CNC megmunkálási repülőgép-alkatrészek: lényeges döntések, folyamatparaméterek és a DFM csapdák, amelyek költséget növelnek, mielőtt az első chip leesik

CNC megmunkálási repülőgép-alkatrészek: lényeges döntések, folyamatparaméterek és a DFM csapdák, amelyek költséget növelnek, mielőtt az első chip leesik

A szerkezeti konzol Ti-6Al-4V, falvastagsága 1,2 mm a legvékonyabb szakaszon, két összetett szögű furat, amelyeknek ±0,01 mm-re koncentrikusnak kell lenniük. A program idővonala 6 hét a rajz megjelenésétől az első cikkig. A DFM-értékelésed három zászlóval érkezett vissza – és egyik sem a furatokról szól.

Ezek a rögzítési hozzáférésről, a feszültségmentesítő sorrendről és egy 0,3 mm-es belső saroksugárról egy 14 mm-mélységű zsebben, amely a szerszámcserét 0,6 mm-es szármaró közép-programra kényszeríti. Minden zászló időt ad hozzá. Ezek közül kettő olyan költséget jelent, amelyet nem lehet megtéríteni rajz módosítása nélkül. Ez az, amitRepülési CNC megmunkálása munka valójában úgy néz ki, mint a DFM szakaszban - nem a képességekkel kapcsolatos kérdések, hanem a geometriai és sorrendi döntések, amelyek a tervezés során születtek, és amelyek megoldása most a gépész feladata.

Miért kezdődik az Aerospace CNC megmunkálása az anyagválasztással, nem a gép kiválasztásával?

A gépválasztás az anyagból és a jellemzőkészletből következik. Mi hajtja a folyamattervetcnc megmunkálási repülőgépeka munka az anyag viselkedése forgácsolási körülmények között, és hogy a tervezési geometria nem okoz-e konfliktusokat az anyag igényei és a jellemzőkészlet által megkövetelt között.

Három anyag dominál az űrrepülés szerkezeti és mechanikai komponenseiben: 7075-T651 alumínium a súlyú-kritikus szerkezetekhez, Ti-6Al-4V a teherhordó- és magas hőmérsékletű alkalmazásokhoz, valamint az Inconel 718 a forró metszetekhez és a nagy ciklusú kifáradáshoz. Mindegyiknek külön folyamatlogikája van.

7075-T651gyorsan megmunkálható, szűk tűréseket tart, és viszonylag kevésbe kerül a vágás. A -T651 jelölés számít: az elő-nyújtott állapot kisebb maradó feszültséget jelent az alapanyagban, ami kisebb méretmozgást jelent erős nagyolás után. Ehelyett adja meg a T6-ot, és ugyanazt az erősséget érheti el papíron, de lényegesen jobban rugalmas-visszatér a vékony-falú funkciókhoz -, amelyek relevánsakcnc megmunkálás repülőgép alumínium vékony falúolyan szerkezetek, mint a bordazsebek és a szalagok, ahol a falvastagság 0,8 mm alá csökkenhet.

Ti-6Al-4Vhol vanűrrepülés cnc megmunkálása titán alkatrészekprogramok rutinszerűen időt veszítenek. Az anyag hővezető képessége nagyjából egytizede{1}} az alumíniumnak. A hő nem távozik el a forgács mellett - a forgácsolóélre koncentrálódik, felgyorsítja a szerszámkopást, és ha a folyamatot nem szabályozzák, akkor egy munka-edzett felületet hoz létre, amely minden további lépést keményebbé tesz, mint az előző. A folyamatparaméterek nem javaslatok; ezek az ablakok az elfogadható szerszámélettartam és a szerszámhiba között 3-4 percenként.

Inconel 718egy külön beszélgetés. Ha a rajz Inconelt igényel, akkor az egyenértékű alumínium alkatrészre vonatkozó becsült gépidőt legalább 8-szor kell megszorozni, mielőtt a program költségvetését meghatározná.

Titán: Ahol az Aerospace CNC megmunkálása gyorsan drágul

Mertűrrepülés cnc megmunkálása titán alkatrészek, a folyamatparaméterek szigorúbbak, mint a legtöbb bolt közzéteszi. Az alábbi számok azt tükrözik, amit Ti-6Al-4V-on futtatunk a gyártás során – nem a szerszámkatalógusból származó konzervatív értékeket, és nem azokat az agresszív értékeket, amelyek a ciklusidő becslése alapján jól néznek ki, de tönkreteszik a szerszámokat minden más alkatrészen.

