CNC obrada zrakoplovnih dijelova: odluke o materijalu, parametri procesa i DFM zamke koje povećavaju cijenu prije nego što padne prvi čip

CNC obrada zrakoplovnih dijelova: odluke o materijalu, parametri procesa i DFM zamke koje povećavaju cijenu prije nego što padne prvi čip

Vaš strukturni držač je Ti-6Al-4V, debljina zida 1,2 mm na najtanjem dijelu, dva spojna ugaona provrta koja moraju biti koncentrična do ±0,01 mm. Vremenski okvir programa je 6 sedmica od objavljivanja crteža do prvog članka. Vaša DFM recenzija se upravo vratila sa tri zastavice - i nijedna od njih nije o dosadima.

Radi se o fiksiranju pristupa, sekvenciranju smanjenja naprezanja i radijusu unutrašnjeg ugla od 0,3 mm na 14 mm-dubokom džepu koji prisiljava promjenu alata na 0,6 mm srednji glodali{4}}program. Svaka zastava dodaje vrijeme. Dva od njih dodaju trošak koji ne možete nadoknaditi bez promjene crteža. Ovo je onoCNC obrada u vazduhoplovstvurad zapravo izgleda kao da u fazi DFM-a - nisu pitanja o sposobnostima, već odluke o geometriji i sekvenciranju koje su donesene tokom dizajna i sada pripadaju strojarima za rješavanje.

Zašto Aerospace CNC obrada počinje odabirom materijala, a ne odabirom mašine

Izbor mašine proizlazi iz materijala i seta karakteristika. Šta pokreće plan procesacnc obrada vazduhoplovstvarad je ponašanje materijala u uslovima rezanja i da li geometrija dizajna stvara sukobe između onoga što materijal treba i onoga što zahteva skup karakteristika.

Tri materijala dominiraju u vazduhoplovnim strukturnim i mehaničkim komponentama: 7075-T651 aluminijum za konstrukcije od kritične težine-, Ti-6Al-4V za nosivost-primjena na povišenim temperaturama, i Inconel 718 za vruće presjeke i visoko-ciklično okruženje. Svaki od njih ima posebnu logiku procesa.

7075-T651mašine su brze, drže čvrste tolerancije i koštaju relativno malo za rezanje. -Oznaka T651 je važna: stanje prethodno-rastegnutosti znači niže zaostalo naprezanje u trupu, što znači manje dimenzionalno pomicanje nakon teške grube obrade. Umjesto toga navedite T6 i možda ćete dobiti istu snagu na papiru, ali znatno više proljeća-nazad na tanke-funkcije - relevantne zacnc obrada aerosvemirskog aluminijuma tankog zidastrukture kao što su džepovi na rebrima i trake gdje debljina stijenke može pasti ispod 0,8 mm.

Ti-6Al-4Vje gdjezrakoplovna cnc obrada titanskih dijelovaprogrami rutinski gube vrijeme. Toplotna provodljivost materijala je otprilike jedna-desetina od aluminijuma. Toplota se ne evakuiše sa strugotinom - već se koncentriše na reznoj ivici, ubrzava habanje alata, a ako se proces ne kontroliše, stvara rad-očvrsnu površinu koja čini svaki sljedeći prolaz težim od prethodnog. Parametri procesa nisu prijedlozi; oni su prozor između prihvatljivog vijeka trajanja alata i kvara alata svaka 3-4 minute.

Inconel 718je zaseban razgovor. Ako vaš crtež zahtijeva Inconel, procjenu vremena mašine za ekvivalentni aluminijski dio treba pomnožiti sa najmanje 8× prije nego što proračunate program.

Titanijum: gde vazdušna CNC obrada brzo postaje skupa

Zazrakoplovna cnc obrada titanskih dijelova, parametri procesa su stroži nego što većina trgovina objavljuje. Brojevi ispod odražavaju ono što koristimo na Ti-6Al-4V u proizvodnji - ne konzervativne vrijednosti iz kataloga alata, a ne agresivne vrijednosti koje izgledaju dobro na procjeni vremena ciklusa, ali uništavaju svaki drugi dio alata.

