Tlhahiso e Tloaelehileng ea Metal Metal e nang le 5-Axis Machining
Tlhahiso e Tloaelehileng ea Metal Metal e nang le 5-Axis Machining
Sengoli:PFT, Shenzhen
Kakaretso:Tlhahiso e tsoetseng pele e hloka likarolo tse ngata tsa tšepe tse rarahaneng, tse nepahetseng haholo ho pholletsa le mafapha a moeeng, bongaka le matla. Tlhahlobo ena e lekola bokhoni ba mochini oa sejoale-joale oa taolo ea linomoro tsa khomphutha ea 5-axis (CNC) ho fihlela litlhoko tsena. Ho sebelisoa li-geometries tse emelang li-impellers tse rarahaneng le li-blade tsa turbine, liteko tsa mochini li ile tsa etsoa ho bapisa mekhoa ea 5-axis khahlano le mekhoa ea setso ea 3-axis ho titanium ea boemo ba sefofane (Ti-6Al-4V) le tšepe e sa hloekang (316L). Liphetho li bonts'a phokotso ea 40-60% ea nako ea machining le ntlafatso ea bokaholimo (Ra) ea ho fihla ho 35% ka ts'ebetso ea 5-axis, e hlahisoang ke li-setups tse fokotsehileng le mokhoa o ntlafalitsoeng oa lisebelisoa. Ho nepahala ha geometri bakeng sa likarolo tse ka hare ho ± 0.025mm ho mamellana ho eketsehile ka 28% ka karolelano. Leha e hloka boitseanape ba pele ba mananeo le matsete, machining a 5-axis a thusa tlhahiso e tšepahalang ea li-geometri tse neng li sa khonehe pele ka katleho e phahameng le pheletso. Bokhoni bona bo beha theknoloji ea 5-axis e le ea bohlokoa bakeng sa ho etsa karolo ea tšepe ea boleng bo holimo, e rarahaneng.
1. Selelekela
Mokhoa o sa khaotseng oa ho ntlafatsa ts'ebetso ho pholletsa le liindasteri tse kang aerospace (e batlang lisebelisoa tse bobebe, tse matla), tsa bongaka (tse hlokang li-implants tse lumellanang le likokoana-hloko, tse tobileng mokuli), le matla (tse hlokang likarolo tse rarahaneng tsa ho tšoara mokelikeli) li sutumelitse meeli ea ho rarahana ha karolo ea tšepe. Mechine ea setso ea 3-axis CNC, e hahelletsoeng ke phihlello e lekanyelitsoeng ea lisebelisoa le litlhophiso tse ngata tse hlokahalang, e loantšana le likhohlano tse rarahaneng, li-cavities tse tebileng, le likarolo tse hlokang li-angles tse kopaneng. Meeli ena e fella ka ho nepahala ho sekiselitsoeng, nako e atolositsoeng ea tlhahiso, litšenyehelo tse phahameng, le lithibelo tsa moralo. Ka 2025, bokhoni ba ho etsa likarolo tsa tšepe tse rarahaneng haholo, tse nepahetseng hantle ha e sa le mabothobotho empa ke tlhoko ea tlholisano. Mechine ea sejoale-joale ea 5-axis CNC, e fanang ka taolo e ts'oanang ea lilepe tse tharo tse melang (X, Y, Z) le lilepe tse peli tse bilikang (A, B kapa C), e fana ka tharollo ea phetoho. Theknoloji ena e lumella sesebelisoa sa ho itšeha hore se atamele sesebedisoa ho tloha ntlheng efe kapa efe ka tlhophiso e le 'ngoe, ha e le hantle se hlola meeli ea phihlello e teng ho machining a 3-axis. Sengoliloeng sena se hlahloba bokhoni bo ikhethileng, melemo e lekantsoeng, le lintlha tse sebetsang tsa ts'ebetso ea 5-axis machining bakeng sa tlhahiso ea karolo ea tšepe e tloaelehileng.
2. Mekhoa
2.1 Moralo le Benchmarking
Likarolo tse peli tsa benchmark li entsoe ho sebelisoa software ea Siemens NX CAD, e kenyelletsang mathata a tloaelehileng ho etsa tloaelo:
Impeller:E na le li-blades tse rarahaneng, tse sothehileng tse nang le likarolo tse holimo le tse hlakileng.
