بصفتها مكونًا رئيسيًا لتحقيق أداء محركات الهواء ، فإن الشفرات لها خصائص نموذجية مثل الهياكل ذات الجدران الرقيقة ، ذات الشكل الخاص ، والمواد الصعبة للمعالجة ، ومتطلبات عالية للمعالجة وجودة السطح. تعتبر كيفية تحقيق معالجة الشفرات الدقيقة والفعالة تحديًا كبيرًا في مجال تصنيع المحرك الجوي الحالي. من خلال تحليل العوامل الرئيسية التي تؤثر على دقة معالجة الشفرة ، يتم تلخيص الوضع الحالي للبحث في تكنولوجيا ومعدات معالجة الدقة الشفافة بشكل شامل ، ويتم إجراء اتجاه تطوير تكنولوجيا معالجة شفرة المحرك الهوائي.
في صناعة الطيران ، يتم استخدام الأجزاء الخفيفة الوزن ذات الجدران الرقيقة عالية القوة على نطاق واسع وهي مكونات رئيسية لتحقيق أداء المعدات المهمة مثل محركات الطائرات [1]. على سبيل المثال ، يمكن أن يصل طول شفرات مروحة سبيكة التيتانيوم من محركات الطائرات الالتفافية الكبيرة (انظر الشكل 1) إلى 1 متر ، مع ملفات تعريف شفرة معقدة وهياكل منصة التخميد ، وسمك الجزء الأكثر أنحفًا هو 1.2 مم فقط ، وهو جزء خاص بنحو الحجم ذو الحجم الرقيق ذو الشكل الرقيق [2]. كجزء من الصلابة الضعيفة ذات الشكل الرقيق النموذجي ، تكون النصل عرضة لمعالجة التشوه والاهتزاز أثناء المعالجة [3]. هذه المشاكل تؤثر بشكل خطير على دقة المعالجة وجودة السطح للشفرة.
يعتمد أداء المحرك إلى حد كبير على مستوى تصنيع الشفرات. أثناء تشغيل المحرك ، تحتاج الشفرات إلى العمل بشكل ثابت تحت بيئات التشغيل المتطرفة مثل ارتفاع درجة الحرارة والضغط العالي. وهذا يتطلب أن يكون لمادة النصل قوة جيدة ، ومقاومة التعب ، ومقاومة التآكل عالية الحرارة ، وضمان الاستقرار الهيكلي [2]. عادة ، يتم استخدام سبائك التيتانيوم أو سبائك درجات الحرارة العالية لشفرات محرك الطائرات. ومع ذلك ، فإن سبائك التيتانيوم وسبائك درجات الحرارة العالية لها قابلية للآلات. أثناء عملية القطع ، تكون قوة القطع كبيرة وترتدي الأداة بسرعة. مع زيادة ارتداء الأدوات ، ستزداد قوة القطع ، مما يؤدي إلى تشوه واهتزاز أكثر خطورة ، مما يؤدي إلى دقة منخفضة الأبعاد ونوعية سطح الأجزاء الضعيفة. من أجل تلبية متطلبات أداء الخدمة للمحرك في ظل ظروف العمل الشديدة ، تكون دقة الآلات وجودة السطح للشفرات مرتفعة للغاية. أخذ شفرات مروحة سبيكة التيتانيوم المستخدمة في محرك توروفيان نسبة الالتفافية المنتجة محليا كمثال ، فإن الطول الإجمالي للشفرة هو 681 مم ، في حين أن السماكة أقل من 6 مم. متطلبات الملف الشخصي هو -0. هذا يتطلب عادة تصنيع الدقة على أداة آلة CNC من خمسة محاور. ومع ذلك ، نظرًا لضعف الصلابة والبنية المعقدة والمواد التي يصعب إجراء العملية ، من أجل ضمان دقة الجودة والجودة ، يتعين على موظفي العملية ضبط معلمات القطع عدة مرات أثناء عملية التصنيع ، مما يحد بشكل خطير من أداء مركز الآلات CNC ويسببان نفايات كفاءة هائلة [4]. لذلك ، مع التطور السريع لتكنولوجيا تصنيع CNC ، أصبحت كيفية تحقيق التحكم في التشوه وقمع الاهتزاز لآلات الأجزاء الرقيقة الجدران وإعطاء اللعب الكامل لقدرات الآلات لمراكز تصنيع CNC حاجة ملحة لشركات التصنيع المتقدمة.