Strategija rashladnog sredstva je najčešće nedovoljno{0}}navedena stavka u planu procesa titanijuma. Rashladna tečnost koja je usmjerena na tijelo dijela ne hladi zonu rezanja na titanijumu - već hladi površinu dijela, koja nije mjesto gdje je toplina. Putem-vretena visokog-rashladnog sredstva usmjerenog na sučelje radnog komada alata-je ispravno podešavanje. Na dubokim džepovima i otvorima, dodajte zračni mlaz kako biste pomogli evakuaciji strugotine; ponovno{8}}rezivanje strugotina na titanijumu uzrokuje lokalizirano očvršćavanje koje može proizvesti karakteristike-od-tolerancije čak i kada je putanja alata ispravna.

Jedan detalj sekvenciranja koji je bitan na titanijumskim strukturnim delovima sa višestrukim karakteristikama: grubi ceo deo pre nego što prođe bilo kakva završna obrada. Titanijumski stres-opušta se sporije od aluminijuma, ali se pomera. Dio koji je hrapav do +0.3 mm zaliha, a zatim ostavljen preko noći prije završne obrade, dat će vam stabilniju referentnu površinu od grubog i odmah završenog u istoj postavci. Ovo je posebno relevantno naCNC obrada u vazduhoplovstvukonzole i kućišta gdje se više podataka obrađuje u nizu - dimenzionalni odnos između njih ovisi o tome koliko je naprezanja oslobođeno između operacija.

Aluminijske tanke{0}}konstrukcije: pričvršćivanje je proces

Cnc obrada tankog zida aluminijuma u vazduhoplovstvudijelovi - rebra-džepne strukture, kućišta elektronike, mreže nosača - ne uspijevaju pričvrstiti prije nego što ne uspije seći. Zid od 0,8 mm na aluminijumskom delu od 120 mm koji je stegnut sa 15 N·m obrtnog momenta u dve tačke će se odvojiti za 0,04–0,09 mm samo pod opterećenjem stezanja, pre nego što se vreteno pokrene. Taj otklon nije vidljiv; dio izgleda ravno u škripcu. Može se izmjeriti samo kada otpustite stezaljku i dio se vrati natrag.

Rješenje nije da stegnete upaljač - koji izaziva brbljanje. Popravak je poduprijeti dio na više tačaka sa manjom pojedinačnom silom stezanja, ili koristiti vakuumsko pričvršćivanje na prvoj referentnoj površini prije obrade karakteristika koje stvaraju tanki zid. Redoslijed je važan: prvo obradite referentne površine i referentne provrte, s dijelom u punom stanju, a zatim progresivne operacije džepova radeći od najdebljeg preostalog dijela prema najtanjem.

Zacnc obrada vazduhoplovstvaaluminijumski delovi kod kojih je ravnost nakon mašinske obrade kritičan izlaz - optičke montažne strukture, zaptivne površine, precizne baze - gradimo u dve-operacije: grubo do +0.4mm, oslobađanje naprezanja na 150–180 stepeni tokom 2–4 sata, zatim 130,7 stepena; zatim 130,7 stepeni Termalni ciklus je dovoljno kratak da stane u standardni proizvodni dan i konzistentno donosi konačnu ravnost unutar 0,01 mm na površinama do raspona od 200 mm. Bez njega, na dijelu sa složenom geometrijom džepa, ravnost može varirati 0,03–0,08 mm ovisno o izvornom stanju naprezanja kundaka.

Inconel i visokotemperaturne legure: Logika procesa

Ako je vašvazduhoplovna cnc obradaProgram uključuje Inconel 718 ili slične superlegure nikla, DFM pregled ima drugačiju funkciju nego za aluminij ili titan. Sa aluminijumom, DFM se odnosi na optimizaciju geometrije. Sa Inconelom, DFM se odnosi na odlučivanje koje karakteristike se mogu realno obraditi, a koje treba premjestiti u EDM ili brušenje.

