CNC İşleme Havacılık ve Uzay Parçaları: Malzeme Kararları, Proses Parametreleri ve İlk Talaş Düşmeden Önce Maliyet Ekleyen DFM Tuzakları

CNC İşleme Havacılık ve Uzay Parçaları: Malzeme Kararları, Proses Parametreleri ve İlk Talaş Düşmeden Önce Maliyet Ekleyen DFM Tuzakları

Yapısal desteğiniz Ti-6Al-4V'dir, en ince bölümde duvar kalınlığı 1,2 mm'dir, ±0,01 mm'ye eşmerkezli olması gereken iki bileşik açılı delik vardır. Program zaman çizelgesi çizimin yayınlanmasından ilk makaleye kadar 6 haftadır. DFM incelemeniz az önce üç işaretle geri geldi ve bunların hiçbiri sıkıcı şeylerle ilgili değil.

Bunlar, fikstür erişimi, gerilim giderme sıralaması ve 0,6 mm'lik bir parmak freze orta-programına takım değişimini zorlayan 14 mm-derinlikteki bir cep üzerinde 0,3 mm'lik bir iç köşe yarıçapı ile ilgilidir. Her bayrak süre ekler. Bunlardan ikisi, çizim değişikliği olmadan telafi edemeyeceğiniz maliyet ekler. Bu neCNC işleme havacılıkiş aslında DFM aşamasındaki gibi görünüyor - yetenek sorularına değil, tasarım sırasında verilen ve artık çözülmesi makiniste ait olan geometri ve sıralama kararlarına benziyor.

Havacılık ve Uzay CNC İşleme Neden Makine Seçimiyle Değil, Malzeme Seçimiyle Başlar?

Makine seçimi malzemeye ve özellik setine göre yapılır. Süreç planını yönlendiren şeycnc işleme havacılıkiş, malzemenin kesme koşulları altındaki davranışıdır ve tasarım geometrisinin, malzemenin ihtiyaç duyduğu şeyler ile özellik kümesinin talep ettiği şeyler arasında çelişki yaratıp yaratmadığıdır.

Havacılık alanındaki yapısal ve mekanik bileşenlerde üç malzeme hakimdir: ağırlık-kritik yapılar için 7075-T651 alüminyum, yük-taşıma ve yüksek sıcaklık uygulamaları için Ti-6Al-4V ve sıcak bölüm ve yüksek çevrimli yorulma ortamları için Inconel 718. Her birinin ayrı bir süreç mantığı vardır.

7075-T651makineler hızlıdır, sıkı toleranslara sahiptir ve kesme maliyeti nispeten düşüktür. -T651 tanımı önemlidir: önceden{-gerilmiş durum, stokta daha düşük artık gerilim anlamına gelir, bu da ağır kaba işlemeden sonra daha az boyutsal hareket anlamına gelir. Bunun yerine T6'yı belirtirseniz, kağıt üzerinde aynı gücü elde edebilirsiniz, ancak önemli ölçüde daha fazla -ince duvar üzerinde-esneme özellikleri - elde edebilirsiniz.cnc işleme havacılık alüminyum ince duvaret kalınlığının 0,8 mm'nin altına düşebileceği kaburga cepleri ve direk ağları gibi yapılar.

Ti-6Al-4Vneredehavacılık cnc işleme titanyum parçalarıprogramlar rutin olarak zaman kaybeder. Malzemenin termal iletkenliği alüminyumun kabaca-onda biri kadardır. Isı, talaş - ile tahliye edilmez, kesici kenarda yoğunlaşır, takımın aşınmasını hızlandırır ve süreç kontrol edilmezse, sonraki her geçişi bir öncekinden daha zor hale getiren iş-sertleştirilmiş bir yüzey üretir. Süreç parametreleri öneri değildir; bunlar, kabul edilebilir takım ömrü ile her 3-4 dakikada bir takım arızalanması arasındaki penceredir.

İnkonel 718ayrı bir konuşmadır. Çiziminiz Inconel'i gerektiriyorsa, programa bütçe ayırmadan önce eşdeğer bir alüminyum parça için makine süresi tahmininin en az 8 kat çarpılması gerekir.

Titanyum: Havacılık ve Uzay CNC İşlemenin Hızla Pahalı Olduğu Yer

İçinhavacılık cnc işleme titanyum parçaları, süreç parametreleri çoğu mağazanın yayınladığından daha sıkıdır. Aşağıdaki sayılar, üretimde Ti-6Al-4V üzerinde çalıştırdığımız değerleri yansıtmaktadır; bir takım işleme kataloğundaki muhafazakar değerleri değil, çevrim süresi tahmininde iyi görünen ancak diğer tüm parçaların takımlarını tahrip eden agresif değerleri değil.

