Ανταλλακτικά αεροδιαστημικής κατεργασίας CNC: Αποφάσεις υλικού, παράμετροι διαδικασίας και παγίδες DFM που προσθέτουν κόστος πριν από την πτώση του πρώτου τσιπ

Ανταλλακτικά αεροδιαστημικής κατεργασίας CNC: Αποφάσεις υλικού, παράμετροι διαδικασίας και παγίδες DFM που προσθέτουν κόστος πριν από την πτώση του πρώτου τσιπ

Ο δομικός σας βραχίονας είναι Ti-6Al-4V, πάχος τοιχώματος 1,2 mm στο λεπτότερο τμήμα, δύο οπές σύνθετης γωνίας που πρέπει να είναι ομόκεντρες στο ±0,01 mm. Το χρονοδιάγραμμα του προγράμματος είναι 6 εβδομάδες από την κυκλοφορία του σχεδίου έως το πρώτο άρθρο. Η αναθεώρησή σας στο DFM μόλις επέστρεψε με τρεις σημαίες - και καμία από αυτές δεν αφορά τις τρύπες.

Αφορούν την πρόσβαση στη στερέωση, την αλληλουχία ανακούφισης από το στρες και την εσωτερική γωνιακή ακτίνα 0,3 mm σε μια τσέπη 14 mm-που αναγκάζει την αλλαγή εργαλείου σε ένα πρόγραμμα 0,6 mm στο μεσαίο τμήμα-. Κάθε σημαία προσθέτει χρόνο. Δύο από αυτά προσθέτουν κόστος που δεν μπορείτε να ανακτήσετε χωρίς αλλαγή σχεδίου. Αυτό είναι τιCNC μηχανική αεροδιαστημικήΗ εργασία μοιάζει πραγματικά με το στάδιο του DFM - όχι ερωτήσεις ικανότητας, αλλά αποφάσεις γεωμετρίας και αλληλουχίας που ελήφθησαν κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού και τώρα ανήκουν στον μηχανικό για να λύσει.

Γιατί η Αεροδιαστημική Μηχανική CNC ξεκινά με επιλογή υλικού, όχι με επιλογή μηχανής

Η επιλογή του μηχανήματος προκύπτει από το υλικό και το σύνολο χαρακτηριστικών. Τι οδηγεί το σχέδιο διαδικασίαςαεροδιαστημική μηχανική κατεργασία cncΗ εργασία είναι η συμπεριφορά του υλικού σε συνθήκες κοπής και εάν η γεωμετρία του σχεδιασμού δημιουργεί συγκρούσεις μεταξύ του τι χρειάζεται το υλικό και του τι απαιτεί το σύνολο χαρακτηριστικών.

Τρία υλικά κυριαρχούν στα δομικά και μηχανικά εξαρτήματα της αεροδιαστημικής: αλουμίνιο 7075-T651 για βάρος-κρίσιμες δομές, Ti-6Al-4V για εφαρμογές που φέρουν φορτίο-και σε υψηλή θερμοκρασία, και Inconel 718 για περιβάλλοντα με υψηλό λίπος και καυτό κύκλο. Το καθένα έχει μια ξεχωριστή λογική διαδικασίας.

7075-T651Μηχανές γρήγορα, κρατά σφιχτές ανοχές και κοστίζει σχετικά λίγο η κοπή. Η ονομασία -T651 έχει σημασία: η προ-ανάπτυξη σημαίνει χαμηλότερη υπολειμματική τάση στο κοντάκι, η οποία μεταφράζεται σε μικρότερη κίνηση διαστάσεων μετά από έντονη τραχύτητα. Αντιθέτως, ορίστε το T6 και ενδέχεται να έχετε την ίδια αντοχή στο χαρτί, αλλά πολύ περισσότερο ελατηριωτό-πίσω σε λεπτό-χαρακτηριστικά τοίχων - σχετικά μεcnc μηχανική κατεργασία αεροδιαστημικής από αλουμίνιο λεπτό τοίχωμαδομές όπως τσέπες πλευρών και ιστοί ράβδου όπου το πάχος του τοιχώματος μπορεί να πέσει κάτω από 0,8 mm.

