jsoudeformace tenké-stěny, rychlé opotřebení nástrojeneboopakovaná nastavenízpomaluje vaše obrábění součástí letadel? Různé materiály a struktury součástí mohou tyto problémy ještě ztížit.
Klíčem je sladit geometrii a materiál vašeho dílu se správným procesem obrábění a CNC strojem. To, co funguje u hliníkového žebra křídla, nemusí fungovat u titanové části podvozku.
Tato příručka vám pomůže porozumět hlavním procesům CNC obrábění, běžným výzvám a tomu, jak vybrat správný stroj pro díly vašeho letadla.
Běžné materiály pro CNC obrábění součástí letadel
Materiál, který obrábíte, přímo ovlivňuje řeznou rychlost, životnost nástroje, regulaci tepla a CNC stroj, který potřebujete. Běžně používané části letadelhliník, titan, slitiny na bázi niklu-avysokopevnostní oceli-, z nichž každý přináší jiné problémy při obrábění.
|
Materiál |
Typické díly letadel |
Hlavní obráběcí výzva |
Na čem záleží na stroji |
|
Slitiny hliníku (7075, 7050, 2024) |
Žebra křídla, rámy, přepážky |
Vysoký úběr materiálu, deformace tenké{0}}stěny |
Otáčky vřetena, odvod třísek |
|
Titanové slitiny (Ti-6Al-4V) |
Konstrukční díly, podvozek |
Teplo v oblasti řezu, opotřebení nástroje |
Tuhost, chlazení, stabilní řez |
|
Superslitiny na bázi niklu{{0} (Inconel) |
Součásti motoru |
Vysoká odolnost proti řezání a teplo |
Životnost nástroje, stabilita řezu, tepelné hospodářství |
|
Vysokopevnostní-oceli |
Podvozek, silně naložené díly |
Vysoká řezná síla |
Tuhost stroje, kroutící moment vřetena, nástroje |
Hliníkové slitiny
Slitiny hliníku jako např7075, 7050 a 2024jsou široce používány pro žebra křídel, rámy, přepážky a další konstrukční díly. Při obrábění těchto dílů často odebíráte z masivního sochoru velké množství materiálu. Důležité jsou vysoké rychlosti úběru materiálu a efektivní odvod třísek, zatímco tenké stěny vyžadují pečlivou kontrolu, aby se snížila deformace.
Titanové slitiny
Slitiny titanu jako napřTi-6Al-4Vjsou běžné v konstrukčních součástech a součástech podvozku. Nízká tepelná vodivost udržuje více tepla v blízkosti řezné zóny, což může urychlit opotřebení nástroje. Pro udržení konzistentního obrábění potřebujete stabilní řezné podmínky, dostatečnou tuhost stroje a vhodné chlazení.
Superslitiny na bázi niklu-
Slitiny na bázi niklu-jako napřInconelse často nacházejí v součástech leteckých motorů vystavených vysokým teplotám. Jejich vysoký řezný odpor a vývin tepla znesnadňují jejich obrábění. Životnost nástroje, stabilita řezu a řízení tepla se stávají klíčovými zájmy.
Vysokopevnostní-oceli
Vysokopevnostní oceli se běžně používají pro podvozky a další vysoce zatížené součásti. Ve srovnání s hliníkem vyžadují větší řeznou sílu a kladou vyšší nároky na tuhost stroje, krouticí moment vřetena, nástroje a stabilitu procesu.
CNC obráběcí procesy pro letecké díly
To, jak obrobíte součást letadla, závisí hlavně na jejímgeometrie, obrábění čelamateriál. Žebro křídla může vyžadovat těžké hrubování následované povrchovou úpravou tenkých-stěn, zatímco součást motoru může vyžadovat několik povrchů dokončených v jednom nastavení.
|
Část letadla |
Hlavní proces obrábění |
Typické zaměření obrábění |
|
Žebra a přepážky křídel |
Frézování / 5osé obrábění |
Vysoký úběr materiálu, hluboké kapsy, tenké stěny |
|
Rámy a držáky |
Frézování / vrtání |
Kapsy, díry, více tváří |
|
Skříně motoru |
5osé obrábění / frézování |
Složité povrchy, vývrty, více{0}}plošné prvky |
|
Oběžná kola a lopatky |
5osé obrábění |
Zakřivené plochy, obtížný přístup k nářadí |
|
Hřídele a nápravy |
Soustružení / soustružení-frézu |
OD/ID, drážky, díry, frézované prvky |
|
Části podvozku |
Soustružení / frézování |
Těžké řezání, otvory, více{0}}obličejové prvky |
Konstrukční díly: Hrubování na tenké-Dokončení stěn
U hliníkových žeber křídel, rámů a přepážek začíná obrábění obvykle agresivním hrubováním, aby se odstranilo velké procento polotovaru. Jak se kapsy prohlubují a stěny ztenčují, je třeba snížit řezné síly během polodokončování a dokončování, abyste řídili deformaci.
