CNC-koneistetut ilmailuosat: materiaalipäätökset, prosessiparametrit ja DFM-loukut, jotka lisäävät kustannuksia ennen kuin ensimmäinen siru putoaa

CNC-koneistetut ilmailuosat: materiaalipäätökset, prosessiparametrit ja DFM-loukut, jotka lisäävät kustannuksia ennen kuin ensimmäinen siru putoaa

Rakennekiinnike on Ti-6Al-4V, seinämän paksuus 1,2 mm ohuimmassa osassa, kaksi yhdistelmäkulmareikää, joiden on oltava samankeskiset ±0,01 mm:iin. Ohjelman aikajana on 6 viikkoa piirustuksen julkaisusta ensimmäiseen artikkeliin. DFM-arvostelusi palasi juuri kolmen lipun kera - eikä yksikään niistä koske porauksia.

Ne koskevat kiinnityspääsyä, jännityksenpoistojärjestystä ja 0,3 mm:n sisäkulman sädettä 14 mm-syvässä taskussa, joka pakottaa työkalun vaihtamisen 0,6 mm:n päätyjyrsintäohjelmaan. Jokainen lippu lisää aikaa. Kaksi niistä lisää kustannuksia, joita et voi saada takaisin ilman piirustuksen muutosta. Tämä on mitäCNC-koneistus ilmailussatyö näyttää itse asiassa DFM-vaiheessa - ei kykykysymyksiltä, ​​vaan geometria- ja järjestyspäätöksiltä, ​​jotka tehtiin suunnittelun aikana ja jotka kuuluvat nyt koneistajan ratkaistavaksi.

Miksi Aerospace CNC-työstö alkaa materiaalin valinnalla, ei koneen valinnalla

Konevalinta riippuu materiaalista ja ominaisuuksista. Mikä ohjaa prosessisuunnitelmaacnc-koneistus ilmailussatyö on materiaalin käyttäytymistä leikkausolosuhteissa ja sitä, aiheuttaako suunnittelugeometria ristiriitoja materiaalin tarpeiden ja ominaisuusjoukon vaatimusten välillä.

Ilmailu- ja avaruusteollisuuden rakenteellisia ja mekaanisia osia hallitsevat kolme materiaalia: 7075-T651-alumiini paino-kriittisiin rakenteisiin, Ti-6Al-4V kuormitettaviin-sovelluksiin ja korkean lämpötilan sovelluksiin ja Inconel 718 kuuman osan ja korkean syklin väsymisympäristöihin. Jokaisella on erillinen prosessilogiikka.

7075-T651koneistaa nopeasti, pitää tiukat toleranssit ja maksaa suhteellisen vähän leikkausta. -T651-merkinnällä on väliä: esi-venytetty tila tarkoittaa pienempää jäännösjännitystä massassa, mikä tarkoittaa pienempää mittaliikettä raskaan rouhinnan jälkeen. Valitse sen sijaan T6, niin saatat saada saman lujuuden paperilla, mutta huomattavasti enemmän joustavia-takaisin ohuissa-seinämissä ominaisuuksia -, jotka ovat tärkeitäcnc-työstö ilmailu-avaruusalumiini ohut seinärakenteet, kuten ripataskut ja nauhat, joissa seinämän paksuus voi pudota alle 0,8 mm.

Ti-6Al-4Von missäilmailu-cnc-työstö titaaniosatohjelmat menettävät rutiininomaisesti aikaa. Materiaalin lämmönjohtavuus on noin -kymmenesosa alumiinista. Lämpö ei poistu lastun mukana - se keskittyy leikkuureunaan, nopeuttaa työkalun kulumista, ja jos prosessia ei valvota, syntyy työ-karkaistu pinta, joka tekee jokaisesta seuraavasta ajokerrasta edellistä kovempaa. Prosessiparametrit eivät ole ehdotuksia; ne ovat ikkuna hyväksyttävän käyttöiän ja työkaluvian välillä 3–4 minuutin välein.

Inconel 718on erillinen keskustelu. Jos piirustuksessasi tarvitaan Inconelia, vastaavan alumiiniosan koneen aika-arvio on kerrottava vähintään 8-kertaisesti ennen ohjelman budjetointia.

Titaani: Missä ilmailun CNC-työstö tulee kalliiksi nopeasti

vartenilmailu-cnc-työstö titaaniosat, prosessiparametrit ovat tiukemmat kuin useimmat kaupat julkaisevat. Alla olevat luvut kuvastavat sitä, mitä käytämme Ti-6Al-4V:llä tuotannossa – eivät työkaluluettelon konservatiivisia arvoja eivätkä aggressiivisia arvoja, jotka näyttävät hyviltä syklin aika-arviossa, mutta tuhoavat työkalun kaikki muut osat.