اجتذب البحث عن تكنولوجيا التحكم في التشوه من أجزاء صلبة ضعيفة الجدران انتباه المهندسين والباحثين لفترة طويلة. في ممارسة الإنتاج المبكرة ، غالبًا ما يستخدم الأشخاص استراتيجية الخط المائي للتناوب الطحن على جانبي الهياكل ذات الجدران الرقيقة ، والتي يمكن أن تقلل بسهولة من الآثار الضارة للتشوه والاهتزاز على دقة الأبعاد إلى حد ما. بالإضافة إلى ذلك ، هناك أيضًا طريقة لتحسين صلابة المعالجة من خلال وضع هياكل التضحية المسبقة مثل تعزيز الأضلاع.
قطع التكنولوجيا للمواد التي يصعب قطعها
من أجل تلبية متطلبات الخدمة المستقرة في ظل درجة حرارة عالية وبيئة الضغط العالي ، فإن المواد الشائعة الاستخدام لشفرات محركات الطائرات هي سبائك التيتانيوم أو سبائك درجات الحرارة العالية. في السنوات الأخيرة ، أصبحت مركبات التيتانيوم الألومنيوم بينومينوم أيضًا مادة شفرة ذات إمكانات رائعة للتطبيق. تتمتع سبائك التيتانيوم بخصائص الموصلية الحرارية المنخفضة ، واللدونة المنخفضة ، والمعامل المرنة المنخفضة ، والتقارب القوي ، مما يجعلها تعاني من مشاكل مثل قوة القطع الكبيرة ، ودرجة حرارة القطع العالية ، وتصلب العمل الشديد وارتداء الأدوات الكبيرة أثناء القطع. إنها مواد صعبة الصعوبة (مورفولوجيا البنية المجهرية انظر الشكل 2A) [7]. الخصائص الرئيسية لسبائك درجات الحرارة العالية هي اللدونة والقوة العالية ، والتوصيل الحراري الضعيف ، وكمية كبيرة من محلول صلب كثيف داخل [8]. يؤدي تشوه البلاستيك أثناء القطع إلى تشويه شديد للشبكة ، ومقاومة التشوه العالية ، وقوة القطع الكبيرة ، وظاهرة تصلب البرد الشديدة ، والتي هي أيضًا مواد صعبة النمو (مورفولوجيا البنية المجهرية انظر الشكل 2 ب). لذلك ، من المهم للغاية تطوير تقنية قطع فعالة ودقيقة للمواد التي يصعب قطعها مثل سبائك التيتانيوم وسبائك درجات الحرارة العالية. من أجل تحقيق تصنيع فعال ودقيق للمواد التي يصعب قطعها ، أجرى العلماء المحليون والأجانب أبحاثًا متعمقة من وجهات نظر طرق القطع المبتكرة ومواد أدوات الآلات المثلى ومعلمات القطع المحسنة.
2.1 ابتكار طرق المعالجة
فيما يتعلق بالبحث والتطوير المبتكرة لأساليب القطع ، قدم العلماء الوسائل الإضافية مثل تسخين الليزر والتبريد المبرد لتحسين قابلية المواد وتحقيق القطع الفعالة. يتمثل مبدأ العمل في معالجة تسخين الليزر [9] (انظر الشكل 3A) لتركيز شعاع ليزر عالي الطاقة على سطح الشغل أمام حافة القطع ، وتخفيف المواد عن طريق التدفئة المحلية للحزمة ، وتقليل قوة الغلة للمادة ، وبالتالي تقليل قوة القطع وارتداء الأداة ، وتحسين جودة القطع. يستخدم المعالجة المبردة للتبريد [10] (انظر الشكل 3 ب) النيتروجين السائل ، وغاز ثاني أكسيد الكربون عالي الضغط وغيرها من وسائط التبريد للرش على جزء القطع لتبريد عملية القطع ، وتجنب مشكلة درجة حرارة القطع المحلية المفرطة الناجمة عن الموصلية الحرارية الضعيفة للمادة ، وجعل الشغل الشغل بارد محليًا وتهمة هش ، مما يؤدي إلى تعزيز تأثير كسر النقطة. استخدمت شركة AMRC النووية في المملكة المتحدة بنجاح غاز ثاني أكسيد الكربون عالي الضغط لتبريد عملية معالجة سبيكة التيتانيوم. بالمقارنة مع حالة القطع الجافة ، يوضح التحليل أن المعالجة المبردة للتبريد المبردة لا يمكن أن تقلل فقط من قوة القطع وتحسين جودة سطح القطع ، ولكن أيضًا تقليل تآكل الأدوات بشكل فعال وزيادة عمر خدمة الأداة. بالإضافة إلى ذلك ، تعتبر المعالجة بمساعدة الاهتزاز بالموجات فوق الصوتية [11 ، 12] (انظر الشكل 3C) أيضًا طريقة فعالة للقطع الفعال للمواد التي يصعب إجراء العملية. من خلال تطبيق الاهتزازات ذات السعة الصغيرة ذات التردد العالي على الأداة ، يتم تحقيق الفصل المتقطع بين الأداة وشغل العمل أثناء عملية الآلات ، مما يغير آلية إزالة المواد ، ويعزز استقرار القطع الديناميكية ، ويتجنب بشكل فعال الاحتكاك بين الأداة والسطح الآلي ، ويقلل من درجة حرارة القطع ، ويقلل من قمة السطح ، ويقلل من قمة السطح. لقد تلقى تأثيرات العملية الممتازة اهتمامًا واسع النطاق.
