Diskussion om fördelarna med femaxlig cnc-bearbetning för flygdelar
Det finns många problem vid femaxlig precisionsbearbetning inom flygindustrin. För det första är ett stort antal flyg- och rymdkomponenter gjorda av ett brett utbud av material. De mest kritiska motorkomponenterna i flygplansarbete är gjorda av värmebeständiga härdande legeringar som är extremt svåra att bearbeta. Dessa legeringarDet finns mer än 500 000 delar i ett flygplan, ett rymdplan eller bara ett flygande flygplan, och en stor del av dem måste vara väldigt exakta och hållbara. Att säkerställa att dessa delar har den bästa kvaliteten och kostnaden är ett viktigt mål för industriell flygbearbetning.
Problem vid tillverkning av flygdelar
Det finns många problem vid femaxlig precisionsbearbetning inom flygindustrin. För det första är ett stort antal flyg- och rymdkomponenter gjorda av ett brett utbud av material. De mest kritiska motorkomponenterna i flygplansarbete är gjorda av värmebeständiga härdande legeringar som är extremt svåra att bearbeta. Värmeledningsförmågan hos dessa legeringar är dålig, så värmen under bearbetningen kommer att ackumuleras i verktygen. Nickellegeringar är vanligtvis åldrade eller på annat sätt värmebehandlade och därför svåra att bearbeta. Jämfört med andra industrier är precisionen för flyg- och rymddelar mycket striktare, och den geometriska formen på delar är mycket mer komplex.
Förutom direkta bearbetningsproblem finns det många indirekta problem. En av dem inkluderar produktionsstandarder. Liksom medicinindustrin är flygproduktion en av de mest reglerade industrierna i världen och det är svårt att uppfylla alla kvalitetskrav.
Vikten är extremt viktig för luftrumsflygplan. Ju lättare design, desto mindre bränsle förbrukas, så flygingenjörer designar ofta delar med tunna väggar, galler, banor etc. Traditionellt är de bearbetade av solida gjutna eller stansade metallblock, och skrotet av sådana delar är 95 procent. Men låg materialeffektivitet är inte det enda problemet. Det faktiska problemet vid bearbetning av sådana delar är deformationen som orsakas av hög skärkraft
Om du ökar matningshastigheten och skärdjupet för mycket, speciellt för nickellegeringar, kan väggen gå sönder på grund av vibrationer eller deformeras på grund av överhettning. Resultatet blir vanligtvis att du skär av ett litet chip när du kryper, och den totala bearbetningstiden är omöjlig.
Vad kan du göra för att minska bearbetningstiden och faktiskt bearbeta konkurrenskraftiga tunnväggiga flygdelar? Det första du måste göra är att minska vibrationerna. Det vibrerande verktyget träffar den tunna väggen och böjer eller går sönder. Därför, för att minska vibrationer, är det bättre att minska matningshastigheten men öka antalet skäreggar på fräsen (även med flera fräsar på svarven). Den bästa skärstrategin för tunnväggiga flygdelar är fräsning framåt.
Denna strategi använder matning i motsatt riktning till den traditionella frässtrategin. Detta resulterar i mindre skärkraft, bättre ytfinish, och viktigast av allt, fräsen går in i materialet med den tjockaste väggtjockleken, så vibrationen är mycket mindre. För att hantera överhettning,
Aerospace femaxlig precisionsbearbetning
Cyklooidal bearbetningsbana för att minska överhettning av flyg- och rymdlegeringar
Överhettning av delar på grund av dålig värmeledning är ett typiskt problem för flygdelar. En bearbetningsstrategi för att minska värmeackumulering kallas cykloidal fräsning. Den använder sig mycket av funktionerna i CNC-verktygsmaskiner för att följa komplexa skärbanor. Cykloidstrategin använder en liten fräs (mindre än skäret i alla fall) som följer en bana som liknar sidoprojektionen av en fjäder på ett plan. En kurva - skäraren skär, återvänder sedan under den andra kurvan och skär sedan metallen igen. Denna strategi fördelar kontakttiden mellan verktyget och detaljen så att det finns tid för skärvätskan att effektivt kyla båda.
Cyklodsvarvning liknar fräsning, med korta skär- och paussekvenser för att låta kylvätskan fungera och undvika överhettning. Denna strategi har fler tomma verktygskörningar än andra strategier, men den motverkar denna effekt genom att öka skärhastigheten och matningen.
Välj rätt verktyg för snabb bearbetning
På tal om verktygsmaskiner har numeriska styrmaskiner spelat en stor roll, och de har använts i stor utsträckning i aluminiumbearbetning. Ett av de viktigaste sätten att förbättra bearbetningseffektiviteten är att välja rätt verktyg. Om den mjukare legeringen är väl analyserad, och många tillverkare tillhandahåller lösningar för aluminium och andra legeringar. Många flygmaterial är dock klassificerade, så de måste väljas på plats.
Tekniken att välja effektiva verktyg för värmebeständiga material måste motverka materialets negativa egenskaper.
Därför måste ett perfekt verktyg ha mycket små vibrationer, måste vara mycket hårt och måste kunna motstå höga temperaturer för att ha en jämn livslängd och effektiv matning. Ett perfekt exempel på ett verktyg för detta ändamål är ett diamantskärande verktyg.
Konstgjorda diamantklingor är hårdare och mer hållbara än hårdmetallklingor och kan arbeta vid högre temperaturer. Diamantbearbetning har sin särart, men den kan säkert modifieras för att möta flygtillverkarnas behov. Förutom diamantverktyg har keramiska verktyg också visat sig ha utmärkta prestanda eftersom de kan arbeta vid högsta temperatur.
För att minska vibrationerna hos bearbetade delar är det viktigt att använda fräsar med fler skäreggar och skarpare eggvinklar. Den här typen av fräs minimerar tiden och sträckan som går innan nästa skäregg träffar materialet, vilket minskar vibrationerna, och du kan öka skärparametrarna för att förbättra effektiviteten.