تصنيع تروس الطحن الدقيقة للفضاء الجوي

يشير تصنيع تروس الطحن الدقيقة للفضاء الجوي إلى تقنية تصنيع التروس من خلال عمليات الطحن الدقيقة للتطبيقات عالية الموثوقية مثل محركات الطائرات وأنظمة الصواريخ وناقلات الحركة الخاصة بالمروحيات وعلب تروس الأقمار الصناعية. تتطلب هذه التروس دقة عالية للغاية (خطأ شكل السن ≤ 2-5 μm، خشونة السطح Ra ≤ 0.2 μm)، ومقاومة للإجهاد، وضوضاء منخفضة لتحمل السرعات العالية (> 5000 دورة في الدقيقة)، والأحمال العالية، والظروف البيئية القاسية (مثل درجات الحرارة العالية > 800 °C، ودرجات الحرارة المنخفضة -50 °C، والفراغ). يعتبر الطحن خطوة أساسية في التشطيب الدقيق للتروس، حيث يتم استخدام عجلة التجليخ لإزالة التشوهات وطبقة الأكسدة من التروس بعد المعالجة الحرارية، مما يضمن دقة تعشيق التروس وعمرها الافتراضي. بالمقارنة مع التفريز أو التشكيل، يمكن للطحن تحسين دقة التروس بمقدار 2-3 درجات (معيار AGMA Q12-Q15)، ويستخدم على نطاق واسع في الصناعات العسكرية (مثل علبة تروس الطائرة المقاتلة F-35) والفضاء (مثل تروس مضخة التوربينات الصاروخية).

1. خصائص المواد

تستخدم تروس الفضاء الجوي عادةً سبائك عالية القوة ومقاومة للحرارة لضمان الموثوقية في ظل الإجهاد العالي:

• سبائك فائقة (مثل Inconel 718، GH4169): مقاومة لدرجات الحرارة العالية ومضادة للأكسدة، ومناسبة لتروس المحركات.
• سبائك التيتانيوم (مثل Ti-6Al-4V): خفيفة الوزن ونسبة قوة عالية، ومناسبة لتروس الأقمار الصناعية والطائرات بدون طيار.
• سبائك تعدين المساحيق (مثل 17-4PH): صلابة عالية (HRC>45)، سهلة التشكيل الدقيق.
• أخرى: كربيد التنجستن أو مركب السيراميك، للاستخدامات المقاومة للتآكل الشديد.

هذه المواد صعبة القطع، ويتطلب الطحن التحكم في المنطقة المتأثرة بالحرارة (HAZ < 50 μm) لتجنب الشقوق الدقيقة.

2. طرق المعالجة

يؤكد تصنيع تروس الطحن الدقيقة على الربط متعدد المحاور والتحكم العددي والأتمتة لتحقيق أشكال أسنان معقدة (مثل التروس الحلزونية والتروس المخروطية). تشمل الطرق الشائعة ما يلي:

• طحن التشكيل: استخدام عجلة تجليخ مشكلة لطحن شكل السن دفعة واحدة، ومناسبة لتروس الصناعات العسكرية الصغيرة. دقة عالية (خطأ تباعد الأسنان ≤ 3 μm)، ولكن يجب تعديل عجلة التجليخ بشكل متكرر.
• طحن التوليد: مثل طحن الدودة، يحاكي مبدأ التشكيل، ومناسب للإنتاج بكميات كبيرة. آلات مثل Liebherr أو Kapp، ذات كفاءة عالية (تقليل وقت المعالجة بنسبة 40%).
• مخارط طحن CNC ذات 5/6 محاور: تدمج عجلات تجليخ CBN (نيتريد البورون المكعب)، ومناسبة للتروس ذات الأسطح المنحنية المعقدة. بالاشتراك مع أنظمة القياس عبر الإنترنت (مثل مسبار Marposs)، يتم تعويض الأخطاء في الوقت الفعلي.
• طحن التحليل الكهربائي: معالجة غير تلامسية، ومناسبة لسبائك التيتانيوم، وتجنب التشوه الحراري. خشونة السطح Ra < 0.1 μm، ومناسبة للمكونات الدقيقة للفضاء.
• عمليات مساعدة: طحن بعد المعالجة الحرارية (مثل الكربنة والتبريد + الطحن)، أو تقوية سطح السن المقاوم للتآكل عن طريق التلبيد بالليزر.