2.2 اختيار مواد الأدوات
بالنسبة للمواد التي يصعب قطعها مثل سبائك التيتانيوم ، يمكن لتحسين مواد الأدوات تحسين نتائج القطع بشكل فعال [8 ، 13]. أظهرت الدراسات أنه بالنسبة لمعالجة سبيكة التيتانيوم ، يمكن اختيار أدوات مختلفة وفقًا لسرعة المعالجة. بالنسبة للقطع منخفض السرعة ، يتم استخدام الفولاذ عالي السرعة عالي السرعة ، للقطع متوسطة السرعة ، يتم استخدام أدوات كربيد الأسمنت مع طلاء أكسيد الألومنيوم ، وللأدوات عالية السرعة ، يتم استخدام أدوات نيتريد البورون المكعبة (CBN) ؛ بالنسبة لمعالجة سبيكة عالية الحرارة ، يجب استخدام أدوات كربيد عالية السرعة عالية السرعة أو أدوات Carbide مع صلابة عالية ومقاومة جيدة للارتداء للمعالجة.
2.3 معلمات القطع المثلى
المعلمات القطع هي أيضا عامل مهم يؤثر على تأثير الآلات. يمكن أن يؤدي استخدام معلمات القطع المناسبة للمواد المقابلة إلى تحسين جودة الآلات والكفاءة بشكل فعال. أخذ معلمة سرعة القطع كمثال ، يمكن أن تشكل سرعة القطع المنخفضة بسهولة منطقة حافة مبنية على سطح المادة ، مما يقلل من دقة تصنيع السطح ؛ يمكن أن تسبب سرعة القطع العالية تراكم الحرارة بسهولة ، مما يؤدي إلى حروق الشغل والأداة. في هذا الصدد ، قام فريق البروفيسور تشاي يونشنغ في جامعة هاربين للعلوم والتكنولوجيا بتحليل الخصائص الميكانيكية والفيزيائية للمواد التي يصعب استخدامها بشكل شائع وتلخيص جدول موصى به لسرعات القطع للمواد التي يصعب دمجها من خلال تجارب الآلات المتعامدة [14] (انظر الجدول 1). يمكن أن يؤدي استخدام الأدوات وسرعات القطع الموصى بها في الجدول للآلات إلى تقليل عيوب الآلات وارتداء الأدوات بشكل فعال ، وتحسين جودة الآلات.
3 دقة تقنية تصنيع CNC لأسطح الشفرة المعقدة
في السنوات الأخيرة ، مع التطور السريع لصناعة الطيران والطلب المتزايد في السوق ، زادت متطلبات المعالجة الفعالة والدقيقة للشفرات ذات الجدران الرقيقة بشكل متزايد ، وأصبح الطلب على تكنولوجيا التحكم في التشوه العليا أكثر إلحاحًا. في سياق تكنولوجيا التصنيع الذكية ، أصبح الجمع بين تكنولوجيا المعلومات الإلكترونية الحديثة لتحقيق التحكم الذكي في تشوه واهتزاز معالجة شفرة محرك الطائرات موضوعًا ساخنًا للعديد من الباحثين. إدخال أنظمة CNC الذكية في المعالجة الدقيقة للأسطح المنحنية المعقدة للشفرات ، والتعويض النشط عن الأخطاء في عملية المعالجة القائمة على أنظمة CNC الذكية ، يمكن أن يقمع بشكل فعال التشوه والاهتزاز.
من أجل تعويض الأخطاء النشطة في عملية الآلات ، من أجل تحقيق تحسين معلمات الآلات والتحكم فيها مثل مسار الأداة ، من الضروري أولاً الحصول على تأثير معلمات العملية على تشوه الآلات والاهتزاز. هناك طريقتان شائعتان الاستخدامان: إحداهما هو تحليل وتسبب نتائج كل أداة عبر قياس الآلة وتحليل الأخطاء [15] ؛ والآخر هو إنشاء نموذج تنبؤ لتشوه الآلات والاهتزاز من خلال طرق مثل التحليل الديناميكي [16] ، ونمذجة العناصر المحدودة [17] ، والتجارب [18] والشبكات العصبية [19] (انظر الشكل 4).