Ti-6Al-4Vείναι πουεξαρτήματα τιτανίου κατεργασίας αεροδιαστημικής cncτα προγράμματα χάνουν συνήθως χρόνο. Η θερμική αγωγιμότητα του υλικού είναι περίπου το ένα-δέκατο αυτής του αλουμινίου. Η θερμότητα δεν εκκενώνεται με το τσιπ - συγκεντρώνεται στην αιχμή, επιταχύνει τη φθορά του εργαλείου και, εάν η διαδικασία δεν ελέγχεται, δημιουργεί μια επιφάνεια εργασίας{4}}σκληρότερη που κάνει κάθε επόμενο πέρασμα πιο δύσκολο από το προηγούμενο. Οι παράμετροι διαδικασίας δεν είναι προτάσεις. Είναι το παράθυρο μεταξύ της αποδεκτής διάρκειας ζωής του εργαλείου και της αστοχίας του εργαλείου κάθε 3-4 λεπτά.

Inconel 718είναι μια ξεχωριστή συζήτηση. Εάν το σχέδιό σας απαιτεί Inconel, η εκτίμηση χρόνου μηχανής για ένα ισοδύναμο εξάρτημα αλουμινίου πρέπει να πολλαπλασιαστεί επί τουλάχιστον 8 φορές προτού εγγραφείτε στον προϋπολογισμό του προγράμματος.

Τιτάνιο: Όπου η μηχανική επεξεργασία CNC της αεροδιαστημικής κοστίζει γρήγορα

Γιαεξαρτήματα τιτανίου κατεργασίας αεροδιαστημικής cnc, οι παράμετροι διαδικασίας είναι πιο αυστηρές από ό,τι δημοσιεύουν τα περισσότερα καταστήματα. Οι παρακάτω αριθμοί αντικατοπτρίζουν αυτό που τρέχουμε στο Ti-6Al-4V στην παραγωγή - όχι τις συντηρητικές τιμές από έναν κατάλογο εργαλείων και όχι τις επιθετικές τιμές που φαίνονται καλές σε μια εκτίμηση του χρόνου κύκλου, αλλά καταστρέφουν το εργαλείο κάθε άλλο εξάρτημα.

Η στρατηγική του ψυκτικού υγρού είναι το πιο συχνά κάτω από-καθορισμένο στοιχείο σε ένα σχέδιο διεργασίας τιτανίου. Το ψυκτικό υγρό πλημμύρας που στοχεύει στο εξάρτημα δεν ψύχει τη ζώνη κοπής σε τιτάνιο - ψύχει την επιφάνεια του εξαρτήματος, η οποία δεν είναι εκεί που βρίσκεται η θερμότητα. Μέσω της-ατράκτου υψηλής Στις βαθιές τσέπες και τις οπές, προσθέστε εκτόξευση αέρα για να βοηθήσετε την εκκένωση του τσιπ. Η εκ νέου-κοπή τσιπς σε τιτάνιο προκαλεί τοπική σκλήρυνση της εργασίας που μπορεί να προκαλέσει-χαρακτηριστικά ανοχής ακόμη και όταν η διαδρομή εργαλείου είναι σωστή.

Μια λεπτομέρεια αλληλουχίας που έχει σημασία σε δομικά μέρη τιτανίου με πολλαπλά χαρακτηριστικά: τραχύ ολόκληρο το τμήμα πριν περάσει οποιοδήποτε φινίρισμα. Η πίεση του τιτανίου-χαλαρώνει πιο αργά από το αλουμίνιο, αλλά κινείται. Ένα εξάρτημα που χονδρίζεται σε απόθεμα +0.3mm και στη συνέχεια αφήνεται όλη τη νύχτα πριν από το φινίρισμα θα σας δώσει μια πιο σταθερή επιφάνεια αναφοράς από μια ακατέργαστη και αμέσως τελειωμένη στην ίδια διάταξη. Αυτό είναι ιδιαίτερα σχετικό μεCNC μηχανική αεροδιαστημικήβραχίονες και περιβλήματα όπου κατασκευάζονται πολλαπλά δεδομένα στη σειρά - η σχέση διαστάσεων μεταξύ τους εξαρτάται από το πόση πίεση απελευθερώθηκε μεταξύ των λειτουργιών.