Turbine Blade:Ho kenyelletsa li-curvature tse kopaneng, mabota a masesaane, le libaka tse hokahaneng ka nepo.
Meralo ena e kenyellelitse li-undercuts ka boomo, lipokotho tse tebileng, le likarolo tse hlokang phihlello ea lisebelisoa tse seng tsa orthogonal, ka ho khetheha li tobane le mefokolo ea machining a 3-axis.
2.2 Thepa & Thepa
Lisebelisoa:Titanium ea Aerospace-grade (Ti-6Al-4V, annealed condition) le 316L Stainless Steel li khethiloe bakeng sa bohlokoa ba tsona lits'ebetsong tse boima le litšobotsi tse ikhethang tsa mochine.
Mechini:
5-Axis:DMG MORI DMU 65 monoBLOCK (Heidenhain TNC 640 taolo).
3-Axis:HAAS VF-4SS (taolo ea HAAS NGC).
Lisebelisoa:Maloala a koetsoeng a tiileng a carbide (li-diameter tse fapaneng, nko ea bolo, le pheletso e bataletseng) ho tsoa Kennametal le Sandvik Coromant li ile tsa sebelisoa bakeng sa ho khoasolla le ho qeta. Litekanyetso tsa ho itšeha (lebelo, fepa, botebo ba sehiloeng) li ile tsa ntlafatsoa ho latela bokhoni ba lisebelisoa le mochini ho sebelisoa likhothaletso tsa moetsi oa lisebelisoa le ho fokotsa liteko tse laoloang.
Mosebetsi:Mechini e tloahelehileng, e hlophisitsoeng hantle e netefalitse ho tiisa ka thata le sebaka se phetoang bakeng sa mefuta ka bobeli ea mochini. Bakeng sa liteko tsa 3-axis, likarolo tse hlokang ho potoloha li ile tsa behoa bocha ho sebelisoa lithaole tse nepahetseng, ho etsisa mokhoa o tloaelehileng oa ho etsa mabenkele. Liteko tsa 5-axis li sebelisitse matla a ho potoloha a mochini ka har'a sesebelisoa se le seng.
2.3 Ho Fumana Boitsebiso le Tlhahlobo
Nako ea Baesekele:E lekantsoe ka kotloloho ho tsoa ho li-timers tsa mochini.
Bokhopo ba Sekaho (Ra):E lekanyetsoa ho sebelisoa Mitutoyo Surftest SJ-410 profilometer libakeng tse hlano tse mahlonoko ka karolo. Likarolo tse tharo li ne li entsoe ka motsoako oa thepa / mochini.
Ho Nepaha ha Geometri:E hlahlobiloe ho sebelisoa mochine o lekanyang oa khokahanyo oa Zeiss CONTURA G2 (CMM). Litekanyo tse mahlonoko le mamello ea li-geometric (ho batalla, ho pota-pota, boemo) li ne li bapisoa le mehlala ea CAD.
Tlhahlobo ea Lipalo-palo:Karolelano ea litekanyetso le liphapang tse tloaelehileng li ne li baloa bakeng sa nako ea potoloho le litekanyo tsa Ra. Lintlha tsa CMM li ile tsa hlahlojoa bakeng sa ho kheloha ho tloha ho litekanyo tsa mabitso le litekanyetso tsa ho lumellana le mamello.
Lethathamo la 1: Kakaretso ea Litlhophiso tsa Teko
| Element | 5-Axis Setup | 3-Axis Setup |
|---|---|---|
| Mochini | DMG MORI DMU 65 monoBLOCK (5-Axis) | HAAS VF-4SS (3-Axis) |
| Ho lokisa | Sesebelisoa se le seng sa tloaelo | Sebopeho se le seng sa tloaelo + lipotoloho tsa matsoho |
| Nomoro ea Litlhophiso | 1 | 3 (Impeller), 4 (Turbine Blade) |
| CAM Software | Siemens NX CAM (Litsela tsa lithulusi tsa Multi-axis) | Siemens NX CAM (3-axis toolpaths) |
| Tekanyo | Mitutoyo SJ-410 (Ra), Zeiss CMM (Geo.) | Mitutoyo SJ-410 (Ra), Zeiss CMM (Geo.) |
3. Liphetho & Analysis
3.1 Melemo ea Sebetsa
5-axis machining e bonts'itse ho boloka nako e ngata. Bakeng sa mochine oa titanium, ts'ebetso ea 5-axis e fokotsa nako ea potoloho ka 58% ha e bapisoa le 3-axis machining (lihora tse 2.1 vs. 5.0 lihora). Lehare la turbine ea tšepe e sa hloekang le ile la bontša ho fokotseha ha 42% (lihora tsa 1.8 vs. 3.1 lihora). Melemo ena e bakiloe ke ho felisa li-setups tse ngata le nako ea ho sebetsana le / ho lokisa bocha, le ho nolofalletsa litsela tsa lisebelisoa tse nang le likheo tse telele, tse tsoelang pele ka lebaka la ts'ebeliso e ntlafalitsoeng ea lisebelisoa.
