Saothrachadh Pàirtean Meatailt Gnàthaichte le Innealachadh 5-Axis

Saothrachadh Pàirtean Meatailt Gnàthaichte le Innealachadh 5-Axis

Ùghdar:PFT, Shenzhen

Geàrr-chunntas:Tha saothrachadh adhartach ag iarraidh co-phàirtean meatailt a tha a’ sìor fhàs iom-fhillte agus àrd-chruinneas thar roinnean aerospace, meidigeach agus lùtha. Tha an anailis seo a’ measadh comasan innealachadh smachd àireamhach coimpiutair (CNC) 5-axis an latha an-diugh ann a bhith a’ coinneachadh ris na riatanasan sin. A’ cleachdadh geoimeatraidhean coimeasach a tha a’ riochdachadh impellers agus lannan roth-uidheam iom-fhillte, chaidh deuchainnean innealachaidh a dhèanamh a’ dèanamh coimeas eadar dòighean 5-axis an aghaidh dhòighean traidiseanta 3-axis air titanium ìre aerospace (Ti-6Al-4V) agus stàilinn gun smal (316L). Tha na toraidhean a’ sealltainn lùghdachadh 40-60% ann an ùine innealachaidh agus leasachadh garbh-uachdar (Ra) suas ri 35% le giullachd 5-axis, mar thoradh air rèiteachadh nas lugha agus stiùireadh innealan leasaichte. Mheudaich cruinneas geoimeatrach airson feartan taobh a-staigh fulangas ±0.025mm 28% air a’ chuibheasachd. Ged a dh’ fheumas e eòlas agus tasgadh prògramadh ro-làimh mòr, leigidh innealachadh 5-axis le cinneasachadh earbsach de geoimeatraidhean nach robh comasach roimhe le èifeachdas agus crìochnachadh nas fheàrr. Tha na comasan sin a’ suidheachadh teicneòlas 5-axis mar rud riatanach airson saothrachadh phàirtean meatailt gnàthaichte àrd-luachmhor, iom-fhillte.

1. Ro-ràdh
Tha an oidhirp gun stad airson coileanadh a leasachadh thar ghnìomhachasan leithid aerospace (a’ feumachdainn pàirtean nas aotroime, nas làidire), meidigeach (a dh’ fheumas implantan bith-cho-chòrdail, sònraichte don euslainteach), agus lùth (a dh’ fheumas co-phàirtean làimhseachaidh lionn iom-fhillte) air crìochan iom-fhillteachd phàirtean meatailt a phutadh. Tha innealachadh CNC 3-axis traidiseanta, air a chuingealachadh le ruigsinneachd innealan cuibhrichte agus iomadh suidheachadh riatanach, a’ strì le cumaidhean iom-fhillte, cuasan domhainn, agus feartan a dh’ fheumas ceàrnan measgaichte. Tha na crìochan sin ag adhbhrachadh cruinneas lagaichte, amannan cinneasachaidh nas fhaide, cosgaisean nas àirde, agus cuingealachaidhean dealbhaidh. Ro 2025, chan e sòghalachd a th’ ann a bhith a’ dèanamh phàirtean meatailt gu math iom-fhillte, mionaideach gu h-èifeachdach tuilleadh ach riatanas farpaiseach. Tha innealachadh CNC 5-axis ùr-nodha, a’ tabhann smachd aig an aon àm air trì aisealan loidhneach (X, Y, Z) agus dà aisealan rothlach (A, B no C), a’ taisbeanadh fuasgladh cruth-atharrachail. Leigidh an teicneòlas seo leis an inneal gearraidh faighinn chun phìos obrach bho cha mhòr stiùireadh sam bith ann an aon shuidheachadh, gu bunaiteach a’ faighinn thairis air na crìochan ruigsinneachd a tha an lùib innealachadh 3-axis. Tha an artaigil seo a’ sgrùdadh nan comasan sònraichte, na buannachdan tomhaiste, agus na beachdachaidhean practaigeach airson cur an gnìomh innealachadh 5-axis airson cinneasachadh pàirtean meatailt àbhaisteach.