Λεπτές{0}}Δομές τοίχων από αλουμίνιο: Η στερέωση είναι η διαδικασία

Λεπτό τοίχωμα από αλουμίνιο αεροδιαστημικής κατεργασίας Cncεξαρτήματα - ραβδώσεις-δομές τσέπης, ηλεκτρονικά περιβλήματα, ιστοί βραχίονα - αποτυγχάνουν στη στερέωση πριν αποτύχουν στην κοπή. Ένας τοίχος 0,8 mm σε ένα τμήμα αλουμινίου 120 mm που συσφίγγεται με 15 N·m ροπής σε δύο σημεία θα εκτραπεί 0,04–0,09 mm μόνο κάτω από το φορτίο σύσφιξης, πριν ξεκινήσει ο άξονας. Αυτή η εκτροπή δεν είναι ορατή. το μέρος φαίνεται επίπεδο στη μέγγενη. Είναι μετρήσιμο μόνο όταν αφήσετε τον σφιγκτήρα και το εξάρτημα αναπηδήσει πίσω.

Η λύση είναι να μην σφίξετε τον αναπτήρα - που εισάγει φλυαρία. Η επιδιόρθωση είναι να στηρίξετε το εξάρτημα σε περισσότερα σημεία με χαμηλότερη ατομική δύναμη σύσφιξης ή να χρησιμοποιήσετε στερέωση κενού στην πρώτη επιφάνεια αναφοράς πριν επεξεργαστείτε τα χαρακτηριστικά που δημιουργούν το λεπτό τοίχωμα. Η σειρά έχει σημασία: κατεργαστείτε πρώτα τις όψεις αναφοράς και τις οπές αναφοράς, με το εξάρτημα σε πλήρη απόθεμα, και μετά οι προοδευτικές λειτουργίες τσέπης που λειτουργούν από το παχύτερο τμήμα που απομένει προς το λεπτότερο.

Γιααεροδιαστημική μηχανική κατεργασία cncεξαρτήματα αλουμινίου όπου η επιπεδότητα μετά τη μηχανική κατεργασία είναι κρίσιμη έξοδος - δομές οπτικής τοποθέτησης, επιφάνειες στεγανοποίησης, βάσεις ακριβείας - κατασκευάζουμε σε λειτουργία δύο- σταδίων: τραχιά έως +0.4mm, ανακούφιση από την πίεση στους 150–180 βαθμούς για 2–4 μοίρες, στη συνέχεια 60 μοίρες για 2–4 μοίρες (μετά 60 μοίρες για 2–4 ώρες, 30 μοίρες για 670 μοίρες για 2–4 ώρες. Ο θερμικός κύκλος είναι αρκετά σύντομος ώστε να χωράει σε μια τυπική ημέρα παραγωγής και φέρνει σταθερά τελική επιπεδότητα εντός 0,01 mm σε επιφάνειες έως και 200 ​​mm άνοιγμα. Χωρίς αυτό, σε ένα εξάρτημα με σύνθετη γεωμετρία τσέπης, η επιπεδότητα μπορεί να ποικίλλει 0,03–0,08 mm ανάλογα με την αρχική κατάσταση τάσης του κοντάκι.

Inconel και κράματα υψηλής{0} θερμοκρασίας: Λογική διαδικασίας

Αν σαςμηχανική κατεργασία cnc αεροδιαστημικήςΤο πρόγραμμα περιλαμβάνει Inconel 718 ή παρόμοια υπερκράματα νικελίου, η αναθεώρηση DFM εξυπηρετεί διαφορετική λειτουργία από ό,τι για το αλουμίνιο ή το τιτάνιο. Με το αλουμίνιο, το DFM αφορά τη βελτιστοποίηση της γεωμετρίας. Με το Inconel, το DFM έχει να κάνει με το να αποφασίζει ποιες λειτουργίες μπορούν ρεαλιστικά να επεξεργαστούν καθόλου και ποιες θα πρέπει να μετακινηθούν σε EDM ή λείανση.

