خلفية
في صناعات الطيران والطاقة، تُستخدم الحلقات ذات الجدران الرفيعة-الكبيرة ذات القطر-الكبيرة-مثل أغلفة المحرك وحلقات التوصيل وفلنجات التثبيت-على نطاق واسع نظرًا لخفة وزن هيكلها وكفاءتها الوظيفية. ومع ذلك، نظرًا لنسبها الهندسية (القطر الكبير مقابل السمك الصغير)، تكون هذه المكونات حساسة للغاية لدرجة الحرارة - الناتجة عن التشوه أثناء المعالجة الدقيقة.
خاصة أثناء عمليات التجويف الداخلي، يمكن أن يؤدي تراكم الحرارة إلى حدوث ذلكالتمدد الحراري غير الخطيمما يتسبب في تشوهات طفيفة تؤثر على استدارة الجزء النهائي ودقة أبعاده. بالنسبة للصناعات التي تتطلب دقة على مستوى الميكرومتر-، يعد هذا تحديًا لا يمكن التغاضي عنه.
التحدي
في الأجزاء ذات الجدران الرقيقة-ذات الصلابة المنخفضة، تؤدي أي زيادة في وقت تلامس الأداة مع قطعة العمل إلى ارتفاع درجة الحرارة المحلية. وبما أن الحرارة لا يمكن أن تتبدد بشكل موحد عبر المادة، فإن التدرجات الحرارية غير المتساوية تؤدي إلى ذلكتوسيع المواد غير -الموحد. وهذا يمثل مشكلة خاصة في:
سرعة عالية-في الحفر وتحديد الخطوطمن الأقطار الداخلية
تخفيضات متقطعةحيث تحدث طفرات حرارية
عمليات التشطيب، حيث يؤدي التبيض البسيط إلى جعل الجزء خارج-التسامح-
لم يعد النهج التقليدي المتمثل في التبريد والتعويض بعد التصنيع- كافيًا. التحكم في الوقت الفعلي-مطلوب للتعامل مع هذه التشوهات الديناميكية.
حل بيشن: استراتيجية ذكية للتحكم الحراري
لتلبية متطلبات الاستقرار الحراري لتصنيع الحلقات ذات الجدران الرقيقة-، طور Bishen أنظام التحكم الحراري متعدد -المراحلمدمجة في منصات التصنيع العملاقة ذات 5 محاور:
-المراقبة الحرارية في الوقت الحقيقي
تعمل أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء عالية الحساسية -والمزدوجات الحرارية المدمجة على تتبع توليد الحرارة بشكل مستمر في المناطق الحرجة-خاصة بالقرب من منطقة التجويف.
استراتيجية التبريد المجزأة
بدلاً من التدفق المستمر لسائل التبريد، يقوم النظام بضبط كثافة التبريد ديناميكيًا عن طريق معالجة مراحل -التخشين وشبه-التشطيب والتشطيب. وهذا يقلل من الصدمة الحرارية مع الحفاظ على استقرار المواد.
التنميط بالليزر للحصول على ردود فعل كفاف
يقوم الماسح الضوئي الليزري غير الملامس- بإجراء فحوصات مستمرة للملف الشخصي أثناء المعالجة. إذا حدثت انحرافات عن الاستدارة أو التسطيح بسبب التمدد الحراري، فسيتم ضبط مسار الأداة تلقائيًا في الوقت الفعلي.
ما بعد-تثبيت درجة حرارة التشغيل الآلي والتشذيب النهائي
بعد المعالجة القاسية، يتم الاحتفاظ بالأجزاء تحت درجة حرارة محيطة يمكن التحكم فيها للسماح بالاسترخاء الحراري. يضمن تمرير التشذيب الخفيف سلامة الأبعاد النهائية.
نتائج
| غرض | قبل التحسين | بعد حل بيشن |
|---|---|---|
| خطأ في استدارة التجويف | 0.045 ملم | 0.012 ملم |
| خارج-من-نسبة التسامح | 18% | < 2% |
| مشاركة الضغط الداخلي-قص | عالية (تزييفها المتبقية) | منخفض (تبريد مستقر) |
| معدل الخردة | 11% | < 1.5% |
حالة التطبيق: حلقة موصل المحرك
واجه أحد الموردين الرائدين في مجال الطيران والفضاء من المستوى الأول معدل خردة مرتفعًا عند التصنيعحلقات موصل محرك سبائك الألومنيومبسمك جدار يبلغ 4.2 ملم فقط وقطر خارجي 780 ملم. وصل تشوه التجويف إلى 0.05 مم نتيجة للحرارة الناتجة عن القطع.
بعد تنفيذ عملية التحكم الحراري المتكاملة لشركة بيشن:
تم تحسين اتساق القطر الداخلي بأكثر من73%
تم الاحتفاظ بخطأ الاستدارة في الداخل± 0.01 ملم
انخفض تآكل الأداة بنسبة28%بسبب انخفاض حرارة القطع
خاتمة
تعتبر الأجزاء الرقيقة ذات الجدران-الكبيرة- ذات القطر الكبير فعالة من الناحية الهيكلية ولكنغير مستقر حرارياً أثناء المعالجة. إن إستراتيجية التعويض الحراري التكيفي لشركة Bishen، جنبًا إلى جنب مع-استشعار الكفاف في الوقت الفعلي والتبريد المجزأ، تجعل من الممكن تصنيع هذه المكونات الصعبةبشكل موثوق ومتكرر ودقيق.
