خریدارانی که به دنبال قطعات آلومینیومی پیچیده هوافضا هستند، همچنان با مشکلات مشابهی روبرو هستند. دیوارهای نازک، جیب‌های عمیق، دنده‌های یکپارچه، و سطوح آزاد-در CAD تمیز به نظر می‌رسند، با این حال ماشینکاری 3 محوره اغلب قطعات تابیده، ضخامت دیوار ناهموار و نرخ‌های ضایعاتی را ارائه می‌دهد که برنامه‌ها و بودجه‌ها را بی‌صدا از بین می‌برد. مشکل به ندرت خود آلومینیوم است. تقریباً همیشه بین هندسه و فرآیندی که برای برش آن استفاده می شود ناهماهنگی وجود دارد.
برای این اجزا،ماشینکاری آلومینیوم 5 محوره هوافضا از "خوب داشتن" به پیش فرض عملی منتقل شده است. دانستن اینکه چرا اهمیت دارد و چگونه می توان توانایی واقعی یک تامین کننده را قضاوت کرد، می تواند از اشتباهات پرهزینه جلوگیری کند.
چرا قطعات آلومینیومی پیچیده هوافضا به کار همزمان 5 محوره نیاز دارند؟
سازه های هوافضا برای حداکثر سختی در حداقل وزن طراحی شده اند. این باعث ایجاد دیوارهایی با ضخامت 1 تا 2 میلی متر، دنده های سفت کننده بلند، برش های زیرین و منحنی های مرکب می شود که باید روابط موقعیتی محکمی را حفظ کنند. در یک ماشین معمولی 3-محور، این ویژگی‌ها معمولاً نیاز به تنظیمات متعدد دارند. هر گیره مجدد یک جابجایی کوچک مبنا را اضافه می کند. پس از چهار یا پنج بار تلنگر، خطای انباشته اغلب از تحمل ترسیم فراتر می رود.
ماشینکاری آلومینیوم 5-Axis Aerospace بیشتر ویژگی ها را در یک سیستم مختصات نگه می دارد. دو محور چرخشی این امکان را به ابزار می‌دهند که تقریباً از هر جهت نزدیک شود، بنابراین جیب‌های عمیق، سوراخ‌های زاویه‌دار و سطوح منحنی را می‌توان بدون حرکت دادن قطعه تکمیل کرد. ابزارهای کوتاه تر و سفت تر عملی می شوند زیرا دوک می تواند به جای تکیه بر اکستنشن های طولانی کج شود. نیروهای برش در بخش‌های نازک کاهش می‌یابد، پرداخت سطح بهبود می‌یابد و فرصت‌های خطای تجمعی به‌طور چشمگیری کاهش می‌یابد.
کنترل تغییر شکل در سازه‌های دیوار نازک-
ماشینکاری آلومینیوم دیوار نازک-جایی است که اکثر پروژه‌ها با موفقیت یا شکست مواجه می‌شوند. با حذف مواد، تنش پسماند آزاد می شود. دیوارهای نازک نیز تحت نیروهای برش کم منحرف می‌شوند و دیوارهایی را که در بالا ضخیم‌تر از پایه هستند یا قسمت‌هایی که پس از جدا شدن گیره‌ها از حالت تحمل خارج می‌شوند، باقی می‌گذارند.
فروشگاه هایی که به طور مداوم نتایج خوبی ارائه می دهند، این موضوع را به سه روش هماهنگ کنترل می کنند.
تثبیت حرف اول را می زند.صفحات وکیوم برای قطعات صاف تر به خوبی کار می کنند. برای شکل‌های پیچیده‌تر، فک‌های نرم سفارشی که با کانتور مطابقت دارند، پشتیبانی از آلیاژ کم-یا گیره‌های تطبیقی که به‌عنوان آزادسازی تنش به دنبال قطعه می‌آیند، پشتیبان یکنواختی را بدون-گیره‌شدن بیش از حد ایجاد می‌کنند. هدف حمایت است نه زور.