A hűtőközeg-stratégia a leggyakrabban{0}}alul meghatározott elem a titán folyamattervben. Az alkatrésztestre irányított elárasztó hűtőfolyadék nem hűti le a titánon lévő vágási zónát -, hanem az alkatrész felületét hűti, ahol nem a hő van. Az-orsó nagynyomású-hűtőfolyadéka a szerszám-munkadarab felületére irányítva a megfelelő beállítás. A mély zsebeknél és furatoknál adjon levegőt a forgácselszívás elősegítésére; A titánon lévő forgácsok újra-vágása helyi megkeményedést okoz, ami még akkor is-kiléphet-a tolerancia jellemzőiből, ha a szerszámpálya megfelelő.

Egyetlen sorrendi részlet, amely számít a titán szerkezeti részeken, több jellemzővel: a teljes alkatrész érdesítése, mielőtt bármilyen kidolgozás megtörténik. A titán feszültsége{1}}lassabban ellazul, mint az alumínium, de mozog. Egy +0.3mm-es állományra nagyolva, majd a befejezés előtt egy éjszakán át hagyott alkatrész stabilabb referenciafelületet biztosít, mint az ugyanabban az összeállításban érdesített és azonnal megmunkált alkatrész. Ez különösen aktuálisRepülési CNC megmunkálászárójelek és házak, ahol több nullapontot is megmunkálnak egymás után - a köztük lévő méretkapcsolat attól függ, hogy mekkora feszültség szabadult fel a műveletek között.

Alumínium vékony{0}}falszerkezetek: a rögzítés a folyamat

CNC megmunkálás repülőgép alumínium vékony falúalkatrészek - borda-zsebszerkezetek, elektronikai házak, tartóelemek - a rögzítésnél előbb tönkremennek, mint a vágásnál. Egy 0,8 mm-es fal egy 120 mm-es alumínium alkatrészen, amelyet két ponton 15 N·m nyomatékkal rögzítenek, 0,04–0,09 mm-rel elhajlik önmagában a szorító terhelés hatására, mielőtt az orsó elindulna. Ez az elhajlás nem látható; az alkatrész laposnak tűnik a satuban. Csak akkor mérhető, ha elengedi a bilincset és az alkatrész visszaugrik.

A megoldás nem az, hogy az öngyújtót - rögzítse, ami fecsegést okoz. A javítás az, hogy az alkatrészt több ponton alátámassza kisebb egyedi szorítóerővel, vagy vákuumrögzítést használjon az első alaplapon, mielőtt a vékonyfalat létrehozó jellemzőket megmunkálná. A sorrend számít: először a nullapont felületeit és a referenciafuratokat kell megmunkálni, az alkatrész teljes készletben, majd a progresszív zsebműveletek a legvastagabb fennmaradó szakasztól a legvékonyabb felé haladva.

Mertcnc megmunkálási repülőgépekalumínium alkatrészek, ahol a megmunkálás utáni síkosság kritikus teljesítmény - optikai szerelőszerkezetek, tömítőfelületek, precíziós alapok - két-lépcsős műveletben építjük: durva +0.4mm-ig, feszültségmentesítés 150-180 fokon 2-4 órán keresztül (7075-nél; 6075-nél; 1061 fokos kivitelben). A hőciklus elég rövid ahhoz, hogy beleférjen egy normál gyártási napba, és következetesen 0,01 mm-en belüli végső síkságot biztosít a 200 mm-es fesztávig terjedő felületeken. Enélkül egy összetett zsebgeometriájú alkatrészen a síkság 0,03-0,08 mm között változhat a készlet eredeti feszültségi állapotától függően.

Inconel és magas{0}}hőmérsékletű ötvözetek: folyamatlogika

Ha a terepülőgép-cnc megmunkálásprogram Inconel 718-at vagy hasonló nikkel szuperötvözeteket tartalmaz, a DFM áttekintése más funkciót lát el, mint az alumínium vagy a titán esetében. Az alumínium esetében a DFM a geometria optimalizálásáról szól. Az Inconelnél a DFM arról szól, hogy eldöntsük, mely jellemzőket lehet egyáltalán reálisan megmunkálni, és melyeket érdemes áthelyezni szikraforgácsolásra vagy csiszolásra.

