Explorer la relation entre l’enlèvement de matière et le contrôle thermique dans les machines-outils

Prise en compte globale de l'efficacité énergétique et de la précision d'usinage des machines-outils : Exploration du pari de la relation de couplage

Relation de couplage entre le processus MR et le processus TC des machines-outils Crédit : Kexu Lai , Huajun Cao , Hongcheng Li , Benjie Li , Disheng Huang

Récemment, une équipe de recherche du State Key Laboratory of Mechanical Transmissions de l’Université de Chongqing en Chine a découvert la relation de couplage entre le processus de contrôle thermique (TC) et le processus d’enlèvement de matière (MR) des machines-outils de précision. L’équipe de recherche estime que la relation de couplage des deux processus fonctionnels peut affecter la précision d’usinage et l’efficacité énergétique en influençant les caractéristiques d’équilibre thermique et les caractéristiques énergétiques des machines-outils. Cette étude est à retrouver dans la revue Frontières du génie mécanique le 29 avril 2022.

Avec l’adoption généralisée des machines-outils dans la fabrication, la consommation d’énergie des machines-outils a été un point chaud de la recherche et une frontière pour la fabrication verte à faible émission de carbone. Cependant, des recherches antérieures considéraient simplement l’énergie MR comme une consommation d’énergie utile et ignoraient l’énergie utile consommée par TC pour maintenir la stabilité thermique interne et la précision d’usinage. Dans la poursuite d’un usinage économe en énergie et de haute précision, une plus grande attention doit être accordée à la consommation d’énergie de TC et à la relation de couplage entre MR et TC. Par conséquent, cette équipe de recherche explore la relation de couplage entre les deux processus fonctionnels en utilisant la modélisation théorique et l’analyse expérimentale. Le MR d’une machine-outil de précision est un processus à valeur ajoutée, à mesure que la puissance du MR augmente, les caractéristiques énergétiques changent et la génération de chaleur causée par le MR augmente de manière synchrone. Pour assurer l’état d’équilibre thermique, le TC consommera énormément d’énergie pour évacuer la majeure partie de la chaleur générée par le MR.

La recherche traditionnelle est dédiée à l’amélioration de l’efficacité énergétique de la coupe qui est liée à la MR. Mais à mesure que les machines-outils deviennent plus sophistiquées et que les utilisateurs de machines-outils exigent de plus en plus la qualité de l’usinage, la précision d’usinage qui est étroitement liée à l’état de l’équilibre thermique est devenue un indice important pour évaluer les performances d’usinage des machines-outils. « Il y a un décalage évident entre l’efficacité énergétique et la précision d’usinage, alors comment réaliser un usinage de précision et économe en énergie en collaboration est un projet de recherche clé pour améliorer les performances d’usinage des machines-outils CNC de précision à l’avenir », a déclaré le professeur Huajun Cao, l’auteur de l’étude.

L’équipe de recherche du professeur Huajun Cao est l’une des équipes de recherche pionnières qui étudient la fabrication verte en Chine. Cette équipe a effectué des recherches approfondies sur la conception écologique et la technologie d’économie d’énergie des machines-outils de découpe de métaux, la modélisation dynamique et la méthode d’évaluation de l’efficacité carbone des systèmes de fabrication, ainsi que le contrôle de l’équilibre thermique et la compensation des erreurs thermiques des machines-outils de précision.

“Explorer la relation de couplage entre l’enlèvement de matière et le contrôle thermique est la première étape pour améliorer les performances d’usinage des machines-outils de précision, ce qui n’est actuellement que d’un point de vue qualitatif”, a déclaré le professeur Cao. “À l’avenir, nous poursuivrons nos recherches sur le mécanisme de couplage ‘électrique-mécanique-thermique’ qui est affecté par MR et TC. Ce travail peut fournir des supports théoriques aux machines-outils pour atteindre des objectifs d’usinage de haute efficacité et de précision, et promouvoir le développement vert et à faible émission de carbone des machines-outils de précision.”


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Plus d’information:
Kexu Lai et al, Évaluation du couplage pour l’enlèvement de matière et le contrôle thermique sur les machines-outils de fraisage de précision, Frontières du génie mécanique (2022). DOI : 10.1007 / s11465-021-0668-9

Fourni par la presse de l’enseignement supérieur

Citation: Explorer la relation entre l’enlèvement de matière et le contrôle thermique dans les machines-outils (16 mai 2022) récupéré le 16 mai 2022 sur https://techxplore.com/news/2022-05-exploring-relationship-material-thermal-machine.html

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