Inconel 718 pune tvrdoće (39–46 HRC nakon starenja) nije materijal za mljevenje u konvencionalnom smislu za fine karakteristike. Unutrašnji radijusi ispod 1,5 mm na dubokim džepovima, navojima u -rupama dubljim od 1,5× prečnika i bušotinama sa zahtjevima Ra ispod 0,8 μm bez brušenja -, sve ove pokreću eskalacije procesa koje je potrebno identificirati prije nego što se program citira, a ne nakon što se prvi alat pokvari.

Za komponente vrućeg{0}}odjeljka gdje je potreban Inconel, plan procesa gotovo uvijek uključuje keramičke alate za grubu obradu, CBN za završne provrte i žičanu EDM za bilo koju funkciju gdje je funkcionalno potreban oštar unutrašnji ugao. Ugradnja ovih operacija u program od samog početka proizvodi predvidljive troškove. Njihovo otkrivanje nakon što se izda standardna-predračun alata dovodi do kašnjenja programa.

Dokumentacija i sljedivost za lance opskrbe u svemiru

Zrakoplovna cnc obrada kao 9100 dokumentacijazahtjevi su tamo gdje zahtjevi dobavljača ispunjavaju stvarnu isporuku. AS9100D zahtijeva sljedivost proizvoda i procesa, kontrolu konfiguracije i inspekciju prvog artikla do AS9102 za nove ili promijenjene konfiguracije dijelova. Šta to operativno znači: svaki proizvodni ciklus treba sljedivu vezu od certifikata mlina za sirovine do serijskog broja gotovog dijela, a zapisnik o inspekciji treba da prikazuje izmjerene vrijednosti, a ne pečate.

Jaz između radnje koja ima ISO 9001 i one koja je stvarno usklađena sa AS9100D-pokazuje se u zapisima o-inspekcijama u procesu i NCR sistemu. ISO 9001 zahtijeva sistem upravljanja kvalitetom; AS9100D zahtijeva da se sistem primjenjuje na konfiguraciju proizvoda i da zabilježi podršku za reviziju i{7}}istragu korijenskog uzroka. Ako podaci o kvalitetu dobavljača ne mogu odgovoriti na pitanje "koja mašina je izrezala ovu funkciju, kog datuma i koja je bila izmjerena vrijednost pri inspekciji" za određeni serijski broj, oni nisu sposobni za AS9100D-bez obzira na njihov certifikat.

Gdje se uklapaju procesne sposobnosti MID-a

Naš DFM desk svakodnevno pregleda STEP fajloveCNC obrada u vazduhoplovstvuprogramira - titanijumske strukturne delove, aluminijumska kućišta, Inconel fitinge i kompozitne-komponente interfejsa kojima su potrebne mašinske karakteristike na preciznim tačkama. Pregled označava konflikte geometrije, rizike-slaganja tolerancija i odluke o sekvenciranju prije nego što se program citira, a ne nakon što je prvi dio ukinut.

CNC obradana MID-u pokriva 5-osnih simultanih, švicarsko tokarenje za vitke osovine i precizne klinove, smjesu za okretanje za dijelove koji trebaju i rotacijske i prizmatične karakteristike u jednoj postavci, i žičanu EDM za kaljene karakteristike i unutrašnje profile koji se ne mogu glodati. NašCNC obrada u vazduhoplovstvurad se odvija u skladu sa ISO 13485-sukladnim upravljanjem kvalitetom sa digitalnom sljedivosti - materijalnim certifikatom do evidencije otpreme - na svakom broju dijela.

Za prve članke o novim programima, nudimo puni format FAIR prema AS9102, CMM izvještaje sa izmjerenim vrijednostima za sve kritične dimenzije i paket za sljedivost materijala. Ako vaš kupac ili program zahtijevaju PPAP ili ISIR dokumentaciju, mi to ugrađujemo u plan programa prilikom citiranja.