Az Inconel 718 teljes keménységű (39–46 HRC öregítés után) nem a hagyományos értelemben vett maróanyag finom vonásokhoz. 1,5 mm alatti belső sugarak mély zsebeknél, 1,5-szeresnél mélyebb átmenő -furatok és 0,8 μm alatti Ra-igényű furatok köszörülés nélkül - mindezek kiváltják a folyamatok eszkalációit, amelyeket a program idézése előtt kell azonosítani, nem pedig az első szerszámtörés után.

Azoknál a forró -szelvényű alkatrészeknél, amelyeknél Inconel szükséges, a folyamatterv szinte mindig tartalmaz kerámia szerszámokat a nagyoláshoz, CBN-t a furatok befejezéséhez, és huzal szikraforgácsolást minden olyan elemhez, ahol funkcionálisan éles belső sarok szükséges. Ezeknek a műveleteknek a programba való beépítése a kezdetektől kiszámítható költségekkel jár. Ha egy szabványos-szerszámajánlat kiadása után fedezi fel őket, a program késleltetést okoz.

Az űrrepülési ellátási láncok dokumentációja és nyomon követhetősége

Aerospace CNC megmunkálás mint9100 dokumentációA követelmények ott vannak, ahol a szállítói képességigények megfelelnek a tényleges szállításnak. Az AS9100D megköveteli a termékek és a folyamatok nyomon követését, a konfiguráció ellenőrzését és az AS9102 szerinti első cikkellenőrzést az új vagy módosított alkatrészkonfigurációkhoz. Mit jelent ez működési szempontból: minden gyártási folyamatnak nyomon követhető linkre van szüksége a nyersanyaggyári tanúsítványtól a kész alkatrész sorozatszámáig, és az ellenőrzési jegyzőkönyvnek mért értékeket kell mutatnia, nem bélyegzőket.

Az ISO 9001 és az eredetileg AS9100D{2}}szabványú üzletek közötti szakadék a folyamat közbeni ellenőrzési nyilvántartásokban és az NCR-rendszerben látható. Az ISO 9001 minőségirányítási rendszert ír elő; Az AS9100D megköveteli, hogy a rendszert alkalmazzák a termékkonfigurációra, és hogy a rekordok támogassák az auditot és a gyökér-ok kivizsgálását. Ha egy beszállító minőségi nyilvántartása nem tud válaszolni arra, hogy „milyen gép vágta le ezt a funkciót, milyen dátumon és mi volt az ellenőrzéskor mért érték” egy adott sorozatszámra, akkor a tanúsítványtól függetlenül nem alkalmas az AS9100D{10}}re.

Ahol a MID folyamatképessége elfér

DFM asztalunk naponta áttekinti a STEP fájlokatRepülési CNC megmunkálásprogramoz - titán szerkezeti részeket, alumínium házakat, Inconel-szerelvényeket és kompozit-interfész-összetevőket, amelyeknek megmunkált jellemzőkre van szükségük precíz alappontokon. Az áttekintés a geometriai ütközéseket, a tolerancia-halmozási kockázatokat-és a sorrendi döntéseket a program idézése előtt jelzi, nem pedig az első darab törlése után.

CNC megmunkálásA MID-nél 5-tengelyes szimultán, svájci esztergálás a karcsú tengelyekhez és precíziós csapokhoz, esztergamaró keverék azokhoz az alkatrészekhez, amelyeknek forgási és prizmás jellemzőkre van szükségük egy összeállításban, valamint huzalos EDM az edzett elemekhez és a nem marható belső profilokhoz. A miénkrepülőgép CNC megmunkálása munka az ISO 13485-megfelelő minőségirányítási és digitális nyomon követhetőség szerint zajlik - anyagtanúsítvány a szállítási jegyzőkönyvig – minden cikkszámon.

Az új programokról szóló első cikkekhez teljes FAIR to AS9102 formátumot, CMM jelentéseket biztosítunk az összes kritikus dimenzió mért értékeivel, valamint egy anyagkövetési csomagot. Ha ügyfele vagy programja PPAP vagy ISIR dokumentációt igényel, ezt beépítjük a programtervbe az ajánlattételnél.

Küldje el a STEP fájlt nekünkfolyamatmérnöki csapatírásos DFM-ellenőrzés esetén -, amelyet 24 órán belül visszaküldtek, nincs szükség kötelezettségvállalásra. Ha korábban vesz részt a programban, és egy toleranciaköltségvetésről vagy anyagcseréről kell beszélnie egy kritikus struktúrán, akkor ugyanaz a csapat kezeli. Kezdje a bishenprecision.com webhelyen.