پارامترهای برش روشن می مانندروی ویژگی های نازک درگیری شعاعی معمولاً تا 5 تا 10 درصد قطر ابزار در پاس های پایان نگه داشته می شود. سرعت اسپیندل بالاتر همراه با بارهای تراشه های سبک، نیروها را کم نگه می دارد و در عین حال مواد را به طور موثر حذف می کند. فرز صعودی ترجیح داده می شود زیرا به جای اینکه دیوار را دور کند، آن را به تکیه گاه فشار می دهد.
استراتژی مسیر ابزاررویکرد را کامل می کند. ماشینکاری متقارن یا متناوب-مواد را به طور یکنواخت از هر دو وجه دیوار جدا می‌کند تا تنش پسماند متعادل بماند. تکمیل خط آب، پشتیبانی ثابت را در هر سطح حفظ می کند. مسیرهای پویا با سرعت بالا{4}} بار ابزار را ثابت نگه می دارند و گرمای ورودی را محدود می کنند.
هنگامی که این سه عنصر با هم کار می کنند، ماشینکاری آلومینیوم دیوار نازک به طور معمول تغییرات ضخامت دیوار را در 0.05± میلی متر یا بهتر در قطعات تولیدی نگه می دارد.
تفاوت های واقعی بین 5 محور و 3 محور در هندسه پیچیده
در بخش‌های منشوری ساده، شکاف متوسط است. در قطعات پیچیده آلومینیومی هوافضا این امر آشکار می شود.
|
چند-راه اندازی سه محوره
خطای موقعیت انباشته معمولاً 0.02-0.05 میلی متر است
|
یک-راه اندازی 5 محوری
تحمل موقعیت واقعی-0.01 ± میلی متر یا محکم تر
|
زمان چرخه در قسمت‌های چند طرفه یا کانتور اغلب 30 تا 50 درصد کاهش می‌یابد زیرا زمان راه‌اندازی و کاوش مجدد- از بین می‌رود. اول-بازده پاس افزایش می یابد زیرا قطعه به طور مکرر مختل نمی شود. در سطوح آزاد{7}}روی سطح صاف تر است زیرا ابزار می تواند به جای تکیه بر فرز نقطه ای زاویه تماس بهینه را حفظ کند.
اینها ادعاهای انتزاعی نیستند. مغازه‌هایی که قطعات ساختاری پیچیده را از-راه‌اندازی چند محوره به 5 محوره همزمان منتقل می‌کنند، به‌طور منظم پس از فراخوانی فرآیند، ضایعات کمتر و زمان‌های تحویل کوتاه‌تر را گزارش می‌دهند.
چگونه می توان یک سازنده ماشینکاری CNC آلومینیوم هوافضا واقعی را ارزیابی کرد
داشتن یک ماشین 5 محوره به طور خودکار به این معنی نیست که یک مغازه می تواند آلومینیوم هوافضا را به خوبی اداره کند. هنگامی که یک سازنده ماشین آلات CNC آلومینیوم Aerospace را ارزیابی می کنید، بروشور را بررسی کنید.
- مدل‌های خاص ماشین را بپرسید، سرعت اسپیندل (15000 دور در دقیقه و بالاتر برای آلومینیوم ترجیح داده می‌شود)، و اینکه آیا ماشین‌ها موقعیت یابی 5 محوره را به طور کامل همزمان انجام می‌دهند یا عمدتاً 3+2.
- اولین{0}}گزارش‌های بازرسی مقاله اخیر را در مورد قطعات نازک-دیواره یا چند وجهی{2}} آلومینیومی مشابه با شما درخواست کنید.
- گواهینامه AS9100 (یا معادل آن) و قابلیت ردیابی کامل مواد را تأیید کنید.
- نمونه‌برداری و فرآیند{0}}جریان اعتبارسنجی را مرور کنید: معمولاً به چه تعداد تکرار نیاز دارند، در اندازه‌گیری فرآیند از چه مواردی استفاده می‌کنند، و چگونه استرس پسماند را مدیریت می‌کنند.