2. Modhan
2.1 Dealbhadh & Coimeas-tomhais
Chaidh dà phàirt chomharrachaidh a dhealbhadh le bhith a’ cleachdadh bathar-bog Siemens NX CAD, a’ riochdachadh dhùbhlain chumanta ann an saothrachadh gnàthaichte:

Impeilear:A’ nochdadh lannan iom-fhillte, toinnte le co-mheasan taobh àrda agus fuadaichean teann.

Lann na Tuirbin:A’ toirt a-steach lùban co-dhèanta, ballachan tana, agus uachdaran sreap mionaideach.
Bha na dealbhaidhean seo a’ toirt a-steach gu h-aon-ghnothach gearraidhean fo-thalamh, pòcaidean domhainn, agus feartan a dh’ fheumadh ruigsinneachd innealan neo-cheart-cheàrnach, gu sònraichte ag amas air cuingealachaidhean innealachadh 3-axis.

2.2 Stuthan & Uidheam

Stuthan:Chaidh Titanium ìre-adhair (Ti-6Al-4V, annealed) agus Stàilinn gun Mheirg 316L a thaghadh air sgàth cho buntainneach ’s a bha iad ann an tagraidhean dùbhlanach agus feartan innealachaidh sònraichte.

Innealan:

5-Ais:DMG MORI DMU 65 monoBLOCK (smachd Heidenhain TNC 640).

3-Ais:HAAS VF-4SS (smachd HAAS NGC).

Innealan:Chaidh muilnean-cinn cruaidh-charbaid còmhdaichte (diofar thrast-thomhasan, sròn-bàla, agus ceann-còmhnard) bho Kennametal agus Sandvik Coromant a chleachdadh airson garbh-obair agus crìochnachadh. Chaidh paramadairean gearraidh (astar, biadhadh, doimhneachd gearraidh) a bharrachadh a rèir comasan stuth is inneil a’ cleachdadh mholaidhean an neach-dèanamh innealan agus gearraidhean deuchainn fo smachd.

Grèim-obrach:Rinn innealan modúlach gnàthaichte, air an innealachadh gu mionaideach cinnteach gun robh teannachadh teann agus suidheachadh ath-aithriseach ann airson an dà sheòrsa inneil. Airson nan deuchainnean 3-axis, chaidh pàirtean a dh’ fheumadh rothladh ath-shuidheachadh le làimh le bhith a’ cleachdadh dowels mionaideach, a’ dèanamh atharrais air cleachdadh àbhaisteach làr bùtha. Chleachd na deuchainnean 5-axis làn chomas rothlach an inneil taobh a-staigh suidheachadh aon inneal.

2.3 Cruinneachadh is Mion-sgrùdadh Dàta

Ùine Cearcall:Air a thomhas gu dìreach bho timeran an inneil.

Garbh-uachdar (Ra):Air a thomhas le bhith a’ cleachdadh pròifiliméadar Mitutoyo Surftest SJ-410 aig còig àiteachan cudromach gach pàirt. Chaidh trì pàirtean a innealachadh airson gach measgachadh stuth/inneal.

Cruinneas Geoimeatrach:Air a sganadh le inneal tomhais co-òrdanachaidh (CMM) Zeiss CONTURA G2. Chaidh tomhasan cudromach agus fulangas geoimeatrach (cothromachd, ceart-cheàrnachd, pròifil) a choimeas ri modalan CAD.

Mion-sgrùdadh Staitistigeil:Chaidh luachan cuibheasach agus claonaidhean àbhaisteach obrachadh a-mach airson ùine rothaireachd agus tomhasan Ra. Chaidh dàta CMM a sgrùdadh airson claonadh bho thomhasan ainmichte agus ìrean gèillidh fulangas.