Soğutma sıvısı stratejisi, titanyum süreç planında-en sık belirtilen öğedir. Parça gövdesine yönelik soğutucu akışkan titanyum üzerindeki kesme bölgesini soğutmaz - ısının olmadığı parça yüzeyini soğutur. Takım-iş parçası arayüzüne yönlendirilen-iş mili yüksek-basınçlı kesme sıvısı doğru kurulumdur. Derin ceplerde ve deliklerde talaş tahliyesine yardımcı olmak için hava üfleme ekleyin; Titanyum üzerindeki talaşların-yeniden kesilmesi, takım yolu doğru olsa bile tolerans dışı-özellikler üretebilecek lokalize iş sertleşmesine neden olur.

Birden fazla özelliğe sahip titanyum yapısal parçalarda önemli olan bir sıralama detayı: herhangi bir son işlem geçişinden önce tüm parçanın pürüzlendirilmesi. Titanyum stresi-alüminyumdan daha yavaş gevşer, ancak hareket eder. +0.3mm malzemeye kadar pürüzlendirilen ve daha sonra bitirmeden önce gece boyunca bırakılan bir parça, aynı kurulumda kabalaştırılan ve hemen bitirilen bir parçaya göre size daha stabil bir referans yüzeyi sağlayacaktır. Bu özellikle aşağıdakilerle ilgilidir:CNC işleme havacılıkbirden fazla verinin - sırayla işlendiği braketler ve yuvalar, aralarındaki boyutsal ilişki, işlemler arasında ne kadar gerilimin serbest bırakıldığına bağlıdır.

Alüminyum İnce-Duvar Yapıları: Fikstürleme Bir Süreçtir

CNC işleme havacılık alüminyum ince duvarparçalar - nervür-cep yapıları, elektronik muhafazalar, braket ağları - kesmede başarısız olmadan önce fikstürlemede başarısız olur. İki noktada 15 N·m torkla kenetlenen 120 mm'lik alüminyum parça üzerindeki 0,8 mm'lik duvar, iş mili başlamadan önce yalnızca kenetleme yükü altında 0,04–0,09 mm sapacaktır. Bu sapma görülemiyor; parça mengenede düz görünüyor. Bu yalnızca kelepçeyi serbest bıraktığınızda ve parça geri yaylandığında ölçülebilir.

Çözüm, gevezelik yaratan çakmağı - sıkıştırmak değildir. Düzeltme, parçayı daha düşük bireysel sıkma kuvvetiyle daha fazla noktada desteklemek veya ince duvarı oluşturan özellikleri işlemeden önce ilk referans yüzünde vakumlu fikstür kullanmaktır. Sıra önemlidir: ilk önce referans yüzlerini ve referans deliklerini, parça stokta olacak şekilde işleyin, ardından kalan en kalın bölümden en ince bölüme doğru ilerleyen cep operasyonları yapın.

İçincnc işleme havacılıkİşleme sonrasında düzlüğün kritik bir çıktı olduğu alüminyum parçalar - optik montaj yapıları, sızdırmazlık yüzeyleri, hassas tabanlar - iki-aşamalı bir işlemle oluştururuz: kabadan +0.4 mm'ye kadar, 2–4 saat boyunca 150–180 derecede gerilim giderme (7075 için; 6061 için 130 derece), ardından bitirin. Termal döngü, standart bir üretim gününe sığacak kadar kısadır ve 200 mm'ye kadar yüzeylerde sürekli olarak 0,01 mm'lik nihai düzlük sağlar. Bu olmadan, karmaşık cep geometrisine sahip bir parçada, düzlük, stoğun orijinal gerilim durumuna bağlı olarak 0,03-0,08 mm arasında değişebilir.

Inconel ve Yüksek-Sıcaklık Alaşımları: İşlem Mantığı

Eğer seninhavacılık cnc işlemeprogramı Inconel 718 veya benzeri nikel süper alaşımlarını içerdiğinden, DFM incelemesi alüminyum veya titanyum için olduğundan farklı bir işlev görür. Alüminyumda DFM geometri optimizasyonuyla ilgilidir. Inconel ile DFM, hangi özelliklerin gerçekçi bir şekilde işlenebileceğine ve hangilerinin EDM'ye veya taşlamaya taşınması gerektiğine karar vermekle ilgilidir.

