W samolocie, samolocie kosmicznym lub po prostu latającym samolocie jest ponad 500 000 części, a duża część z nich musi być bardzo precyzyjna i trwała.Zapewnienie, że te części mają najlepszą jakość i koszt, jest ważnym celem przemysłowego przetwarzania lotniczego.
Problemy w produkcji części lotniczych
Istnieje wiele problemów związanych z precyzyjną obróbką pięcioosiową w przemyśle lotniczym.Po pierwsze, duża liczba komponentów lotniczych jest wykonana z szerokiej gamy materiałów.Najbardziej krytyczne elementy silnika w samolotach są wykonane z żaroodpornych stopów utwardzających, które są niezwykle trudne w obróbce.Przewodność cieplna tych stopów jest słaba, więc ciepło podczas obróbki będzie gromadzić się w narzędziach.Stopy niklu są zwykle starzone lub poddawane obróbce cieplnej w inny sposób, przez co są trudne w obróbce.W porównaniu z innymi gałęziami przemysłu precyzja części lotniczych jest znacznie bardziej rygorystyczna, a geometryczny kształt części jest znacznie bardziej złożony.
Oprócz bezpośrednich problemów z przetwarzaniem istnieje wiele problemów pośrednich.Jednym z nich są normy produkcyjne.Podobnie jak branża medyczna, produkcja lotnicza jest jedną z najbardziej regulowanych gałęzi przemysłu na świecie i trudno jest spełnić wszystkie wymagania jakościowe.
Waga jest niezwykle ważna dla samolotów kosmicznych.Im lżejsza konstrukcja, tym mniejsze zużycie paliwa, dlatego inżynierowie lotnictwa i kosmonautyki często projektują części o cienkich ścianach, kratownicach, wstęgach itp. Tradycyjnie są one obrabiane z litych odlewanych lub tłoczonych bloków metalowych, a złom takich części wynosi 95%.Jednak niska wydajność materiałowa to nie jedyny problem.Rzeczywistym problemem podczas obróbki takich części jest deformacja spowodowana dużą siłą skrawania
Zbyt duże zwiększenie posuwu i głębokości skrawania, zwłaszcza w przypadku stopów niklu, może spowodować pęknięcie ścianki na skutek wibracji lub odkształcenie na skutek przegrzania.Rezultat jest zwykle taki, że podczas indeksowania odcinasz mały chip, a całkowity czas przetwarzania jest niemożliwy.
Co możesz zrobić, aby skrócić czas przetwarzania i faktycznie przetwarzać konkurencyjne cienkościenne części lotnicze?Pierwszą rzeczą, którą musisz zrobić, to zmniejszyć wibracje.Wibrujące narzędzie uderza w cienką ścianę i wygina się lub pęka.Dlatego, aby zredukować wibracje, lepiej zmniejszyć posuw, ale zwiększyć liczbę ostrzy frezu (nawet używając wielu frezów na tokarce).Najlepszą strategią skrawania cienkościennych części lotniczych jest frezowanie do przodu.
Strategia ta wykorzystuje posuw w kierunku przeciwnym do tradycyjnej strategii frezowania.Powoduje to mniejszą siłę skrawania, lepsze wykończenie powierzchni, a co najważniejsze frez wchodzi w materiał o najgrubszej grubości ścianki, dzięki czemu wibracje są znacznie mniejsze.Aby poradzić sobie z przegrzaniem,
Cykloidalna ścieżka obróbki w celu zmniejszenia przegrzania stopów lotniczych
Przegrzanie części z powodu złego przewodzenia ciepła jest typowym problemem części lotniczych.Strategia obróbki mająca na celu zmniejszenie akumulacji ciepła nazywana jest frezowaniem cykloidalnym.Świetnie wykorzystuje funkcje obrabiarek CNC do śledzenia złożonych ścieżek cięcia.Strategia cykloidalna wykorzystuje mały frez (w każdym razie mniejszy niż cięcie), który porusza się po ścieżce podobnej do bocznego rzutu sprężyny na płaszczyznę.Jedna krzywa - frez tnie, następnie powraca podczas drugiej krzywej, a następnie ponownie tnie metal.Strategia ta przydziela czas kontaktu między narzędziem a częścią, tak aby chłodziwo mogło skutecznie schłodzić obie części.
Toczenie cykloidalne jest podobne do frezowania i wykorzystuje krótkie sekwencje skrawania i pauzy, aby umożliwić działanie chłodziwa i uniknąć przegrzania.Ta strategia ma więcej pustych przebiegów narzędzia niż inne strategie, ale przeciwdziała temu efektowi, zwiększając prędkość skrawania i posuw.
Wybierz odpowiednie narzędzie do szybkiej obróbki
Mówiąc o obrabiarkach, obrabiarki sterowane numerycznie odegrały wielką rolę i były szeroko stosowane w obróbce aluminium.Jednym z najważniejszych sposobów poprawy wydajności obróbki jest wybór odpowiedniego narzędzia.Jeśli bardziej miękki stop jest dobrze analizowany, wielu producentów dostarcza rozwiązania dla aluminium i innych stopów.Jednak wiele materiałów lotniczych jest sklasyfikowanych, więc muszą być wybierane na miejscu.
Technika doboru skutecznych narzędzi do materiałów żaroodpornych musi przeciwdziałać negatywnym właściwościom materiału.
Dlatego idealne narzędzie musi mieć bardzo małe wibracje, musi być bardzo twarde i musi być w stanie wytrzymać wysokie temperatury, aby zapewnić spójną żywotność i wydajne podawanie.Doskonałym przykładem narzędzia do tego celu jest diamentowe narzędzie tnące.
Ostrza ze sztucznego diamentu są twardsze i trwalsze niż ostrza z węglika spiekanego i mogą pracować w wyższych temperaturach.Obróbka diamentowa ma swoją specyfikę, ale z pewnością można ją zmodyfikować, aby sprostać potrzebom producentów z branży lotniczej.Oprócz narzędzi diamentowych, narzędzia ceramiczne również okazały się mieć doskonałe parametry, ponieważ mogą pracować w najwyższej temperaturze.
W celu zmniejszenia drgań obrabianych części ważne jest stosowanie frezów o większej liczbie krawędzi skrawających i bardziej ostrych kątach krawędzi.Ten typ frezu minimalizuje czas i odległość, jaka upływa, zanim następna krawędź skrawająca uderzy w materiał, zmniejszając wibracje, a także można zwiększyć parametry skrawania, aby poprawić wydajność.