Clàr 1: Geàrr-chunntas air Suidheachadh Deuchainneach

3. Toraidhean & Mion-sgrùdadh
3.1 Buannachdan Èifeachdais
Sheall innealachadh 5-axis sàbhalaidhean ùine mòra. Airson an impeller titanium, lughdaich giullachd 5-axis ùine a’ chearcaill le 58% an taca ri innealachadh 3-axis (2.1 uair an aghaidh 5.0 uair). Sheall lann roth-uidheam stàilinn gun smal lùghdachadh 42% (1.8 uair an aghaidh 3.1 uair). Thàinig na buannachdan seo sa mhòr-chuid bho bhith a’ cuir às do iomadh suidheachadh agus an ùine làimhseachaidh làimhe / ath-shuidheachaidh co-cheangailte ris, agus a’ comasachadh slighean innealan nas èifeachdaiche le gearraidhean nas fhaide, leantainneach air sgàth stiùireadh innealan leasaichte.

3.2 Leasachadh Càileachd Uachdar
Dh’fheabhsaich garbh-chruth uachdar (Ra) gu cunbhalach le innealachadh 5-axis. Air uachdaran iom-fhillte lann an impeller titanium, lùghdaich luachan cuibheasach Ra 32% (0.8 µm an aghaidh 1.18 µm). Chithear leasachaidhean coltach ris air lann roth-uidheam stàilinn gun smal (Ra air a lùghdachadh 35%, le cuibheasachd de 0.65 µm an aghaidh 1.0 µm). Tha an leasachadh seo air a chur às leth a’ chomas ceàrn conaltraidh gearraidh seasmhach, as fheàrr a chumail suas agus crith innealan nas lugha tro bhith nas cruaidhe ann an leudachaidhean innealan nas giorra.

3.3 Leasachadh Cruinneas Geoimeatrach
Dhearbh mion-sgrùdadh CMM cruinneas geoimeatrach nas fheàrr le giullachd 5-axis. Mheudaich ceudad nan feartan èiginneach a chaidh a chumail taobh a-staigh an fhulangas teann ±0.025mm gu mòr: le 30% airson an impeller titanium (a’ coileanadh gèilleadh 92% an aghaidh 62%) agus le 26% airson an lann stàilinn gun smal (a’ coileanadh gèilleadh 89% an aghaidh 63%). Tha an leasachadh seo a’ tighinn gu dìreach bho bhith a’ cuir às do mhearachdan cruinnichte a chaidh a thoirt a-steach le iomadh suidheachadh agus ath-shuidheachadh làimhe a bha a dhìth sa phròiseas 3-axis. Sheall feartan a dh’ fheumas ceàrnan co-thàthaichte na buannachdan cruinneas as drùidhtiche.

*Figear 1: Meatairean Coileanaidh Coimeasach (5-Axis vs. 3-Axis)*

4. Deasbad
Tha na toraidhean a’ dearbhadh gu soilleir na buannachdan teicnigeach a tha an lùib innealachadh 5-axis airson pàirtean meatailt gnàthaichte iom-fhillte. Tha na lùghdachaidhean mòra ann an ùine rothaireachd ag eadar-theangachadh gu dìreach gu cosgaisean nas ìsle gach pàirt agus comas cinneasachaidh nas motha. Tha an crìochnachadh uachdar leasaichte a’ lughdachadh no a’ cuir às do obrachaidhean crìochnachaidh àrd-sgoile leithid snasadh làimhe, a’ lughdachadh chosgaisean agus amannan luaidhe tuilleadh agus aig an aon àm a’ leasachadh cunbhalachd phàirtean. Tha an leum ann an cruinneas geoimeatrach deatamach airson tagraidhean àrd-choileanaidh leithid einnseanan aerospace no implantan meidigeach, far a bheil gnìomh agus sàbhailteachd phàirtean air leth cudromach.

Tha na buannachdan seo ag èirigh sa mhòr-chuid bho phrìomh chomas innealachaidh 5-axis: gluasad ioma-axis aig an aon àm a’ comasachadh giollachd aon-shuidheachaidh. Tha seo a’ cur às do mhearachdan agus ùine làimhseachaidh a tha air adhbhrachadh leis an t-suidheachadh. A bharrachd air an sin, bidh stiùireadh innealan leantainneach as fheàrr (a’ cumail suas luchd sliseagan agus feachdan gearraidh air leth freagarrach) a’ neartachadh crìochnachadh uachdar agus a’ leigeil le ro-innleachdan innealachaidh nas ionnsaigheach far a bheil cruas innealan a’ ceadachadh, a’ cur ri buannachdan astair.