Pošaljite svoju STEP datoteku našojtim procesnog inženjeringaza pisanu DFM recenziju - vraćen u roku od 24 sata, nije potrebna obaveza. Ako ste ranije u programu i trebate razgovarati o budžetu tolerancije ili zamjeni materijala na strukturi-kritičnoj težini, isti tim će se baviti tim. Počnite na bishenprecision.com.

FAQ

Koji radijus unutrašnjeg ugla treba da navedem na dubokim džepovima u Ti-6Al-4V da izbegnem lomljenje alata i kašnjenje programa?

Za dubinu džepa D, minimalni praktični radijus unutrašnjeg ugla je D/4 -, ali posebno na titanijumu, idite na D/3 gdje god dizajn dozvoljava. Sile rezanja titanijuma su znatno veće od aluminijuma, što znači da je krajnja glodalica malog -prečnika koja radi uskog radijusa pod većim opterećenjem po jedinici poprečnog -presjeka. 12 mm -duboki džep u Ti-6Al-4V sa R2 uglom zahtijeva 4 mm krajnu glodalicu koja radi pri smanjenim brzinama i pomacima; navođenje R4 na istom džepu omogućava vam da pokrenete veći, čvršći alat sa produktivnim parametrima. Ako geometrija ugla nema funkcionalno ograničenje, promjena radijusa ne košta ništa na crtežu i štedi 20-35% vremena ciklusa na toj osobini.

Možete li održati koncentričnost ±0,005 mm na provrtu od titanijuma u odnosu na OD datum bez brušenja?

Na promjeru provrta iznad 8 mm, da - sa namjenskim prolazom za završno bušenje na krutom vretenu, kroz- rashladno sredstvo vretena i promjenom alata na novi umetak prije ciklusa završne obrade. Ograničenje nije mašina; to je termička stabilnost. Niska provodljivost titana znači da je temperatura dijela na kraju grube obrade mjerljivo viša nego na početku. Pustimo da se dio stabilizira do 2 stepena okoline prije nego što izvršimo prolaz završnog provrta. Bez te stabilizacije, promjer provrta može očitati 0,003–0,008 mm veći odmah nakon rezanja nego što će biti pri mjerenju sobne temperature. Za rupe promjera ispod 6 mm ili zahtjeve za koncentričnost čvršće od ±0,003 mm, brušenje je pouzdan put.

Kako se zahtjevi za dokumentacijom AS9100D mijenjaju između prototipa i proizvodnog naloga?

Na prototipu, minimalna korisna dokumentacija je izvještaj o dimenzijama sa stvarnim izmjerenim vrijednostima i certifikatom materijala. To je dovoljno za validaciju dizajna. Za proizvodnu narudžbu - ili bilo koji dio koji ide u tip-certificirani sklop - potreban vam je potpuni izvještaj o inspekciji prvog artikla za AS9102 o prvoj konfiguraciji proizvodnje, u-zapisima procesa koji se mogu pratiti do serijskog broja i CoC za svaku pošiljku. Okidač za novi SAJAM je revizija crteža, promjena procesa ili promjena dobavljača - ne samo nova narudžba. Ako vaš program promijeni bilo koju od te tri stvari između prototipa i proizvodnje, budžet za novi ciklus prvog članka.

Kada je za tank-aluminijski dio za svemirski let potrebno vakuumsko pričvršćivanje u odnosu na standardno stezanje?

Kada debljina zida padne ispod 1,5 mm na rasponu bez oslonca dužem od 60 mm, standardno stezanje stezaljke dovodi do dovoljnog otklona da utiče na dimenzionalni izlaz -, posebno na ravnost i paralelnost. Praktični test: izračunajte otklon stezanja na najtanjem dijelu koristeći jednostavan model grede (δ=FL³/3EI za konzolni zid). Ako rezultat premašuje 30% vaše tolerancije ravnosti, strategija stezanja je vaš glavni rizik procesa, a ne putanja alata. Vakuumsko učvršćenje raspoređuje silu držanja po cijeloj referentnoj površini i eliminira lokalizirano skretanje. Dodaje vrijeme postavljanja, ali eliminira preradu ravnosti koju standardno stezanje proizvodi na dijelovima u ovoj klasi geometrije.