Ինչպես ընտրել աշխատանքային ամրապնակը ալյումինե բարակ պատերի համար ամբողջականությունը չխախտելու համար

Հեղինակ՝ PFT, Шենչժեն

Բարակ պատի ալյումինի մշակումը նշանակալի դեֆորմացիայի մատուցման խնդիրներ է ներկայացնում ցածր նյութի կոշտության և ջերմային զգայունության պատճառով: Այս ուսումնասիրությունը գնահատում է վակուումային պարանները, ստեղծագործական մանդրելները և սառեցման կապման համակարգերը վերահսկվող մշակման փորձերի միջոցով: CMM-ի միջոցով (Mitutoyo CMM-504) մակերեսի շեղումների չափումները ցույց տվեցին, որ վակուումային կապումը դեֆորմացիան կրճատեց 62% ± 3% -ով մեխանիկական պարանների դեպքում: Ջերմային պատկերացումը (FLIR T540) հաստատեց, որ սառեցման կապումը պահպանում է մասերի ջերմաստիճանը միջավայրի ± 2 ° C-ի սահմաններում: Արդյունքները ցույց տվեցին, որ ամրակալման կոշտությունը և ջերմային կառավարումը դեֆորմացիայի վերահսկման հիմնական գործոններն են: Իրականացումը պահանջում է հավասարակշռել արժեքը և բարդությունը ճշգրտության պահանջների դեմ:

1 Ներածություն

Պատի բարակ ալյումինե մասերը (<1 մմ պատի հաստություն) թույլ են տալիս թեթև ինքնաթիռաշինական և բժշկական կիրառումներ, սակայն մշակման ընթացքում առաջացած դեֆորմացիաների պատճառով մերժման ցուցանիշը գերազանցում է 40%-ը (Aerospace Manufacturing, 2023): Սովորական պահակները ստեղծում են տեղական լարումներ, որոնք գերազանցում են ալյումինի 48 ՄՊա թույլատրելի սահմանը, իսկ ջերմային ցիկլավորումը բերում է չափահարաբերական անկայունության: Այս հետազոտությունը մշակում է աշխատանքային ամրացման ընտրության որոշման շրջանակ՝ մեխանիկական, ջերմային և տնտեսական փոփոխականների քանակական վերլուծության միջոցով:

2 Մեթոդաբանություն

2.1 Շրջանակի նախագծում

Փորձարկվել են 6061-T6 ալյումինե խողովակներ (Ø50 մմ × 0,8 մմ պատի հաստություն)՝ օգտագործելով.

• Վակուում համակարգ: Schmalz ECM 8.0 (80 կՊա ամրացման ուժ)

• Սառեցման պահակ. -196°C LN2 կրիոգեն ամրացում

• Մանդրելի համակարգ. Պատվերով պատրաստված էպօքսի-գրանիտե ընդարձակվող արբոր
  Վերահսկիչ խումբը օգտագործել է ստանդարտ 3-պարունակող չունչեր:

2.2 Չափման պրոտոկոլ

1. Նախօրոք մշակման սկզբնական սկանավորում (Zeiss COMET L3D)

2. Ըմպալայն մշակում 12,000 RPM-ով (0.2 մմ DOC)

3. Մշակումից հետո շեղման քարտեզագրում.

   • Կոորդինատային չափիչ մեքենա. 10 մմ² տարածքում 25 կետանոց ցանց

   • Ջերմային շեղում. ինֆրակարմիր թերմոգրաֆիա 5 վրկ ինտերվալներով

3 Արդյունքներ և վերլուծություն

3.1 Դեֆորմացիայի մեծություն

Աղյուսակ 1. Մակերեսային շեղում (մկմ)

3.2 Ջերմային արդյունավետություն

Սառեցման ամրացումը պահպանեց օպտիմալ -0.5°C-ից +1.8°C ΔT, իսկ մեխանիկական ամրացումները առաջացրեց 12-15°C գրադիենտներ (Նկ. 1): Վակուումային համակարգերը ցույց տվեցին աննշան ջերմային ազդեցություն, սակայն պահանջվում էր 20 րոպե տևողությամբ կարգավորման ժամանակ:

Նկար 1՝ Ջերմային բաշխում մշակման ընթացքում

4 Քննարկում

Վակուումային համակարգերը գերազանցեցին այլընտրանքային տարբերակներին դեֆորմացիաների վերահսկման գործում, սակայն ցույց տվեցին սահմանափակումներ.

1. Մակերեսային անջրանցիկությունը (>Ra 1.6μm) նվազեցրեց ամրացման ուժը 25-40% -ով

2. Ոչ հարթական երկրաչափությունների համար պահանջվում էին հատուկ կնիքեր (800-2500 ԱՄՆ դոլար գործիքային ծախսեր)
   Կրիոգեն ամրացումը վերացրեց մեխանիկական լարվածությունը, սակայն առաջացրեց 18 ԱՄՆ դոլար/ժամ հեղուկ ազոտի (LN2) ծախս: Մանդրելները ապահովեցին ներքին հնարավորությունների համար օպտիմալ հասանելիություն, սակայն ցույց տվեցին 0.03 մմ դիրքային շեղում երկարատև գործարկումների ընթացքում:

5 Եզրակացություն

Բարակ պատի ալյումինի համար.

• Վակուումային ամրակալման համակարգերը ապահովում են բարձր ճշգրտություն մասշտաբային հարթ մասերի համար

• Կրիոգենային համակարգերը հարմար են բարդ երկրաչափությամբ մասերի համար, որոնց նկատմամբ ներկայացված են խիստ շեղումների պահանջներ

• Օբսեսիվ մաշինային հանքավայրերում մանդրելները օպտիմալացնում են մշակումը, որտեղ ջերմային կայունությունը երկրորդական է
  Ապագա հետազոտությունները պետք է ուսումնասիրեն հիբրիդ պիեզոէլեկտրական համակարգեր ադապտիվ կցման ուժի մոդուլյացիայի համար