استنادًا إلى نموذج التنبؤ أعلاه أو تقنية القياس على الآلة ، يمكن للأشخاص تحسين معلمات التصنيع وحتى التحكم فيها في الوقت الفعلي. يتمثل الاتجاه السائد في التعويض عن الأخطاء الناجمة عن التشوه والاهتزاز عن طريق إعادة تسوية مسار الأداة. الطريقة الشائعة الاستخدام في هذا الاتجاه هي "طريقة تعويض المرآة" [20] (انظر الشكل 5). تعوض هذه الطريقة تشوه قطع واحد عن طريق تصحيح مسار الأداة الاسمية. ومع ذلك ، فإن تعويض واحد سيؤدي إلى تشوه جديد للآلات. لذلك ، من الضروري إنشاء علاقة تكرارية بين قوة القطع وتشوه الآلات من خلال تعويضات متعددة لتصحيح التشوه واحدًا تلو الآخر. بالإضافة إلى طريقة تعويض الأخطاء النشطة استنادًا إلى تخطيط مسار الأدوات ، يدرس العديد من العلماء أيضًا كيفية التحكم في التشوه والاهتزاز من خلال تحسين معلمات القطع والتحكم فيها. لقطع نوع معين من شفرة محرك الطائرات ، تم تغيير معلمات الآلات لجولات متعددة من الاختبارات المتعامدة. استنادًا إلى بيانات الاختبار ، تم تحليل تأثير كل معلمة القطع ومعلمة الأداة على تشوه آلات الشفرة واستجابة الاهتزاز [21-23]. تم إنشاء نموذج تنبؤ تجريبي لتحسين معلمات الآلات ، وتقليل تشوه الآلات بشكل فعال ، وقمع اهتزاز القطع.
استنادًا إلى النماذج والأساليب المذكورة أعلاه ، قامت العديد من الشركات بتطوير أو تحسين أنظمة CNC لمراكز تصنيع CNC لتحقيق التحكم التكيفي في الوقت الفعلي لمعلمات معالجة الأجزاء ذات الجدران الرقيقة. نظام الطحن الأمثل لشركة OMAT التابعة لإسرائيل [24] هو ممثل نموذجي في هذا المجال. إنه يقوم بشكل أساسي بضبط سرعة التغذية من خلال التكنولوجيا التكيفية لتحقيق الغرض من طحن القوة الثابتة وتحقيق الكفاءة العالية والمعالجة عالية الجودة للمنتجات المعقدة. بالإضافة إلى ذلك ، طبقت بكين جينغديا أيضًا تقنية مماثلة في الحالة التقنية الكلاسيكية المتمثلة في استكمال نقش نمط قشر البيض من خلال التعويض التكيفي لقياس الوجه [25]. اقترح Therrien of GE في الولايات المتحدة [26] طريقة تصحيح في الوقت الفعلي لرموز تصنيع CNC أثناء الآلات ، والتي وفرت وسيلة فنية أساسية للآلات التكيفية والتحكم في الوقت الفعلي للشفرات المعقدة ذات الجدران الرقيقة. يدرك نظام الإصلاح الآلي للاتحاد الأوروبي لمكونات توربينات محرك الطائرات (AROSATEC) الطحن الدقيق للتكيف بعد إصلاح الشفرة عن طريق التصنيع المضافة ، وتم تطبيقه على إنتاج إصلاح الشفرة لشركة MTU في ألمانيا وشركة SIFCO في أيرلندا [27].