GYIK

Milyen belső sarok sugarat adjak meg a Ti-6Al-4V mély zsebeinél, hogy elkerüljük a szerszámtörést és a program késéseket?

D zsebmélység esetén a minimális gyakorlati belső saroksugár D/4 -, de konkrétan titán esetén menjen a D/3-ra, ahol a kialakítás lehetővé teszi. A titán forgácsolóereje lényegesen nagyobb, mint az alumíniumé, ami azt jelenti, hogy egy kis-átmérőjű, szűk sugarú szármaró egységnyi keresztmetszetre vetítve nagyobb terhelésnek van kitéve. A Ti-6Al-4V 12 mm-mélységű zsebéhez R2 sarokkal egy 4 mm-es szármaró szükséges, amely csökkentett sebességgel és előtolással működik; Ha ugyanabban a zsebben megadja az R4-et, akkor nagyobb, merevebb szerszámot futtathat termelékeny paraméterekkel. Ha a sarokgeometriának nincs funkcionális megkötése, a sugár változtatása nem kerül semmibe a rajzon, és a ciklusidő 20–35%-át takarítja meg ezen a jellemzőn.

Fenntartható-e ±0,005 mm-es koncentrikusság egy titán furaton az OD adathoz viszonyítva köszörülés nélkül?

8 mm-nél nagyobb furatátmérőnél igen -, egy merev orsón lévő, dedikált fúrófúrással, -az orsó hűtőfolyadékán keresztül, és a simítóciklus előtt egy új lapkára cserélik a szerszámot. A kényszer nem a gép; ez a termikus stabilitás. A titán alacsony vezetőképessége azt jelenti, hogy az alkatrész hőmérséklete a nagyolás végén mérhetően magasabb, mint az elején. A befejező furat áthaladása előtt hagyjuk az alkatrészt a környezeti hőmérséklet 2 fokon belülre stabilizálódni. E stabilizálás nélkül a furat átmérője 0,003-0,008 mm-rel nagyobb lehet közvetlenül a vágás után, mint a szobahőmérséklet mérésénél. 6 mm-nél kisebb átmérőjű furatok vagy ±0,003 mm-nél szorosabb koncentrikussági követelmények esetén a köszörülés a megbízható út.

Hogyan változik az AS9100D dokumentációs követelménye a prototípus és a gyártási rendelés között?

Egy prototípuson a minimális hasznos dokumentáció egy méretjelentés a tényleges mért értékekkel és egy anyagtanúsítvány. Ez elég a terv érvényesítéséhez. Gyártási rendelésnél - vagy bármely olyan alkatrésznél, amely típus-tanúsítvánnyal rendelkező összeállításba - kerül, az első gyártási konfigurációról szóló AS9102-es teljes első cikk-ellenőrzési jelentésre, a sorozatszámig visszavezethető folyamat-rekordokra, valamint minden szállítmányon CoC-re van szüksége. Az új FAIR kiváltó oka a rajz felülvizsgálata, a folyamat megváltoztatása vagy a szállító változása -, nem csak egy új megrendelés. Ha a program megváltoztatja a három dolog valamelyikét a prototípus és a gyártás között, készítsen költségvetést egy új első cikkciklusra.

Mikor van szüksége egy vékony -falú alumínium repülőgép-alkatrésznek vákuumrögzítésre a hagyományos satuszorítóval szemben?

Ha a falvastagság 1,5 mm alá esik egy 60 mm-nél hosszabb, nem alátámasztott fesztávon, a szabványos satu befogás elegendő elhajlást eredményez ahhoz, hogy befolyásolja a méretteljesítményt -, különösen a síkságot és a párhuzamosságot. A gyakorlati teszt: számítsa ki a befogási elhajlást a legvékonyabb szakaszon egy egyszerű gerendamodell segítségével (δ=FL³/3EI konzolos falnál). Ha az eredmény meghaladja a síksági tűrés 30%-át, akkor a befogási stratégia a fő folyamat kockázata, nem a szerszámpálya. A vákuumrögzítés elosztja a tartóerőt a teljes nullapont felületén, és kiküszöböli a helyi elhajlást. Megnöveli a beállítási időt, de kiküszöböli azt a síkossági utómunkát, amelyet a szabványos szorítás eredményez az ebbe a geometriaosztályba tartozó alkatrészeken.