Tam sertlikteki Inconel 718 (yaşlandırma sonrası 39-46 HRC), ince özellikler açısından geleneksel anlamda bir frezeleme malzemesi değildir. Derin ceplerde 1,5 mm'nin altındaki iç yarıçaplar, çapı 1,5×'den daha derin -deliklerdeki dişler ve taşlama olmadan Ra gereksinimleri 0,8μm'nin altında olan delikler - tüm bu süreç artışlarını, ilk takım kırılmasından sonra değil, program teklif edilmeden önce tanımlanması gereken tetikler.

Inconel'in gerekli olduğu sıcak-kesitli bileşenler için süreç planı neredeyse her zaman kaba işleme için seramik işlemeyi, ince işleme delikleri için CBN'yi ve işlevsel olarak keskin bir iç köşenin gerekli olduğu herhangi bir özellik için tel Erozyon'u içerir. Bu işlemleri başlangıçtan itibaren programa dahil etmek öngörülebilir bir maliyet üretir. Standart bir-takım teklifi verildikten sonra bunların keşfedilmesi programda gecikmeye neden olur.

Havacılık ve Uzay Tedarik Zincirleri için Dokümantasyon ve İzlenebilirlik

Havacılık ve uzay cnc işleme as9100 belgelerigereksinimler, tedarikçi yeterlilik iddialarının fiili teslimatı karşıladığı yerdir. AS9100D, yeni veya değiştirilmiş parça konfigürasyonları için AS9102'ye göre ürün ve proses izlenebilirliği, konfigürasyon kontrolü ve ilk ürün incelemesini gerektirir. Bunun operasyonel açıdan anlamı: Her üretim sürecinde, hammadde değirmeni sertifikasından bitmiş parça seri numarasına kadar izlenebilir bir bağlantıya ihtiyaç duyulur ve denetim kaydının damgalar değil, ölçülen değerleri göstermesi gerekir.

ISO 9001'e sahip bir mağaza ile gerçekten AS9100D- uyumlu bir mağaza arasındaki fark, süreç içi inceleme kayıtlarında ve NCR sisteminde-gösterilir. ISO 9001 bir kalite yönetim sistemi gerektirir; AS9100D, sistemin ürün yapılandırmasına uygulanmasını ve kayıtların denetimi ve temel neden araştırmasını desteklemesini gerektirir. Bir tedarikçinin kalite kayıtları belirli bir seri numarası için "bu özelliği hangi makinenin, hangi tarihte kestiğini ve incelemede ölçülen değerin ne olduğunu" yanıtlayamıyorsa, sertifikasına bakılmaksızın AS9100D-yeteneğine sahip değildir.

MID'in Süreç Yeteneğinin Uygun Olduğu Yer

DFM masamız STEP dosyalarını her gün incelerCNC işleme havacılıkhassas verilerde işlenmiş özelliklere ihtiyaç duyan - titanyum yapısal parçalar, alüminyum muhafazalar, Inconel bağlantı parçaları ve kompozit-arayüz bileşenlerini programlar. İnceleme, geometri çakışmalarını, tolerans yığılma risklerini-ve sıralama kararlarını, ilk parça hurdaya çıkarıldıktan sonra değil, program alıntılanmadan önce işaretler.

CNC işlemeMID'de eş zamanlı 5-eksen, ince şaftlar ve hassas pimler için İsviçre tornalama, tek kurulumda hem dönme hem de prizmatik özellikler gerektiren parçalar için torna-freze bileşiği ve sertleştirilmiş özellikler ve frezelenemeyen iç profiller için tel EDM'yi kapsar. Bizimhavacılık CNC işlemeçalışma, her parça numarasında, malzeme sertifikasından nakliye kaydına kadar dijital izlenebilirlik - ile ISO 13485-uyumlu kalite yönetimi altında yürütülür.

Yeni programlarla ilgili ilk makaleler için, tam bir FAIR - AS9102 formatı, tüm kritik boyutlarda ölçülen değerleri içeren CMM raporları ve bir malzeme izlenebilirlik paketi sağlıyoruz. Müşteriniz veya programınız PPAP veya ISIR belgelerine ihtiyaç duyuyorsa, bunu teklif vererek program planına dahil ederiz.

STEP dosyanızı bize gönderinsüreç mühendisliği ekibi- yazılı bir DFM incelemesi için 24 saat içinde geri dönüldü; herhangi bir taahhüt gerekmiyor. Programın başlarındaysanız ve ağırlık-kritik bir yapı üzerinde tolerans bütçesi veya malzeme değişikliği hakkında konuşmanız gerekiyorsa, aynı ekip bunu halleder. Bishenprecision.com'dan başlayın.