تحسين معالجة الصلابة على أساس معدات العملية الذكية
يعد استخدام معدات العمليات الذكية لتحسين صلابة نظام العملية وتحسين خصائص التخميد وسيلة فعالة لقمع تشوه واهتزاز معالجة الشفرة ذات الجدران الرقيقة ، وتحسين دقة المعالجة ، وتحسين جودة السطح. في السنوات الأخيرة ، تم استخدام عدد كبير من معدات العمليات المختلفة في معالجة أنواع مختلفة من شفرات المحركات الهوائية [28]. نظرًا لأن شفرات المحركات الهوائية لها عمومًا خصائص هيكلية رفيعة غير منتظمة وغير منتظمة ، وهي منطقة صغيرة التحويل وتحديد المواقع ، وارتدادات المعالجة المنخفضة ، والتشوه المحلي في ظل عمل قطع الأحمال ، فإن معدات معالجة الشفرة عادة ما تطبق الدعم المساعد على نظام الشغل على أساس تشويه تشويه تشويه تشويه تشويه تشويه تشويه تشويه التشويه. وضعت الأسطح المنحنية ذات الجدران الرقيقة وغير المنتظمة مطلبين لتحديد وضع الأدوات والتشبث بها: أولاً ، يجب توزيع قوة التثبيت أو قوة التلامس للأدوات بالتساوي قدر الإمكان على السطح المنحني لتجنب التشوه المحلي الخطير في قطعة الشغل تحت عمل قوة التثبيت ؛ ثانياً ، يجب أن تتطابق عناصر الدعم والتشكيل والكمال المساعدة للأدوات بشكل أفضل مع السطح المنحني المعقد لقوة العمل لتوليد قوة اتصال موحدة في كل نقطة اتصال. استجابة لهذا المتطلبات ، اقترح العلماء نظام أدوات مرن. يمكن تقسيم أنظمة الأدوات المرنة إلى تغيير الطور الأدوات المرنة والأدوات المرنة التكيفية. تستخدم الأدوات المرنة في الطور التغيرات في الصلابة والتخميد قبل وبعد تغيير الطور في السائل: السائل في الطور السائل أو المرحلة المتنقلة له صلابة وتثبيط ، ويمكن أن يتكيف مع السطح المنحني المعقد لقعة العمل تحت الضغط المنخفض. بعد ذلك ، يتم تحويل السائل إلى مرحلة صلبة أو موحدة بواسطة قوى خارجية مثل الكهرباء/المغناطيسية/الحرارة ، ويتم تحسين الصلابة والتخميد بشكل كبير ، مما يوفر دعمًا موحدًا ومرنًا لقمع العمل وقمع التشوه والاهتزاز.
تتمثل معدات العملية في تقنية المعالجة التقليدية لشفرات محركات الطائرات في استخدام مواد تغيير الطور مثل سبائك نقاط الانصهار المنخفضة لملء الدعم الإضافي. وهذا هو ، بعد وضع لوحة العمل الفارغة ومثبتة في ست نقاط ، يتم إلقاء مرجع تحديد موقع الشغل في كتلة صب من خلال سبيكة نقطة الانصهار المنخفضة لتوفير الدعم الإضافي لقطعة العمل ، ويتم تحويل تحديد المواقع المعقدة إلى تحديد المواقع السطحية العادية ، ثم يتم نقل المعالجة الدقيقة للجزء المراد معالجتها (انظر الشكل 6). طريقة العملية هذه لها عيوب واضحة: يؤدي تحويل مرجع تحديد المواقع إلى انخفاض في دقة تحديد المواقع ؛ يعد إعداد الإنتاج معقدًا ، كما أن صب وذوبان سبيكة نقطة الانصهار المنخفضة يجلب أيضًا مشاكل البقايا والتنظيف على سطح الشغل. في الوقت نفسه ، تكون ظروف الصب والذوبان سيئة نسبيا [30]. من أجل حل عيوب العملية أعلاه ، تتمثل الطريقة الشائعة في تقديم بنية دعم متعددة النقاط مع مادة تغيير الطور [31]. تتصل الطرف العلوي من بنية الدعم بلاء العمل لتحديد المواقع ، ويتم غمر الطرف السفلي في غرفة سبيكة نقطة الانصهار المنخفضة. يتم تحقيق الدعم المساعد المرن بناءً على خصائص تغيير الطور لسبائك نقطة الانصهار المنخفضة. على الرغم من أن إدخال بنية الدعم يمكن أن يتجنب العيوب السطحية الناتجة عن سبائك النقطة المنخفضة النقطة التي تتواصل مع الشفرات ، نظرًا لقيود أداء مواد تغيير الطور ، لا يمكن لتغيير الأدوات المرنة في وقت واحد تلبية المتطلبات الرئيسية المتمثلة في صلابة عالية وسرعة الاستجابة العالية ، ومن الصعب تطبيقها على الإنتاج التلقائي عالية الكفاءة.
