تقنيات معالجة متقدمة للأجزاء ذات الجدران الرقيقة ذات الشكل المعقد من سبائك الألومنيوم عالية الدقة

تُستخدم المكونات الهيكلية ذات الجدران الرقيقة المصنوعة من سبائك الألومنيوم، والمعروفة بخفة وزنها وقوتها الانضغاطية ومقاومتها للتآكل، على نطاق واسع في قطع غيار الطيران لتقليل الوزن الإجمالي للطائرة وتحسين أداء الطيران.ومع ذلك، نظرًا لحجمها الكبير ومتطلبات جودة السطح العالية، غالبًا ما تؤدي طرق التصنيع التقليدية إلى ضغوط متبقية، مما يؤدي إلى تغييرات في الأبعاد وصعوبات في تلبية مواصفات المنتج.تركز هذه المقالة على جزء معقد من سبائك الألومنيوم عالي الدقة ذو جدران رقيقة يستخدم في تطبيقات الفضاء الجوي.من خلال تحسين عملية التصنيع والترتيب الاستراتيجي لعمليات المعالجة الحرارية والعمل البارد وتصنيع التفريغ الكهربائي (EDM)، يتم إنشاء مسار عملية يمكن التحكم فيه مع تحسين جودة وكفاءة التصنيع.

تحديات المعالجة

مادة الجزء الرقيق الجدران هي سبيكة صلبة عالية القوة 2D14 ذات حجم إجمالي كبير نسبيًا وجدران رقيقة، مما يتطلب دقة أبعاد عالية وتفاوتات هندسية.تتضمن عملية التصنيع تجاويف الطحن والمقاطع الجانبية، حيث تؤدي الضغوط الناتجة عن التثبيت أثناء المعالجة إلى انحرافات الأبعاد.تمنع هذه الانحرافات تلبية متطلبات الدقة العالية لمكونات الفضاء الجوي.

ترتيب العملية

1. مسار العملية الشامل

بناءً على ميزات الجزء وتحديات المعالجة، تم تصميم تسلسل منطقي للعمليات، يتضمن العمل البارد، والتنظيم الإداري، والمعالجة الحرارية.يتم توضيح الترتيب العام للعملية في الشكل 1، مع توضيح الهيكل الخارجي للجزء في الشكل 2.

2. المعالجة الحرارية

تنفيذ المعالجة الحرارية لتحقيق الاستقرار أمر بالغ الأهمية.يتضمن التثبيت الأول وضع قطعة العمل الخشنة في فرن تعتيق صناعي، وتسخينها إلى درجة حرارة 250-290 درجة مئوية، والاحتفاظ بها لمدة 2-4 ساعات، ثم تبريدها بالهواء.يستلزم التثبيت الثاني وضع قطعة العمل شبه الجاهزة في الفرن القديم، وتسخينها إلى 250-290 درجة مئوية، والاحتفاظ بها لمدة 1-2 ساعة، وإخضاعها للتدوير الحراري.تخضع سبائك الألومنيوم للتدوير الحراري عن طريق وضع المكون في حاوية ذات درجة حرارة منخفضة عند -70 إلى -50 درجة مئوية لمدة 1-2 ساعة.لتعزيز التأثيرات، يمكن تطبيق المعالجة المبردة في النيتروجين السائل، مع معدل التبريد الذي يؤثر بشكل كبير على نتائج التدوير الحراري.

3. العمل البارد

لتجنب التشوه أثناء الطحن باستخدام الحاسب الآلي، يتم تقسيم العملية إلى مراحل التخشين وشبه التشطيب والتشطيب.أثناء التخشين، تعمل سرعة الأداة التي تتراوح بين 6000 و7000 دورة في الدقيقة على إزالة المواد بكفاءة وتشكل المحيط العام للجزء، مما يترك بدلًا قدره 3-5 مم لنصف التشطيب.يضمن التشطيب النصفي بسرعة أداة تتراوح بين 2000 و2500 دورة في الدقيقة خشونة السطح وسطوعه، مع ترك بدل قدره 0.5-1 مم للتشطيب.يؤدي التشطيب بسرعة أداة منخفضة تبلغ 1500-1800 دورة في الدقيقة إلى التخلص من البدلات ويضمن جودة السطح.

4. تصنيع التفريغ الكهربائي (EDM)

بعد الانتهاء من تصنيع التجويف والتشكيل الجانبي، فإن قطعة العمل تحتفظ بعملية التثبيت عند كلا الطرفين.لتجنب التشوه الناجم عن الإجهاد أثناء إزالة لقط، يتم استخدام EDM.تعمل ماكينة التفريغ غير المتصلة هذه على التخلص من التشوهات والأخطاء الميكانيكية.إن استخدام القطبية الإيجابية (قطعة العمل كأنود، وسلك القطب الكهربائي ككاثود) واختيار التيار من 3 إلى 5 أمبير، وعرض النبض من 30 إلى 50 ميكرو ثانية، ودورة التشغيل من 1: 7 إلى 1: 5 يضمن كفاءة EDM.

خاتمة

تعمل هذه المقالة على تحسين معالجة الأجزاء ذات الجدران الرقيقة ذات الشكل المعقد وعالية الدقة والمصنوعة من سبائك الألومنيوم، مع معالجة خصائص التصنيع الصعبة الخاصة بها.من خلال ترشيد تسلسل العمل البارد والمعالجة الحرارية وعمليات EDM واختيار الأدوات والأساليب المناسبة للتخشين وشبه التشطيب والتشطيب، يتم ضمان جودة وكفاءة إنتاج الأجزاء بشكل فعال، مع الابتعاد عن الاعتماد على الماكينات المتطورة أدوات.يوضح التحقق العملي التخطيط العقلاني لمسار العملية، والترتيب العلمي والمدمج للعمليات، وتجنب تغييرات الأبعاد أثناء المعالجة الميكانيكية، وتقليل وقت التنفيذ، وتعزيز كفاءة الإنتاج.