3.2 Ntlafatso ea Boleng ba Sefahleho
Bokhopo ba holim'a metsi (Ra) bo 'nile ba ntlafala ka mokhoa o tsitsitseng oa 5-axis machining. Likarolong tse rarahaneng tsa lehare la "titanium impeller", karolelano ea boleng ba Ra e fokotsehile ka 32% (0.8 µm vs. 1.18 µm). Lintlafatso tse tšoanang li ile tsa bonoa lehare la turbine ea tšepe e sa hloekang (Ra e fokotsehile ka 35%, ka karolelano ea 0.65 µm vs. 1.0 µm). Ntlafatso ena e amahanngoa le bokhoni ba ho boloka sekhutlo se sa fetoheng, se nepahetseng sa ho itšeha le ho fokotsa ho thothomela ha sesebelisoa ka ho tiea ha lisebelisoa ho lisebelisoa tse khuts'oane tsa lisebelisoa.
3.3 Ntlafatso ea ho Nepaha ha Geometri
Tlhahlobo ea CMM e netefalitse ho nepahala ho holimo ha jiometri ka ts'ebetso ea 5-axis. Peresente ea likarolo tse mahlonoko tse tšoaretsoeng ka har'a mamello e thata ea ± 0.025mm e eketsehile haholo: ka 30% bakeng sa impeller ea titanium (ho fihlela 92% ea ho lumellana le 62%) le 26% bakeng sa lehare la tšepe e sa hloekang (ho fihlela 89% ea ho lumellana le 63%). Ntlafatso ena e hlaha ka kotloloho ho felisoeng ha liphoso tse akaretsang tse hlahisitsoeng ke li-setups tse ngata le ho beoa bocha ka letsoho ho hlokahalang ts'ebetsong ea 3-axis. Likarolo tse hlokang li-angles tse kopaneng li bonts'itse katleho e makatsang ka ho fetesisa.
*Setšoantšo sa 1: Metrics ea Papiso ea Ts'ebetso (5-Axis vs. 3-Axis)*
4. Puisano
Liphetho li tiisa ka ho hlaka melemo ea tekheniki ea 5-axis machining bakeng sa likarolo tse rarahaneng tsa tšepe tse tloaelehileng. Phokotso e kholo ea nako ea potoloho e fetolela ka kotloloho ho theola litšenyehelo tsa karolo ka 'ngoe le ho eketseha ha tlhahiso ea tlhahiso. Qetello e ntlafalitsoeng ea bokaholimo e fokotsa kapa e felisa ts'ebetso ea bobeli ea ho phethela joalo ka ho bentša ka letsoho, ho theola litšenyehelo le linako tsa lead ha e ntse e ntlafatsa ts'ebetso ea karolo. Ho tlola ho nepahala ha jiometri ho bohlokoa bakeng sa lits'ebetso tse sebetsang hantle joalo ka lienjine tsa sepakapaka kapa li-implants tsa bongaka, moo ts'ebetso ea karolo le polokeho li leng bohlokoahali.
Melemo ena e hlahisoa haholo ke bokhoni ba mantlha ba 5-axis machining: ka nako e le 'ngoe ho tsamaisana le li-multi-axis ho nolofalletsang ts'ebetso e le 'ngoe. Sena se felisa liphoso tse bakoang ke ho seta le nako ea ho sebetsana. Ho feta moo, ts'ebeliso e tsoelang pele ea lisebelisoa (ho boloka lisebelisoa tse nepahetseng le matla a ho itšeha) ho ntlafatsa boleng ba holimo le ho lumella maqheka a matla a machining moo ho tiea ha lisebelisoa ho lumellang, ho kenya letsoho katlehong ea lebelo.