The coolant strategy is the most commonly under-specified item on a titanium process plan. Flood coolant aimed at the part body does not cool the cutting zone on titanium - it cools the part surface, which is not where the heat is. Through-spindle high-pressure coolant directed at the tool-workpiece interface is the correct setup. On deep pockets and bores, add air blast to assist chip evacuation; re-cutting chips on titanium causes localised work hardening that can produce out-of-tolerance features even when the toolpath is correct.

Yksi järjestysyksityiskohta, jolla on merkitystä titaanirakenneosissa, joissa on useita ominaisuuksia: karhea koko osa ennen viimeistelyä. Titaanin jännitys-rentoutuu hitaammin kuin alumiini, mutta se liikkuu. Kun kappale rouhitaan +0.3 mm:n massaksi ja jätetään yön yli ennen viimeistelyä, saadaan vakaampi vertailupinta kuin karhennettu ja välittömästi viimeistelty samassa kokoonpanossa. Tämä on erityisen relevanttiaCNC-koneistus ilmailussakiinnikkeet ja kotelot, joissa useita peruspisteitä työstetään peräkkäin - niiden välinen mittasuhde riippuu siitä, kuinka paljon jännitystä vapautui operaatioiden välillä.

Alumiiniohut{0}}seinärakenteet: kiinnitys on prosessi

CNC-työstö ilmailu-avaruusalumiini ohut seinäosat - rib-taskurakenteet, elektroniikkakotelot, kannatinrainat - epäonnistuvat kiinnityksessä ennen kuin ne epäonnistuvat leikkaamisessa. 0,8 mm:n seinä 120 mm:n alumiiniosassa, joka on kiinnitetty 15 N·m:n vääntömomentilla kahdesta kohdasta, poikkeaa 0,04–0,09 mm pelkän puristuskuorman vaikutuksesta, ennen kuin kara käynnistyy. Tämä taipuma ei ole näkyvissä; osa näyttää litteältä ruuvipuristimessa. Se on mitattavissa vain, kun vapautat puristimen ja osa joustaa takaisin.

Korjaus ei ole kiristää sytytintä -, joka aiheuttaa pulinaa. Korjaus on tukea osaa useammista kohdista pienemmällä yksittäisellä puristusvoimalla tai käyttää tyhjiökiinnitystä ensimmäiseen peruspisteeseen ennen ohuen seinän muodostavien ominaisuuksien koneistamista. Järjestyksellä on väliä: koneista ensin peruspinnat ja referenssireiät kappaleen ollessa täydessä varastossa, sitten etenevät taskuoperaatiot paksuimmasta jäljellä olevasta osasta ohuimpaan suuntaan.

vartencnc-koneistus ilmailussaalumiiniosat, joissa tasaisuus koneistuksen jälkeen on kriittinen tulos - optiset asennusrakenteet, tiivistyspinnat, tarkkuuspohjat - rakennamme kaksi-vaiheisen toiminnan: karkeasta +0.4mm:iin asti, jännityksenpoisto 150–180 astetta 2–4 ​​tuntia (7075; sitten viimeistely 1061 astetta). Lämpösykli on riittävän lyhyt mahtumaan normaaliin tuotantopäivään, ja se tuottaa jatkuvasti lopullisen tasaisuuden 0,01 mm:n sisällä pinnoilla, joiden jänneväli on 200 mm. Ilman sitä monimutkaisen taskugeometrisen kappaleen tasaisuus voi vaihdella 0,03–0,08 mm massan alkuperäisestä jännitystilasta riippuen.

Inconel ja korkean lämpötilan{0}}lejeeringit: prosessilogiikka

Jos sinunilmailu-cnc-työstöOhjelma sisältää Inconel 718:n tai vastaavia nikkelisuperseoksia, DFM-arvostelu palvelee eri toimintoa kuin alumiinin tai titaanin. Alumiinin osalta DFM on geometrian optimointia. Inconelissa DFM:ssä on kyse siitä, mitä ominaisuuksia voidaan realistisesti koneistaa ollenkaan ja mitkä niistä kannattaa siirtää EDM:ään tai hiontaan.

