Nuolat siekdami didesnio tikslumo, greičio ir efektyvumo,tikslusis apdirbimas, kiekvienas komponentasCNC sistemavaidina kritinį vaidmenį.Veleno galinė plokštė, iš pažiūros paprasta sąsaja tarp veleno ir pjovimo įrankio arba griebtuvo, tapo pagrindiniu veiksniu, įtakojančiu bendrą našumą. Tradiciškai iš ketaus arba plieno pagamintos galinės plokštės dabar perprojektuojamos naudojant pažangias medžiagas, tokias kaip6061 aliuminisŠiame straipsnyje nagrinėjama, kaip šis pokytis sprendžia ilgalaikius vibracijos slopinimo, šilumos valdymo ir sukimosi balanso iššūkius, taip nustatant naujus tikslumo standartus gamybos aplinkoje nuo 2025 m.
Tyrimo metodai
1.Dizaino metodas
Siekiant užtikrinti išsamius ir patikimus rezultatus, buvo taikyta daugiaaspektė tyrimo metodologija:
●Lyginamasis medžiagų bandymas6061-T6 aliuminio galinės plokštės buvo tiesiogiai palygintos su identiškų matmenų 30 klasės ketaus galinėmis plokštėmis.
●ModeliavimasDeformacijai, veikiant išcentrinėms jėgoms ir terminiams gradientams, analizuoti buvo atlikti baigtinių elementų analizės (BEA) modeliavimai naudojant „Siemens NX“ programinę įrangą.
●Operatyvinių duomenų rinkimasVibracijos, temperatūros ir paviršiaus apdailos duomenys buvo registruojami iš kelių CNC frezavimo centrų, vykdančių identiškus gamybos ciklus su abiejų tipų atraminėmis plokštėmis.
2. Atkuriamumas
Visi bandymų protokolai, baigtinių elementų analizės (BEA) modelio parametrai (įskaitant tinklelio tankį ir ribines sąlygas) ir duomenų apdorojimo scenarijai yra išsamiai aprašyti priede, kad būtų galima atlikti nepriklausomą tyrimo patikrinimą ir pakartojimą.
Rezultatai ir analizė
1.Vibracijos slopinimas ir dinaminis stabilumas
Lyginamoji slopinimo charakteristika (matuojama nuostolių koeficientu):
| Medžiaga | Nuostolių koeficientas (η) | Natūralus dažnis (Hz) | Amplitudės mažinimas, palyginti su ketaus |
| Ketaus (30 klasės) | 0,001–0,002 | 1 250 | Pradinis lygis |
| 6061-T6 aliuminis | 0,003–0,005 | 1 580 | 40% |
Didesnis 6061 aliuminio slopinimo pajėgumas efektyviai slopina pjovimo proceso metu kylančias aukšto dažnio vibracijas. Šis vibracijos sumažėjimas tiesiogiai koreliuoja su 15 % pagerėjusia paviršiaus apdailos kokybe (matuojant Ra vertėmis) apdailos operacijų metu.
2.Šiluminis valdymas
Nuolatinio veikimo metu 6061 aliuminio plokštės pasiekė terminę pusiausvyrą 25 % greičiau nei ketaus. Galutinių elementų analizės (BEA) rezultatai, vizualizuoti , rodo tolygesnį temperatūros pasiskirstymą, sumažinantį dėl terminio poveikio sukeltą padėties poslinkį. Ši savybė yra labai svarbi ilgalaikiams apdirbimo darbams, kuriems reikalingi pastovūs tolerancijos nuokrypiai.
3. Svoris ir eksploatacinis efektyvumas
65 % sumažėjusi sukimosi masė sumažina inercijos momentą. Tai reiškia greitesnį veleno greitėjimo ir lėtėjimo laiką, o ne pjovimo laiką, kai reikia daug keisti įrankius, sutrumpina vidutiniškai 8 %.
Diskusija
1.Išvadų interpretavimas
Geresnis 6061 aliuminio našumas priskiriamas specifinėms medžiagos savybėms. Lydinio būdingos slopinimo savybės kyla iš mikrostruktūrinių grūdelių ribų, kurios išsklaido vibracinę energiją kaip šilumą. Didelis šilumos laidumas (maždaug 5 kartus didesnis nei ketaus) skatina greitą šilumos išsklaidymą, užkertant kelią lokalizuotiems karštiems taškams, kurie gali sukelti matmenų nestabilumą.
2.Apribojimai
Tyrime daugiausia dėmesio skirta plačiai naudojamam 6061-T6 lydiniui. Kitos aliuminio rūšys (pvz., 7075) arba pažangūs kompozitai gali duoti skirtingus rezultatus. Be to, ilgalaikio nusidėvėjimo charakteristikos esant ekstremalioms užterštumo sąlygoms nebuvo įtrauktos į šią pradinę analizę.
3.Praktinė reikšmė gamintojams
Mechanikos dirbtuvėms, siekiančioms maksimaliai padidinti tikslumą ir našumą, 6061 aliuminio galinių plokščių naudojimas yra patraukli atnaujinimo galimybė. Privalumai ryškiausi:
● Didelės spartos apdirbimo (HSM) taikymas.
● Operacijos, kurioms reikalingas puikus paviršiaus apdirbimas (pvz., liejimo formų ir matricų gamyba).
● Aplinkos, kuriose itin svarbus greitas darbo keitimas.
Gamintojai turėtų užtikrinti, kad pritvirtinus įrankius, galinė plokštė būtų tiksliai subalansuota, kad būtų galima visapusiškai išnaudoti medžiagos privalumus.
Išvada
Įrodymai patvirtina, kad 6061 aliuminio CNC veleno plokštės turi reikšmingų, išmatuojamų pranašumų, palyginti su tradicinėmis medžiagomis. Padidindamos slopinimo gebą, gerindamos terminį stabilumą ir sumažindamos sukimosi masę, jos tiesiogiai prisideda prie didesnio apdirbimo tikslumo, geresnės paviršiaus kokybės ir didesnio eksploatavimo efektyvumo. Tokių komponentų diegimas yra strateginis žingsnis į priekį tiksliojoje inžinerijoje. Būsimuose tyrimuose reikėtų ištirti hibridinių konstrukcijų našumą ir specializuotų paviršiaus apdorojimo būdų taikymą, siekiant dar labiau pailginti eksploatavimo laiką abrazyvinėmis sąlygomis.
Įrašo laikas: 2025 m. spalio 15 d.