من أجل حل عيوب تغيير الأدوات المرنة في الطور ، قام العديد من العلماء بدمج مفهوم التكيف في البحث وتطوير الأدوات المرنة. يمكن للأدوات المرنة التكيفية أن تتطابق مع أشكال الشفرة المعقدة بشكل متكيف وأخطاء الشكل المحتملة من خلال الأنظمة الكهروميكانيكية. من أجل التأكد من توزيع قوة الاتصال بالتساوي على الشفرة بأكملها ، تستخدم الأدوات عادة الدعم المساعد متعدد النقاط لتشكيل مصفوفة دعم. اقترح فريق Wang Hui في جامعة Tsinghua معدات عملية الدعم المساعدة المرنة متعددة النقاط مناسبة لمعالجة شفرة شبه الشكل [32 ، 33] (انظر الشكل 7). تستخدم الأدوات عناصر لتكتل المواد المرنة المتعددة للمساعدة في دعم سطح الشفرة للشفرة القريبة من الشبكة ، مما يزيد من منطقة التلامس في كل منطقة اتصال وضمان توزيع قوة التثبيت بالتساوي على كل جزء تلامس والشفرة بأكملها ، مما يؤدي إلى تحسين صلابة نظام العملية بشكل فعال. تتمتع الأدوات بدرجات سلبية متعددة من الحرية ، والتي يمكن أن تتطابق بشكل متكيف مع شكل الشفرة وخطأها مع تجنب الإفراط في الوضع. بالإضافة إلى تحقيق الدعم التكيفي من خلال مواد مرنة ، يتم تطبيق مبدأ الحث الكهرومغناطيسي أيضًا على البحث وتطوير الأدوات المرنة التكيفية. ابتكر فريق يانغ Yiqing في جامعة بكين للملاحة الجوية ورسالة الفضاء جهاز دعم إضافي يعتمد على مبدأ الحث الكهرومغناطيسي [34]. تستخدم الأدوات دعمًا مساعدًا مرنًا متحمسًا لإشارة كهرومغناطيسية ، والتي يمكن أن تغير خصائص التخميد لنظام العملية. أثناء عملية التثبيت ، يطابق الدعم المساعدة بشكل متكيف شكل الشغل تحت عمل مغناطيس دائم. أثناء المعالجة ، سيتم نقل الاهتزاز الناتج عن قطعة العمل إلى الدعم الإضافي ، وستكون القوة الكهرومغناطيسية العكسية متحمسة وفقًا لمبدأ التعريفي الكهرومغناطيسي ، وبالتالي قمع اهتزاز معالجة الشغل ذات الجدران الرقيقة.
في الوقت الحاضر ، في عملية تصميم معدات العملية ، يتم استخدام تحليل العناصر المحدودة ، والخوارزمية الجينية وغيرها من الطرق لتحسين تصميم الدعم المساعد متعدد النقاط [35]. ومع ذلك ، يمكن أن تضمن نتيجة التحسين عادةً فقط أن تشوه المعالجة عند نقطة واحدة قد تم تقليله ، ولا يمكن أن يضمن تحقيق نفس تأثير قمع التشوه في أجزاء المعالجة الأخرى. في عملية معالجة الشفرة ، عادة ما يتم تنفيذ سلسلة من تمريرات الأدوات على قطعة العمل على نفس أداة الماكينة ، لكن متطلبات التثبيت لمعالجة أجزاء مختلفة مختلفة وقد تكون متغيرة للوقت. بالنسبة لطريقة الدعم المتعددة النقاط الثابتة ، إذا تم تحسين صلابة نظام العملية عن طريق زيادة عدد الدعم المساعد ، من ناحية ، ستزداد كتلة وحجم الأدوات ، ومن ناحية أخرى ، سيتم ضغط مساحة حركة الأداة. إذا تم إعادة تعيين موضع الدعم الإضافي عند معالجة أجزاء مختلفة ، فسيتم مقاطعة عملية المعالجة حتماً وسيتم تقليل كفاءة المعالجة. لذلك ، تم اقتراح معدات عملية المتابعة [36-38] التي تقوم تلقائيًا بضبط تخطيط الدعم وقوة الدعم عبر الإنترنت وفقًا لعملية المعالجة. يمكن أن تحقق معدات عملية المتابعة (انظر الشكل 8) الدعم الديناميكي من خلال التعاون المنسق للأداة والأدوات بناءً على مسار الأدوات وتغييرات حالة العمل في عملية القطع المتغيرة بمرور الوقت قبل أن تبدأ أي إجراء معالجة: أولاً ، يتم نقل الدعم المساعد إلى أي مكان آخر يمكن أن يساعد في وضع ما يتكون من المركز في وضعه في وضعه في وضعه في وضعه في وضعه في وضعه. مطابقة متطلبات التثبيت المتغيرة بمرور الوقت أثناء عملية المعالجة.