Co to znamená pro váš proces:
- Hrubování se zaměřuje na rychlost úběru materiálu a odvod třísek
- Polo{0}}dokončovací a dokončovací práce cíl nízká řezná síla a stabilní stěny
- Strategie se musí měnit s tím, jak se zeď tenčí, a ne zůstávat pevná pro celou část
Složité díly: Omezte počet nastavení pomocí 5osého obrábění
Skříně motoru, oběžná kola, lopatky a složité konstrukční díly mají často prvky na několika plochách nebo v různých úhlech. S5osé obrábění, můžete dosáhnout více těchto funkcí v jednom nastavení namísto opakovaného upnutí součásti. To je zvláště užitečné, když je důležité udržovat polohový vztah mezi obrobenými prvky.
Rotační díly: Kombinujte soustružení a frézování
U hřídelí, náprav, objímek a některých součástí podvozku se otáčení řídí hlavními rotačními prvky. Když stejný díl vyžaduje také díry, plošky, drážky nebo úhlové prvky,soustružnické{0}}frézovací obráběnímůže dokončit více operací v jednom nastavení a snížit sekundární manipulaci.
Obrábění děr: Ponechejte kritické prvky ve stejném nastavení
Konstrukce křídel, kryty a součásti podvozku mohou obsahovat montážní otvory, přesné vývrty a prvky se závitem. Kde je to možné,vrtání, vyvrtávání, vystružování a závitování by mělo být integrováno s hlavním nastavením obráběníke snížení přemístění a nahromaděných chyb nastavení.
Klíčové výzvy v CNC obrábění součástí letadel
Součásti letadel mohou kombinovat tenké stěny, hluboké dutiny, složité povrchy a obtížně{0}}-obrobitelné materiály do jediné součásti. Skutečnou výzvou pro vás není jen dosažení požadovaných rozměrů,-to jeudržení stabilního procesu obráběníjak se díl stává tenčím, méně tuhým nebo obtížnějším pro řezání.
Deformace tenké-stěny
Žebra křídel, rámy a přepážky často při obrábění ztrácejí většinu původního materiálu. Při odstraňování materiálu se zbývající struktura stává méně tuhou a citlivější na řezné a upínací síly.
Chcete-li ovládat deformaci, musíte zvážit čtyři věci:
- Sekvence obrábění
- Vyvážený úběr materiálu
- Tlak přípravku
- Řezné síly
Strategie hrubování a dokončování by se také měly změnit, když se stěna ztenčí.
Vysoký úběr materiálu a hluboké kapsy
Velké hliníkové konstrukční díly často vyžadují značné odstranění materiálu před vytvořením konečných žeber a tenkých stěn. Vysoké rychlosti úběru mohou zkrátit dobu cyklu, ale také zvyšují nároky na výkon vřetena a odvod třísek.
Hluboké kapsy přidávají další problém. Delší nástroje snižují tuhost řezu a zvyšují riziko vibrací. Váš proces proto potřebujerychlost odebírání vyvážení, záběr nástroje, přesah nástroje a odvod třísekmísto pouhého prosazování vyšších řezných parametrů.
Obrábění slitin na bázi titanu a niklu-
Slitiny na bázi titanu a niklu-vyžadují jinou strategii než hliník. Teplo při řezání, vysoké zatížení nástroje a rychlé opotřebení nástroje mohou rychle snížit stabilitu procesu.
Pro tyto materiály,vysoké otáčky vřetena obvykle nejsou hlavní prioritou. Důležitější je:
- Tuhost stroje
- Kroutící moment při nízkých-otáčkách
- Dodávka chladicí kapaliny
- Stabilní záběr nástroje
Kontrola chyb ve více nastaveních
Složité součásti motoru a konstrukce mohou vyžadovat obrábění z několika směrů. Pokaždé, když znovu upnete obrobek, zavedete další přenos počátku a další potenciální zdroj chyb polohování.
Snížení počtu nastavení4osé nebo 5osé obráběnímůže pomoci udržet související prvky ve stejném souřadnicovém systému obrábění. U složitých částí letadel je to často stejně důležité jako přesnost polohování stroje udávaná.