Inconel 718 täydellä kovalla (39–46 HRC vanhentamisen jälkeen) ei ole jyrsintämateriaali perinteisessä mielessä hienojen ominaisuuksien osalta. Sisäiset säteet alle 1,5 mm syvissä taskuissa, kierteet läpi-rei'issä, joiden halkaisija on yli 1,5×, ja poraukset, joiden Ra-vaatimukset ovat alle 0,8 μm ilman hiontaa - kaikki nämä laukaisevat prosessin eskalaatiot, jotka on tunnistettava ennen ohjelman lainaamista, ei ensimmäisen työkalun katkeamisen jälkeen.

Kuuma{0}}profiilikomponenttien, joissa tarvitaan Inconelia, prosessisuunnitelma sisältää lähes aina keraamiset työkalut rouhintaan, CBN viimeistelyporaukseen ja langan EDM kaikkia ominaisuuksia varten, joissa tarvitaan terävää sisäkulmaa. Näiden toimintojen sisällyttäminen ohjelmaan alusta alkaen tuottaa ennakoitavissa olevat kustannukset. Niiden löytäminen tavallisen-työkalutarjouksen jälkeen aiheuttaa ohjelman viiveen.

Aerospace-toimitusketjujen dokumentaatio ja jäljitettävyys

Ilmailu-cnc-työstö as9100 dokumentaatioVaatimukset ovat silloin, kun toimittajan kykyvaatimukset vastaavat todellista toimitusta. AS9100D edellyttää tuotteiden ja prosessien jäljitettävyyttä, kokoonpanon hallintaa ja ensimmäisen artikkelin tarkastusta AS9102:een uusien tai muuttuneiden osien kokoonpanojen osalta. Mitä tämä tarkoittaa toiminnallisesti: jokainen tuotantoajo tarvitsee jäljitettävän linkin raaka-ainetehtaan sertifikaatista valmiin osan sarjanumeroon, ja tarkastuspöytäkirjassa on oltava mitatut arvot, ei leimat.

Kuilu ISO 9001 -standardin ja aidosti AS9100D{2}}standardin mukaisen liikkeen välillä näkyy prosessin-tarkastusrekistereissä ja NCR-järjestelmässä. ISO 9001 edellyttää laadunhallintajärjestelmää; AS9100D edellyttää, että järjestelmää sovelletaan tuotteen määrityksiin ja että tietueet tukevat tarkastusta ja pääsyyn tutkintaa. Jos toimittajan laatutietueet eivät voi vastata "mikä kone leikkasi tämän ominaisuuden, minä päivänä ja mikä oli mitattu arvo tarkastuksessa" tietylle sarjanumerolle, ne eivät ole AS9100D{10}}kelpoisia sertifikaatistaan ​​huolimatta.

Missä MID:n prosessikapasiteetti sopii

DFM-työpöytämme tarkistaa STEP-tiedostot päivittäinCNC-koneistus ilmailussaohjelmoi - titaanisia rakenneosia, alumiinikoteloita, Inconel-liittimiä ja komposiitti{1}}käyttöliittymäkomponentteja, jotka tarvitsevat koneistettuja ominaisuuksia tarkassa peruspisteessä. Katsauksessa merkitään geometriset ristiriidat, toleranssipino{3}}riskit ja järjestyspäätökset ennen ohjelman lainaamista, ei sen jälkeen, kun ensimmäinen osa on romutettu.

CNC-työstöat MID kattaa 5-akselin samanaikaisen, Sveitsisorvauksen ohuille akseleille ja tarkkuustapeille, sorvausseoksen osille, jotka tarvitsevat sekä pyöriviä että prismaattisia ominaisuuksia yhdessä kokoonpanossa, ja lanka-EDM:n karkaistuille osille ja sisäisille profiileille, joita ei voida jyrsittää. Meidänilmailun CNC-työstötyö tapahtuu ISO 13485-yhteensopivan laadunhallinnan ja digitaalisen jäljitettävyyden alaisuudessa - materiaalitodistus lähetystietueeseen - jokaisessa osanumerossa.

Ensimmäisille uusia ohjelmia koskeville artikkeleille tarjoamme täydellisen FAIR to AS9102 -muodon, CMM-raportit mittausarvoineen kaikista kriittisistä ulottuvuuksista ja materiaalin jäljitettävyyspaketin. Jos asiakkaasi tai ohjelmasi vaatii PPAP- tai ISIR-dokumentaatiota, sisällytämme sen ohjelmasuunnitelmaan tarjouksen yhteydessä.

Lähetä STEP-tiedostosi meilleprosessisuunnittelutiimiJos kirjallinen DFM-arvostelu - palautetaan 24 tunnin kuluessa, sitoutumista ei vaadita. Jos olet aiemmin ohjelmassa ja sinun on keskusteltava toleranssibudjetista tai materiaalin korvaamisesta tärkeässä-rakenteessa, sama tiimi hoitaa sen. Aloita osoitteesta bishenprecision.com.

