Bảng 1 tóm tắt kết quả dung nạp cho ba chiến lược quy trình.

Bảng 1 Phân lệch dung sai giữa các chiến lược gia công
(Phát dụng định dạng bảng ba dòng)

Kiểm soát nguồn cấp thích nghi giảm lệch 18% trong khi chế biến đa trục lai đạt được sự ổn định cao nhất trên các vật liệu.với nhiệt độ tăng tối đa đạt 46 °C, khoảng gấp đôi so với nhôm.

Nghiên cứu được công bố về luồng công việc đa trục thường nhấn mạnh cải thiện hiệu quả, nhưng ít người cung cấp các phép đo trôi nhiệt cụ thể cho vật liệu.Kết quả hiện tại cho thấy các mô hình phù hợp với dự đoán mô hình nhiệt trước đó, nhưng mối quan hệ định lượng mới giữa định hướng đường công cụ và dẫn nhiệt cung cấp một cơ chế rõ ràng hơn giải thích sự cải thiện độ chính xác.

Hai đổi mới được hỗ trợ bởi bằng chứng có thể đo lường:

• Các chiến lược thức ăn thích nghi trực tiếp ổn định biến động tải công cụ, cải thiện kiểm soát dung nạp.
• Bản đồ nhiệt cụ thể của vật liệu giúp xác định hướng đường công cụ tối ưu để giảm thiểu biến dạng.

Cả hai đổi mới xuất hiện từ dữ liệu được kiểm soát hơn là giải thích chủ quan.

Sự lệch dung nạp bị ảnh hưởng mạnh bởi sự thay đổi lực cắt động.Trình định hướng đường công cụ cũng sửa đổi đường dẫn phân tán nhiệtTính dẫn nhiệt thấp của titan thúc đẩy gradient nhiệt cao hơn, trong khi nhôm phân phối nhiệt đồng đều hơn, giải thích các hồ sơ biến dạng khác nhau.

Các thí nghiệm được thực hiện trong một xưởng nhiệt độ được kiểm soát, có thể khác với các điều kiện thực tế của nhà máy, nơi độ ẩm, nhiệt độ môi trường hoặc mài mòn máy có thể làm thay đổi hiệu suất.Chỉ có ba vật liệu được nghiên cứu, hạn chế tính tổng quát của các kết luận.

Các nhà máy sản xuất các bộ phận hàng không vũ trụ, y tế và robot có thể áp dụng những phát hiện này để ổn định các lô chính xác cao.Điều chỉnh chiến lược cố định và hướng công cụ theo hành vi nhiệt của mỗi hợp kim cung cấp một con đường khả thi để cải thiện khả năng lặp lại mà không cần nâng cấp thiết bị đáng kể.

Nghiên cứu này thiết lập một phương pháp tái tạo để đánh giá các chiến lược gia công trên các hợp kim kỹ thuật phổ biến.Dữ liệu cho thấy rằng điều khiển cấp thích nghi và đường công cụ đa trục tối ưu hóa làm giảm đáng kể sự trôi dạt dung saiHiểu được đặc điểm chuyển nhiệt cụ thể của vật liệu sẽ tăng thêm sự ổn định kích thước.Những hiểu biết này hỗ trợ các kết quả sản xuất có thể dự đoán được hơn và cung cấp một nền tảng để mở rộng nghiên cứu về việc tạo ra đường dẫn công cụ tự động và các hệ thống phản hồi tải trọng trục thời gian thực.