Které CNC stroje se používají pro díly letadel?
Neexistuje jediný CNC stroj, který by pasoval na každou součást letadla. Vaše volba závisí na velikosti součásti, geometrii, materiálu, obráběných plochách a množství materiálu, které potřebujete odstranit. V praxi výrobci letadel často používají několik konfigurací strojů pro různé typy součástí.
Vertikální obráběcí centra
Vertikální obráběcí centrajsou praktickou volbou pro malé a středně{0}}velké držáky, desky, pouzdra, přípravky a konstrukční součásti. Fungují dobře, když je většina funkcí dostupná z jednoho nebo několika směrů.
U hliníkových dílů může-vřeteno s vyšší rychlostí podporovat efektivní hrubování a dokončování. Pokud obrábíte titanové nebo ocelové součásti, tuhost a krouticí moment vřetena se stávají důležitějšími než samotná rychlost.
Nejlepší pro:konzoly, desky, pouzdra a malé až střední konstrukční díly obráběné z jednoho nebo několika směrů.
Horizontální obráběcí centra
Horizontální obráběcí centrajsou vhodnější pro krabicové-díly a díly, které vyžadují opracování na několika stranách, jako jsou skříně a některé podvozky nebo konstrukční součásti.
S otočným stolem a systémem palet můžete omezit ruční přemisťování a obrábět několik ploch v jednom cyklu. Díky tomu jsou také konzoly HMC užitečné, když je vaší prioritou stabilní dávková výroba spíše než jedna složitá součást.
Nejlepší pro:díly ve tvaru krabice-a více{1}}stran ve stabilní sériové výrobě.
5osá obráběcí centra
Pokud mají součásti vašeho letadla složité obrysy, šikmé díry, hluboké prvky nebo více obráběných ploch, a5osé obráběcí centrummůže výrazně zjednodušit proces.
Můžete obrábět více prvků v jednom nastavení a zachovat si lepší přístup k obtížným povrchům. Díky tomu je 5-obrábění obzvláště vhodné pro oběžná kola, součásti motoru, složité držáky a vysoce hodnotné konstrukční díly.
Nejlepší pro:oběžná kola, lopatky, skříně motoru a jakékoli části, u kterých opětovné upnutí zvyšuje vaše náklady.
Portálová obráběcí centra
U konstrukcí velkých křídel, rámů, přepážek a dalších nadrozměrných součástí letadel se hlavním kritériem stávají zdvih stroje a strukturální tuhost.
A portálové obráběcí centrumposkytuje větší pracovní obálku potřebnou pro tyto díly. V závislosti na konfiguraci lze 5osé hlavy také použít, když velké součásti vyžadují úhlové nebo složité povrchové obrábění.
Nejlepší pro:dlouhá žebra, rámy a přepážky, které přesahují dráhu konvenčního obráběcího centra.
CNC soustruhy a soustružnické-frézy
Hřídele, nápravy, pouzdra a rotační podvozek nebo součásti motoru jsou lépe sladěnyCNC soustružnické zařízení.
Pokud váš díl kombinuje rotační povrchy s otvory, drážkami, ploškami nebo mimo{0}}středovými prvky, soustružnická{1}}fréza může dokončit více operací, aniž by se obrobek přesouval mezi samostatnými stroji. To může zkrátit procesní trasu a omezit opakované nastavování vztažného bodu.
Nejlepší pro:hřídele, nápravy, objímky a rotační podvozky nebo součásti motoru.
Jak vybrat CNC stroj pro díly letadel
Výběr CNC stroje pro letecké díly by mělzačněte svým dílem-ne specifikacemi stroje. Před porovnáním rychlosti vřetena, dráhy nebo konfigurace os se podívejte na velikost součásti, geometrii, materiál, vlastnosti obrábění a očekávaný objem výroby.
Začněte velikostí součásti a geometrií
Nejprve zkontrolujte, zda stroj zvládne celou obálku obrábění, včetně obrobku, upínače, délky nástroje a požadovaného přiblížení nástroje.
Geometrie pak určuje konfiguraci os. Relativně jednoduchá konzola může potřebovat pouze 3osé obrábění, zatímco součást s úhlovými otvory, více plochami nebo složitými obrysy může ospravedlnit 4osé nebo 5osé obrábění. U velkých žeber, rámů a přepážek se stávají důležitějšími velikost stolu, zdvih a vůle portálů.
Přizpůsobte výkon stroje materiálu
Nehodnoťte vřeteno pouze podle rychlosti.