من أجل زيادة تعزيز قدرة الدعم الديناميكي التكيفي لمعدات العملية ، ومطابقة متطلبات التثبيت الأكثر تعقيدًا في عملية المعالجة ، وتحسين جودة وكفاءة إنتاج معالجة الشفرة ، يتم توسيع الدعم المساعد للمتابعة إلى مجموعة تتشكل من قبل دعامات مساعدين ديناميكية متعددة. يلزم كل دعم مساعد ديناميكي لتنسيق الإجراءات وإعادة بناء جهة الاتصال تلقائيًا وسرعان ما بين مجموعة الدعم والشغل وفقًا للمتطلبات المتغيرة للوقت لعملية التصنيع. لا تتداخل عملية إعادة الإعمار مع وضع قطعة العمل بأكملها ولا تسبب النزوح أو الاهتزاز المحلي. يُطلق على معدات العملية القائمة على هذا المفهوم أن تبرز مجموعة قابلة للتكوين ذاتيًا [39] ، والتي تتمتع بمزايا المرونة وإعادة التكوين والاستقلال الذاتي. يمكن لمجموعة المجموعة القابلة للتكوين الذاتي تخصيص دعامات مساعدة متعددة لمواقع مختلفة على السطح المدعوم وفقًا لمتطلبات عملية التصنيع ، ويمكن أن تتكيف مع قطع العمل المعقدة مع مساحة كبيرة ، مع ضمان صلابة كافية والقضاء على الدعم الزائد. طريقة العمل في المباراة هي أن وحدة التحكم ترسل التعليمات وفقًا للبرنامج المبرمج ، وتقدم قاعدة الهاتف المحمول عنصر الدعم إلى الموضع المستهدف وفقًا للتعليمات. يتكيف عنصر الدعم مع الشكل الهندسي المحلي لشركة العمل لتحقيق الدعم المتوافق. يمكن التحكم في الخصائص الديناميكية (الصلابة والتخميد) لمنطقة التلامس بين عنصر الدعم الواحد وشرك العمل المحلي عن طريق تغيير معلمات عنصر الدعم (على سبيل المثال ، يمكن لعنصر الدعم الهيدروليكي عادة تغيير الضغط الهيدروليكي للمدخلات لتغيير خصائص التلامس). تتشكل الخصائص الديناميكية لنظام العملية من خلال اقتران الخصائص الديناميكية لمنطقة التلامس بين عناصر الدعم المتعددة وقطعة العمل ، وترتبط بمعلمات كل عنصر دعم وتخطيط مجموعة عنصر الدعم. يحتاج تصميم مخطط إعادة بناء الدعم متعدد النقاط لمجموعة المجموعة القابلة للتكوين ذاتيًا إلى النظر في القضايا الثلاث التالية: التكيف مع الشكل الهندسي لنقاط العمل ، وإعادة التعديل السريع لعناصر الدعم ، والتعاون المنسق لنقاط الدعم المتعددة [40]. لذلك ، عند استخدام تركيبات المجموعة القابلة للتكوين الذاتي ، من الضروري استخدام شكل الشغل وخصائص الحمل وظروف الحدود المتأصلة كمدخلات لحل تخطيط الدعم متعدد النقاط ودعم معلمات معالجة مختلفة ، تخطط لمسار حركة الدعم متعدد النقاط ، وإنشاء برمز التحكم من نتائج الحل ، واستيرادها إلى وحدة التحكم. في الوقت الحاضر ، أجرى العلماء المحليون والأجانب بعض الأبحاث ومحاولات تجهيزات المجموعات القابلة للتكوين ذاتيا. في البلدان الأجنبية ، طور مشروع SwarmitFix للاتحاد الأوروبي نظامًا جديدًا قابلاً للتكيف مع الاستخدام ذاتيًا [41] ، والذي يستخدم مجموعة من الدعم المساعد المتنقل للتحرك بحرية على طاولة العمل وإعادة وضعه في الوقت الفعلي لدعم الأجزاء المعالجة بشكل أفضل. تم تنفيذ النموذج الأولي لنظام Swarmitfix في هذا المشروع (انظر الشكل 9A) وتم اختباره في موقع الشركة المصنعة للطائرات الإيطالية. في الصين ، طور فريق وانغ هوي في جامعة تسينغهوا منضدة الدعم المكونة من أربع نقاط يمكن التحكم فيها بالتنسيق باستخدام أداة آلية [42] (انظر الشكل 9 ب). يمكن أن يدعم طاولة العمل هذه اللثة النابضة وتجنب الأداة تلقائيًا أثناء الآلات الدقيقة لبلد التوربينات. أثناء عملية الآلات ، يتعاون الدعم المساعد من أربع نقاط مع مركز تصنيع CNC لإعادة بناء حالة الاتصال من أربع نقاط وفقًا لموضع حركة الأدوات ، والذي لا يتجنب التداخل بين الأداة والدعم المساعد ، ولكنه يضمن أيضًا تأثير الدعم.