FAQ

Mikä sisäkulman säde tulisi määrittää Ti-6Al-4V:n syville taskuille työkalun rikkoutumisen ja ohjelman viivästysten välttämiseksi?

Taskun syvyydelle D pienin käytännöllinen sisäkulman säde on D/4 -, mutta erityisesti titaanin kohdalla siirry kohtaan D/3 aina, kun suunnittelu sen sallii. Titaanin leikkausvoimat ovat huomattavasti korkeammat kuin alumiinin, mikä tarkoittaa, että halkaisijaltaan pieni-teräjyrsin, joka työskentelee tiukassa säteessä, on enemmän kuormitettuna poikkileikkausyksikköä kohti. 12 mm-syvä tasku Ti-6Al-4V:ssä R2-kulmalla edellyttää 4 mm:n päätyjyrsintä, joka toimii pienemmillä nopeuksilla ja syötöillä; R4:n määrittäminen samassa taskussa mahdollistaa suuremman, jäykemmän työkalun käyttämisen tuottavilla parametreilla. Jos kulmageometrialla ei ole toiminnallista rajoitusta, säteen muutos ei maksa piirustuksessa mitään ja säästää 20–35 % syklin ajasta kyseisessä ominaisuudessa.

Pystytkö pitämään ±0,005 mm:n samankeskisyyden titaanireiässä suhteessa OD-datamiin ilman hiontaa?

Yli 8 mm:n reiän halkaisijalla kyllä ​​-, jossa on oma viimeistelyporaus jäykällä karalla,-karan jäähdytysnesteen läpi ja työkalun vaihto uuteen terään ennen viimeistelyjaksoa. Rajoitus ei ole kone; se on lämpöstabiilisuus. Titaanin alhainen johtavuus tarkoittaa, että osan lämpötila rouhinnan lopussa on mitattavasti korkeampi kuin alussa. Annamme osan vakautua 2 asteen tarkkuudella ennen viimeistelyreiän läpikulkua. Ilman tätä stabilointia reiän halkaisija voi olla 0,003–0,008 mm suurempi heti leikkauksen jälkeen kuin huoneenlämpötilamittauksessa. Halkaisijaltaan alle 6 mm:n porauksille tai tiukemmat samankeskisyysvaatimukset kuin ±0,003 mm, hionta on luotettava reitti.

Miten AS9100D-dokumentaatiovaatimus muuttuu prototyypin ja tuotantotilauksen välillä?

Prototyypissä pienin hyödyllinen dokumentaatio on mittaraportti, jossa on todelliset mitatut arvot ja materiaalitodistus. Se riittää suunnittelun vahvistamiseen. Tuotantotilauksessa - tai missä tahansa osassa, joka menee tyyppi-sertifioituun kokoonpanoon -, tarvitset täydellisen ensimmäisen tuotteen tarkastusraportin AS9102:lle ensimmäisestä tuotantokokoonpanosta, prosessin tietueet, jotka voidaan jäljittää sarjanumeroon, ja CoC jokaiseen lähetykseen. Uuden FAIRin laukaisee piirustuksen tarkistus, prosessin muutos tai toimittajan muutos - ei vain uusi tilaus. Jos ohjelmasi muuttaa jotain näistä kolmesta prototyypin ja tuotannon välillä, budjetoi uusi ensimmäinen artikkelijakso.

Milloin ohut{0}}seinämäinen alumiininen ilmailu-avaruusosa tarvitsee tyhjiökiinnityksen verrattuna tavalliseen ruuvipuristimeen?

Kun seinämän paksuus putoaa alle 1,5 mm:n tukemattomalla jännevälillä, joka on yli 60 mm, vakiopuristusruuvikiinnitys aiheuttaa riittävän taipuman, joka vaikuttaa mittatulokseen - erityisesti tasaisuuteen ja yhdensuuntaisuuteen. Käytännön koe: laske kiinnityspoikkeama ohuimmassa osassa käyttämällä yksinkertaista palkkimallia (δ=FL³/3EI ulokeseinälle). Jos tulos ylittää 30 % tasaisuustoleranssistasi, kiinnitysstrategia on pääprosessiriskisi, ei työstörata. Tyhjiökiinnitys jakaa pitovoiman koko peruspinnalle ja eliminoi paikallisen taipuman. Se lisää asennusaikaa, mutta eliminoi tasaisuuden uudelleenkäsittelyn, jonka standardikiinnitys tuottaa tämän geometrialuokan osiin.