Leha ho le joalo, ho inkela ngoana ka tsela e sebetsang ho hloka ho amohela mefokolo. Matsete a lichelete bakeng sa mochini o nang le bokhoni ba 5-axis le lisebelisoa tse loketseng li phahame haholo ho feta lisebelisoa tsa 3-axis. Ho rarahana ha mananeo ho eketseha ka sekhahla; Ho hlahisa litsela tsa lithulusi tsa 5-axis tse sebetsang hantle, tse sa thulaneng ho hloka hore baetsi ba mananeo a CAM ba nang le litsebo tse phahameng le software e tsoetseng pele. Ketsiso le netefatso e ba mehato e tlamang pele ho machining. Ho lokisoa ho tlameha ho fana ka botsitso le tumello e lekaneng bakeng sa leeto le felletseng la ho potoloha. Lintlha tsena li phahamisa boemo ba bokhoni bo hlokehang bakeng sa li-operators le baetsi ba mananeo.
Tlhaloso e sebetsang e hlakile: 5-axis machining e ipabola bakeng sa lisebelisoa tsa boleng bo phahameng, tse rarahaneng moo melemo ea eona ka lebelo, boleng, le bokhoni li lokafatsang ts'ebetso e phahameng ea ts'ebetso le matsete. Bakeng sa likarolo tse bonolo, mochini oa 3-axis o lula o le moruo haholoanyane. Katleho e ipapisitse le ho tsetela ho theknoloji le basebetsi ba nang le boiphihlelo, hammoho le CAM e matla le lisebelisoa tsa papiso. Tšebelisano ea pele lipakeng tsa moralo, boenjineri ba tlhahiso, le lebenkele la mechini e bohlokoa ho holisa bokhoni ba 5-axis ha ho ntse ho raloa likarolo tsa tlhahiso (DFM).
5. Qetello
Mechine ea sejoale-joale ea 5-axis CNC e fana ka tharollo e hlakileng ka mokhoa o hlakileng bakeng sa ho etsa likarolo tsa tšepe tse rarahaneng, tse nepahetseng haholo ha li bapisoa le mekhoa ea setso ea 3-axis. Liphetho tsa bohlokoa li tiisa:
Bokhoni bo Bohlokoa:Phokotso ea nako ea potoloho ea 40-60% ka mochini o hlophisitsoeng o le mong le litselana tsa lisebelisoa tse ntlafalitsoeng.
Boleng bo Ntlafetseng:Lintlafatso tsa bokaholimo (Ra) tse fihlang ho 35% ka lebaka la mokhoa o nepahetseng oa ho sebelisana le lisebelisoa.
Ho Nepaha ha Phahameng:Karolelano ea keketseho ea 28% ea ho tšoara mamello ea bohlokoa ea geometri ka har'a ± 0.025mm, ho tlosa liphoso ho tloha ho li-setups tse ngata.
Theknoloji e thusa tlhahiso ea li-geometri tse rarahaneng (li-cavities tse tebileng, li-undercuts, li-curve tse kopantsoeng) tse sa sebetseng kapa tse ke keng tsa khoneha ka machining a 3-axis, e sebetsanang ka ho toba le litlhoko tse tsoelang pele tsa lefapha la sefofane, bongaka le matla.
Ho eketsa phaello ea matsete ka bokhoni ba 5-axis, bahlahisi ba lokela ho tsepamisa maikutlo ho likarolo tse rarahaneng, tsa boleng bo holimo moo ho nepahala le nako ea ho etella pele e leng lintlha tsa bohlokoa tsa tlholisano. Mosebetsi oa nako e tlang o lokela ho hlahloba ho kopanngoa ha 5-axis machining le in-process metrology bakeng sa taolo ea boleng ba nako ea sebele le machining a koalehileng, ho ntlafatsa ho nepahala le ho fokotsa sekhechana. Patlisiso e tsoelang pele mabapi le maano a machining a feto-fetohang a sebelisang maemo a 5-axis bakeng sa lisebelisoa tse thata ho sebetsa joalo ka Inconel kapa litšepe tse thata le tsona li fana ka tataiso ea bohlokoa.