Ach, feumaidh uchd-mhacachd phractaigeach aideachadh a dhèanamh air crìochan. Tha an tasgadh calpa airson inneal 5-axis comasach agus innealan freagarrach gu math nas àirde na airson uidheamachd 3-axis. Bidh iom-fhillteachd prògramadh ag àrdachadh gu mòr; tha feum air prògramadairean CAM sgileil agus bathar-bog sòlaimte gus slighean innealan 5-axis èifeachdach, gun bualadh a chruthachadh. Bidh atharrais agus dearbhadh nan ceumannan èigneachail mus tèid innealachadh a dhèanamh. Feumaidh daingneachadh an dà chuid teannachadh agus àite gu leòr a thoirt seachad airson siubhal rothlach slàn. Bidh na factaran sin ag àrdachadh an ìre sgil a tha a dhìth airson luchd-obrachaidh agus prògramadairean.

Tha a’ bhuaidh phractaigeach soilleir: tha innealachadh 5-axis air leth math airson co-phàirtean luachmhor, iom-fhillte far a bheil na buannachdan aige ann an astar, càileachd agus comas a’ fìreanachadh an cosgais obrachaidh agus an tasgadh nas àirde. Airson pàirtean nas sìmplidh, tha innealachadh 3-axis fhathast nas eaconomach. Tha soirbheachas an urra ri tasgadh ann an teicneòlas agus luchd-obrach sgileil, còmhla ri innealan CAM agus atharrais làidir. Tha co-obrachadh tràth eadar dealbhadh, innleadaireachd saothrachaidh agus bùth an inneil deatamach gus làn fheum a dhèanamh de chomasan 5-axis fhad ‘s a tha pàirtean air an dealbhadh airson comas saothrachaidh (DFM).

5. Co-dhùnadh
Tha innealachadh CNC 5-axis ùr-nodha a’ toirt seachad fuasgladh a tha follaiseach nas fheàrr airson pàirtean meatailt gnàthaichte iom-fhillte, àrd-chruinneas a dhèanamh an taca ri dòighean traidiseanta 3-axis. Tha prìomh thoraidhean a’ dearbhadh:

Èifeachdas cudromach:Lùghdachadh ùine cearcall de 40-60% tro innealachadh aon-shuidheachaidh agus slighean innealan air an leasachadh.

Càileachd Leasaichte:Leasachaidhean suas ri 35% ann an garbh-chruth uachdar (Ra) mar thoradh air stiùireadh is conaltradh innealan as fheàrr.

Cruinneas nas fheàrr:Àrdachadh cuibheasach de 28% ann a bhith a’ cumail fulangas geoimeatrach èiginneach taobh a-staigh ±0.025mm, a’ cur às do mhearachdan bho iomadh suidheachadh.
Tha an teicneòlas a’ comasachadh cinneasachadh geoimeatraidh iom-fhillte (cuasan domhainn, gearraidhean fo-thalamh, lùban co-thàthaichte) nach eil practaigeach no do-dhèanta le innealachadh 3-axis, a’ dèiligeadh gu dìreach ri iarrtasan atharrachail roinnean aerospace, meidigeach agus lùtha.

Gus an toradh as motha fhaighinn air tasgadh ann an comas 5-axis, bu chòir do luchd-saothrachaidh fòcas a chuir air pàirtean àrd-iom-fhillteachd, àrd-luach far a bheil cruinneas agus ùine stiùiridh nam factaran farpaiseach deatamach. Bu chòir obair san àm ri teachd sgrùdadh a dhèanamh air amalachadh innealachadh 5-axis le meatrachd sa phròiseas airson smachd càileachd fìor-ùine agus innealachadh lùb dùinte, a’ leasachadh cruinneas tuilleadh agus a’ lughdachadh sgudal. Tha rannsachadh leantainneach air ro-innleachdan innealachaidh atharrachail a’ cleachdadh sùbailteachd 5-axis airson stuthan a tha duilich an innealachadh leithid Inconel no stàilinn chruaidhichte cuideachd a’ taisbeanadh stiùireadh luachmhor.