पतली दीवार वाले इंजन रिंगों की सटीक मशीनिंग: बड़े व्यास वाले हिस्सों में थर्मल विस्तार को संभालना

पृष्ठभूमि

एयरोस्पेस और बिजली उद्योगों में, बड़े {{0}व्यास वाले पतले {{1}दीवार वाले रिंग्स{{2}जैसे इंजन हाउसिंग, कनेक्टर रिंग्स और माउंटिंग फ्लैंज्स{{3}का व्यापक रूप से उनकी हल्की संरचना और कार्यात्मक दक्षता के लिए उपयोग किया जाता है। हालाँकि, उनके ज्यामितीय अनुपात (बड़े व्यास बनाम छोटी मोटाई) के कारण, ये घटक सटीक मशीनिंग के दौरान तापमान प्रेरित विरूपण के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होते हैं।

विशेष रूप से आंतरिक बोर संचालन के दौरान, गर्मी संचय ट्रिगर हो सकता हैअरैखिक थर्मल विस्तार, जिससे सूक्ष्म विकृतियाँ उत्पन्न होती हैं जो अंतिम भाग की गोलाई और आयामी सटीकता को प्रभावित करती हैं। माइक्रोमीटर स्तर की सटीकता की आवश्यकता वाले उद्योगों के लिए, यह एक चुनौती है जिसे नजरअंदाज नहीं किया जा सकता है।

चुनौती

कम कठोरता वाले पतले {{0}दीवार वाले हिस्सों में, टूल-वर्कपीस संपर्क समय में किसी भी वृद्धि के परिणामस्वरूप स्थानीय तापमान में वृद्धि होती है। चूँकि ऊष्मा पूरे पदार्थ में समान रूप से नहीं फैल सकती, इसलिए असमान तापीय प्रवणताएँ उत्पन्न होती हैंगैर-समान सामग्री विस्तार. यह विशेष रूप से समस्याग्रस्त है:

उच्च गति बोरिंग और कंटूरिंगआंतरिक व्यास का

बाधित कटौतीजहां थर्मल स्पाइक्स होते हैं

समापन कार्य, जहां थोड़ा सा अंडाकारीकरण भी सहनशीलता के भाग को बाहर कर देता है

मशीनिंग के बाद शीतलन और क्षतिपूर्ति का पारंपरिक दृष्टिकोण अब पर्याप्त नहीं है। इन गतिशील विकृतियों को संभालने के लिए वास्तविक समय नियंत्रण की आवश्यकता होती है।

बिशेन का समाधान: एक बुद्धिमान थर्मल नियंत्रण रणनीति

पतली दीवार वाली रिंग मशीनिंग की थर्मल स्थिरता मांगों को पूरा करने के लिए, बिशेन ने एक विकसित कियाबहु-चरण थर्मल नियंत्रण प्रणालीइसके 5-अक्ष गैन्ट्री मशीनिंग प्लेटफ़ॉर्म में एकीकृत:

वास्तविक-समय थर्मल मॉनिटरिंग
उच्च संवेदनशीलता वाले इन्फ्रारेड सेंसर और एम्बेडेड थर्मोकपल लगातार महत्वपूर्ण क्षेत्रों में गर्मी उत्पादन को ट्रैक करते हैं, विशेष रूप से बोर क्षेत्र के पास।

खंडित शीतलन रणनीति
निरंतर शीतलक प्रवाह के बजाय, सिस्टम मशीनिंग चरण {{0}रफिंग, सेमी {{1}फिनिशिंग और फिनिशिंग द्वारा शीतलन तीव्रता को गतिशील रूप से समायोजित करता है। यह सामग्री की स्थिरता बनाए रखते हुए थर्मल शॉक को कम करता है।

कंटूर फीडबैक के लिए लेजर प्रोफाइलिंग
एक गैर-{0}}संपर्क लेजर स्कैनर मशीनिंग के दौरान निरंतर प्रोफ़ाइल जांच करता है। यदि थर्मल विस्तार के कारण गोलाई या सपाटता से विचलन होता है, तो उपकरण पथ वास्तविक समय में स्वचालित रूप से समायोजित हो जाता है।

पोस्ट-मशीनिंग तापमान होल्ड और अंतिम ट्रिम
रफ मशीनिंग के बाद, थर्मल विश्राम की अनुमति देने के लिए भागों को नियंत्रित परिवेश के तापमान के तहत रखा जाता है। एक हल्का ट्रिमिंग पास अंतिम आयामी अखंडता सुनिश्चित करता है।

परिणाम

एप्लीकेशन केस: इंजन कनेक्टर रिंग

एक अग्रणी एयरोस्पेस टियर-1 आपूर्तिकर्ता को मशीनिंग के दौरान उच्च स्क्रैप दर का सामना करना पड़ाएल्यूमीनियम मिश्र धातु इंजन कनेक्टर के छल्लेकेवल 4.2 मिमी की दीवार मोटाई और 780 मिमी के बाहरी व्यास के साथ। कटिंग प्रेरित गर्मी के कारण बोर विरूपण 0.05 मिमी तक पहुंच गया।

बिशेन की एकीकृत थर्मल नियंत्रण प्रक्रिया को लागू करने के बाद:

आंतरिक व्यास की स्थिरता में अधिक सुधार हुआ73%

गोलाई त्रुटि भीतर रखी गई थी±0.01 मिमी

उपकरण घिसाव में कमी आई28%कम काटने वाली गर्मी के कारण

निष्कर्ष

पतली-दीवार वाले बड़े-व्यास वाले हिस्से संरचनात्मक रूप से कुशल होते हैं लेकिनमशीनिंग के दौरान तापीय रूप से अस्थिर. बिशेन की अनुकूली थर्मल क्षतिपूर्ति रणनीति, वास्तविक समय समोच्च संवेदन और खंडित शीतलन के साथ मिलकर, इन चुनौतीपूर्ण घटकों का निर्माण करना संभव बनाती हैविश्वसनीय रूप से, बार-बार और सटीक रूप से.