5 مناقشة حول اتجاهات التنمية المستقبلية
5.1 مواد جديدة
مع استمرار زيادة متطلبات تصميم نسبة الدفع إلى الوزن في محركات الطائرات ، يتم تقليل عدد الأجزاء تدريجياً ، ويزداد مستوى إجهاد الأجزاء. وصل أداء المواد الهيكلية التقليدية ذات درجة الحرارة العالية التقليدية إلى الحد الأقصى. في السنوات الأخيرة ، تطورت مواد جديدة لشفرات محركات الطائرات بسرعة ، وتستخدم المزيد والمزيد من المواد عالية الأداء لصنع شفرات ذات جدران رقيقة. من بينها ، سبيكة -سبيكة [43] لها خصائص ممتازة مثل القوة المحددة العالية ، ومقاومة درجة الحرارة العالية ومقاومة الأكسدة الجيدة. في الوقت نفسه ، تكون كثافتها 3.9 جم/سم 3 ، والتي ليست سوى نصف سبائك السبائك ذات درجة الحرارة العالية. في المستقبل ، يكون له إمكانات كبيرة مثل شفرة في نطاق درجة حرارة درجة {11}}. على الرغم من أن سبيكة -تتمتع بخصائص ميكانيكية ممتازة ، تؤدي صلابةها العالية ، والتوصيل الحراري المنخفض ، وصياغة الكسر المنخفض والهشاشة العالية إلى سلامة السطح الضعيفة ودقة منخفضة من مادة السبائك -التي تؤثر بشكل خطير على عمر خدمة الأجزاء. لذلك ، فإن بحث المعالجة للسبائك -له أهمية وقيمة نظرية مهمة ، وهو اتجاه بحث مهم لتكنولوجيا معالجة الشفرة الحالية.
5.2 المعالجة التكيفية المتغيرة للوقت
شفرات Aeroengine لها أسطح منحنية معقدة وتتطلب دقة عالية الشكل. حاليًا ، يستخدم تصنيعها الدقيق بشكل أساسي أساليب الآلات التكيفية الهندسية بناءً على تخطيط المسار وإعادة بناء النموذج. يمكن أن تقلل هذه الطريقة بشكل فعال من تأثير الأخطاء الناجمة عن تحديد المواقع ، والتشبث ، وما إلى ذلك على دقة تصنيع الشفرة. تأثير. ومع ذلك ، نظرًا لسماكة الشفرة المميتة غير المتكافئة الفارغة ، يختلف عمق القطع في مناطق مختلفة من الأداة أثناء عملية القطع وفقًا للمسار المخطط ، والذي يجلب عوامل غير مؤكدة لعملية القطع ويؤثر على ثبات المعالجة. في المستقبل ، أثناء عملية الآلات التكيفية للهيئة CNC ، يجب تتبع تغييرات حالة الآلات الفعلية بشكل أفضل [44] ، وبالتالي تحسين دقة تصنيع الأسطح المنحنية المعقدة وتشكيل طريقة تحكم متداولة في الوقت المناسب تعدل معلمات القطع بناءً على بيانات التغذية المرتدة في الوقت الفعلي.
5.3 معدات العملية الذكية
باعتبارها أكبر نوع من الأجزاء في المحرك ، تؤثر كفاءة تصنيع الشفرات بشكل مباشر على كفاءة التصنيع الإجمالية للمحرك ، وتؤثر جودة تصنيع الشفرات بشكل مباشر على أداء المحرك وحياة المحرك. لذلك ، أصبحت الآلات الدقيقة الذكية للشفرات هي اتجاه تطوير تصنيع شفرة المحرك في العالم اليوم. يعد البحث وتطوير أدوات الآلة ومعدات العمليات هو المفتاح لتحقيق معالجة الشفرة الذكية. مع تطوير تكنولوجيا CNC ، تحسن مستوى ذكاء أدوات الآلة بسرعة ، وقد تم تعزيز المعالجة والإنتاجية بشكل كبير. لذلك ، فإن البحث والتطوير والابتكار في معدات العمليات الذكية هو اتجاه تنمية مهم للآلات الفعالة والدقيقة للشفرات ذات الجدران الرقيقة. يتم الجمع بين أدوات آلة CNC ذكية للغاية مع معدات العمليات لتشكيل نظام معالجة شفرة ذكي (انظر الشكل 10) ، والذي يدرك الدقة العالية والكفاءة العالية والآلات CNC التكيفية للشفرات ذات الجدران الرقيقة.