یک تولید کننده توانمند ماشینکاری CNC آلومینیوم هوافضا به طور خاص در مورد استراتژی نصب، فلسفه مسیر ابزار و کنترل تغییر شکل صحبت خواهد کرد. پاسخ های مبهم یا تکیه بر "ما ماشین های 5 محوره داریم" معمولاً پرچم قرمز هستند.
نمونه پروژه Sunhingstones
یک جزء ساختاری در ابتدا به عنوان چندین قطعه ماشینکاری شده جداگانه طراحی شده بود که بعداً جوش داده شدند. اعوجاج در اتصالات جوش نیاز به تصحیح جوش{1} گسترده داشت و کل برنامه را کند کرد. مشتری طرح را به یک راه حل تک تکه-تولید شده با ماشینکاری آلومینیومی 5 محوره تبدیل کرد.
با برش دنده های یکپارچه، دیواره های نازک و رابط های پیچیده در یک تنظیم اولیه، تامین کننده جوشکاری را به طور کامل حذف کرد. سازگاری ابعادی در سطوح جفت گیری حیاتی به اندازه کافی بهبود یافت که زمان تناسب مونتاژ پایین دست- نیز کاهش یافت.
|
40%
زمان تحویل کوتاه تر
|
95%+
اولین-بازده پاس (از اواسط 70%)
|
0
جوش مورد نیاز
|
زمینه صنعت
هوافضا برای بهره وری ساختاری بالاتر و تعداد قطعات کمتر تلاش می کند. اکنون انتظار می‌رود که طرح‌های دیوار نازک{1} یکپارچه که زمانی به چندین عملیات نیاز داشتند، دستگاه را برای مونتاژ آماده کنند. در همان زمان، الزامات صدور گواهینامه و قابلیت ردیابی همچنان سخت تر می شود. مغازه‌هایی که واقعاً به ماشینکاری آلومینیوم 5-Axis Aerospace و ماشینکاری آلومینیوم دیوار نازک تسلط دارند، موقعیت بهتری برای برآورده کردن نیازهای فنی و انطباق دارند.
سوالات متداول
چه زمانی یک قطعه واقعاً به جای 3+2 یا 3 محور چند راه اندازی به 5-محور همزمان نیاز دارد؟
اگر هندسه شامل برش‌های زیرین، سطوح منحنی پیوسته، یا روابط موقعیت درست محکم در چندین وجه زاویه‌دار باشد، محور 5-همزمان معمولاً مسیر تمیزتر و دقیق‌تری است. برای کار ساده‌تر منشوری چند وجهی، 3+2 ممکن است کافی باشد.
چگونه یک خریدار می‌تواند به سرعت قضاوت کند که آیا یک سازنده ماشینکاری CNC آلومینیوم هوافضا واقعاً کار دیوار نازک-را درک می‌کند؟
نمونه‌های ملموسی از ضخامت‌های دیواری که به طور منظم نگه می‌دارند، روش‌های نصب دقیقی که استفاده می‌کنند و داده‌های اخیر CMM که تغییرات ضخامت و صافی دیوار{0}}را پس از رها شدن قطعه نشان می‌دهد، بخواهید. مغازه های باتجربه با جزئیات پاسخ می دهند. همچنین بررسی کنید که آیا آنها در مورد مدیریت استرس باقیمانده بدون درخواست صحبت می کنند یا خیر.
رایج ترین دلیلی که قطعات آلومینیومی پیچیده هوافضا هنوز در تولید شکست می خورند چیست؟
کنترل ناقص تنش پسماند و نیروهای برش در مقاطع نازک. حتی با تجهیزات خوب، اگر فرآیند حذف مواد را متعادل نکند و دیوارها را به درستی پشتیبانی نکند، پس از خروج قطعه از فیکسچر، تغییر شکل ظاهر می‌شود.