SSS

Takımın kırılmasını ve program gecikmelerini önlemek için Ti-6Al-4V'deki derin ceplerde hangi iç köşe yarıçapını belirtmeliyim?

D cep derinliği için minimum pratik iç köşe yarıçapı D/4 -'dir ancak özellikle titanyumda tasarımın izin verdiği her yerde D/3'e gidin. Titanyumun kesme kuvvetleri alüminyumdan oldukça yüksektir; bu, dar bir yarıçapta çalışan küçük-çaplı bir parmak frezenin birim kesit başına-daha fazla yük altında olduğu anlamına gelir. R2 köşeli, 12 mm-derinliğe sahip, Ti-6Al-4V'den yapılmış bir cep, düşük hızlarda ve ilerlemelerde çalışan 4 mm'lik bir parmak freze gerektirir; R4'ün aynı cepte belirtilmesi, daha büyük, daha sağlam bir takımı verimli parametrelerle çalıştırmanıza olanak tanır. Köşe geometrisinin işlevsel bir kısıtlaması yoksa, yarıçap değişikliğinin çizimde hiçbir maliyeti yoktur ve bu özellikteki döngü süresinden %20-35 oranında tasarruf sağlar.

Titanyum delik üzerinde OD verisine göre ±0,005 mm eşmerkezliliği taşlama olmadan tutabilir misiniz?

8 mm'nin üzerindeki delik çapında, evet - sert bir fener mili üzerinde özel bir finiş delik işleme geçişi, -iş mili soğutma sıvısı ve finiş işleme döngüsünden önce yeni bir kesici uçla takım değişimi. Kısıtlama makine değildir; termal stabilitedir. Titanyumun düşük iletkenliği, kaba işlemenin sonunda parça sıcaklığının başlangıçtan ölçülebilir derecede daha yüksek olduğu anlamına gelir. Son işlem delik geçişini yapmadan önce parçanın ortam sıcaklığının 2 derecesine kadar stabilize olmasını sağlıyoruz. Bu stabilizasyon olmadan delik çapı, kesimden hemen sonra oda sıcaklığında yapılan ölçüme göre 0,003-0,008 mm daha büyük okunabilir. Çapı 6 mm'nin altında olan delikler veya ±0,003 mm'den daha sıkı eşmerkezlilik gereksinimleri için taşlama güvenilir yoldur.

AS9100D belgelendirme gereksinimi prototip ile üretim siparişi arasında nasıl değişir?

Bir prototipte asgari yararlı belge, gerçek ölçülen değerleri içeren boyutsal bir rapor ve bir malzeme sertifikasıdır. Bu tasarımı doğrulamak için yeterli. Bir üretim siparişinde - veya tür-sertifikalı montaja - giren herhangi bir parçada, ilk üretim yapılandırmasına ilişkin AS9102'ye tam bir ilk ürün inceleme raporuna, seri numarasına göre izlenebilen-süreç kayıtlarına ve her gönderide bir CoC'ye ihtiyacınız vardır. Yeni bir FUAR'ın tetikleyicisi yalnızca yeni bir sipariş değil, bir çizim revizyonu, bir süreç değişikliği veya bir tedarikçi değişikliğidir -. Programınız prototip ile üretim arasında bu üç şeyden herhangi birini değiştirirse, yeni bir ilk ürün döngüsü için bütçe ayırın.

İnce-duvarlı bir alüminyum havacılık parçası ne zaman standart mengene yerine vakumlu fikstürle bağlamaya ihtiyaç duyar?

60 mm'den uzun desteklenmeyen bir açıklıkta duvar kalınlığı 1,5 mm'nin altına düştüğünde, standart mengene kelepçesi, özellikle düzlük ve paralellik olmak üzere boyutsal çıktıyı - etkilemek için yeterli sapma sağlar. Pratik test: Basit bir kiriş modeli (dirsekli duvar için δ=FL³/3EI) kullanarak en ince kesitteki kenetleme sapmasını hesaplayın. Sonuç, düzlük toleransınızın %30'unu aşarsa ana süreç riskiniz takım yolu değil, bağlama stratejisidir. Vakumlu fikstürleme, tutma kuvvetini tüm referans yüzeyi boyunca dağıtır ve lokalize sapmayı ortadan kaldırır. Kurulum süresini uzatır ancak standart bağlamanın bu geometri sınıfındaki parçalar üzerinde ürettiği düzlük yeniden işlemesini ortadan kaldırır.