U hliníkových konstrukčních dílů s vysokým úběrem materiálu můžete potřebovat vyšší otáčky vřetena, dostatečný výkon a efektivní odvod třísek. Při obrábění titanu, slitin niklu nebo vysokopevnostní oceli jsou tuhost, točivý moment při nízkých-otáčkách, přívod chladicí kapaliny a tepelná stabilita důležitější.
Váš materiál tedy ovlivňuje nejen řezné parametry, ale také konfiguraci stroje, kterou byste měli upřednostnit.
Zvažte svůj výrobní proces
Zeptejte se, kolik nastavení váš aktuální proces vyžaduje. Pokud se složitá součást pohybuje mezi několika stroji nebo přípravky,redukce nastavení může poskytnout větší hodnotu než pouhé zvýšení řezné rychlosti.
U sériové výroby zvažte také kapacitu nástroje, výměnu palet, sondování, správu třísek a možnosti automatizace. Správný stroj by měl vyhovovat vašemu kompletnímu výrobnímu procesu spíše než jedné operaci obrábění.
|
Část letadla |
Hlavní požadavek |
Vhodný typ stroje |
|
Žebra / rámy křídel |
Velký úběr materiálu, tenké stěny |
5-osý / Portál |
|
Přepážky |
Velká velikost, hluboké kapsy |
Portál / 5 os |
|
Závorky |
Více{0}}obrábění tváře |
VMC / 5osý |
|
Skříně motoru |
Složitá geometrie, mnoho funkcí |
5-osý |
|
Součásti podvozku |
Tuhost, těžké řezání |
HMC / Soustruh |
|
Hřídele / nápravy |
Rotační a frézované prvky |
CNC soustruh / soustruh-fréz |
Nejčastější dotazy
Jaký CNC stroj je nejlepší pro vaše části letadla?
+
-
Začněte spíše výkresem součásti než modelem stroje. Zvažte velikost součásti, materiál, obráběné plochy, požadavky na toleranci a objem výroby. Menší konstrukční díly se mohou hodit do VMC, zatímco složité více{2}}díly s více plochami mohou těžit z 5-obrábění. Velká žebra a přepážky obvykle vyžadují větší stroj portálového typu.
Vyplatí se investice do 5osého CNC stroje pro vaše letecké díly?
+
-
Záleží na tom, odkud pochází váš čas a náklady na obrábění. Pokud vaše díly vyžadují časté upnutí, více přípravků, úhlové prvky nebo několik strojů k dokončení, 5osé obrábění může proces zjednodušit. U jednodušších dílů, které lze již efektivně vyrábět ve třech osách, může dodatečná investice přinést omezené výhody.
Čemu byste měli dát přednost při nákupu CNC stroje na titanové díly letadel?
+
-
Nedělejte otáčky vřetena vaší hlavní prioritou. U titanu věnujte větší pozornost strukturální tuhosti, kroutícímu momentu při nízkých-otáčkách, přívodu chladicí kapaliny, tepelné stabilitě a schopnosti stroje udržet stabilní řezání při zatížení. Konfiguraci vřetena by měl určovat váš skutečný díl a řezné podmínky.
Potřebujete portálové obráběcí centrum pro velké konstrukční díly letadel?
+
-
Ne nutně. Nejprve zkontrolujte celou obálku obrábění, včetně součásti, upínače, délky nástroje a přiblížení nástroje. Portálový stroj se stává praktičtějším, když dlouhá žebra, rámy nebo přepážky přesahují pracovní rozsah konvenčních obráběcích center nebo vyžadují větší prostor a konstrukční podporu.
Měli byste si vybrat jeden flexibilní CNC stroj nebo několik specializovaných strojů?
+
-
To závisí na vašem produktovém mixu a objemu výroby. Pokud často vyrábíte různé díly letadel v malých nebo středních sériích, flexibilní více{1}}osý stroj může omezit změny procesu a sekundární nastavení. Pro stabilní, velkoobjemovou-výrobu podobných dílů mohou specializované stroje nebo výrobní buňka poskytnout lepší propustnost a kontrolu nákladů.
Závěr
CNC obrábění dílů letadel není o výběru nejpokročilejšího stroje. Správná volba závisí na vásgeometrie součásti, materiál, proces obrábění a potřeby výroby.
Dobře{0}}sladěný CNC stroj může snížit počet nastavování, spolehlivěji zvládnout obtížné řezy a udržet výrobu stabilní.
Pošlete nám svůj výkres dílu, materiál, rozměry a objem výroby do GreatCNC a my vám doporučíme vhodnou konfiguraci CNC stroje pro vaši aplikaci.