Το Inconel 718 σε πλήρη σκληρότητα (39–46 HRC μετά τη γήρανση) δεν είναι υλικό άλεσης με τη συμβατική έννοια για λεπτά χαρακτηριστικά. Εσωτερικές ακτίνες κάτω από 1,5 mm σε βαθιές τσέπες, σπειρώματα σε-τρύπες βαθύτερες από 1,5× διάμετρο και οπές με απαιτήσεις Ra κάτω από 0,8 μm χωρίς λείανση - όλες αυτές οι κλιμακώσεις της διαδικασίας ενεργοποίησης που πρέπει να εντοπιστούν πριν από την αναφορά του προγράμματος και όχι μετά τις πρώτες διακοπές του εργαλείου.

Για εξαρτήματα θερμών-τμημάτων όπου απαιτείται Inconel, το σχέδιο διαδικασίας περιλαμβάνει σχεδόν πάντα κεραμικά εργαλεία για τραχύτητα, CBN για οπές φινιρίσματος και σύρμα EDM για οποιοδήποτε χαρακτηριστικό όπου απαιτείται λειτουργικά μια αιχμηρή εσωτερική γωνία. Η ενσωμάτωση αυτών των λειτουργιών στο πρόγραμμα από την αρχή παράγει ένα προβλέψιμο κόστος. Η ανακάλυψή τους μετά την έκδοση μιας τυπικής προσφοράς{3}}εργαλείων προκαλεί καθυστέρηση προγράμματος.

Τεκμηρίωση και Ιχνηλασιμότητα για Εφοδιαστικές Αλυσίδες Αεροδιαστημικής

Aerospace cnc machining as9100 τεκμηρίωσηΟι απαιτήσεις είναι εκεί όπου οι αξιώσεις ικανότητας προμηθευτή ανταποκρίνονται στην πραγματική παράδοση. Το AS9100D απαιτεί ιχνηλασιμότητα προϊόντος και διαδικασίας, έλεγχο διαμόρφωσης και επιθεώρηση πρώτου αντικειμένου στο AS9102 για νέες ή αλλαγμένες διαμορφώσεις εξαρτημάτων. Τι σημαίνει αυτό λειτουργικά: κάθε περίοδος παραγωγής χρειάζεται μια ανιχνεύσιμη σύνδεση από το πιστοποιητικό παραγωγής πρώτων υλών στον σειριακό αριθμό τελικού ανταλλακτικού και το αρχείο επιθεώρησης πρέπει να εμφανίζει τιμές μέτρησης και όχι σφραγίδες.

Το κενό μεταξύ ενός καταστήματος που έχει ISO 9001 και ενός καταστήματος που είναι πραγματικά ευθυγραμμισμένο με το AS9100D-εμφανίζεται στα αρχεία επιθεώρησης-διαδικασίας και στο σύστημα NCR. Το ISO 9001 απαιτεί σύστημα διαχείρισης ποιότητας. Το AS9100D απαιτεί να εφαρμόζεται το σύστημα στη διαμόρφωση του προϊόντος και να καταγράφει τον έλεγχο υποστήριξης και τη διερεύνηση ριζικών αιτιών. Εάν τα αρχεία ποιότητας ενός προμηθευτή δεν μπορούν να απαντήσουν "ποιο μηχάνημα έκοψε αυτό το χαρακτηριστικό, ποια ημερομηνία και ποια ήταν η μετρηθείσα τιμή κατά την επιθεώρηση" για έναν συγκεκριμένο σειριακό αριθμό, δεν είναι ικανός AS9100D-ανεξάρτητα από το πιστοποιητικό του.

Όπου ταιριάζει η ικανότητα διεργασίας του MID

Το γραφείο μας DFM ελέγχει καθημερινά τα αρχεία STEPCNC μηχανική αεροδιαστημικήπρογράμματα - δομικά μέρη τιτανίου, περιβλήματα αλουμινίου, εξαρτήματα Inconel και σύνθετα-εξαρτήματα διεπαφής που χρειάζονται μηχανικά χαρακτηριστικά σε ακριβή σημεία αναφοράς. Η αναθεώρηση επισημαίνει τις διενέξεις γεωμετρίας, τους κινδύνους στοίβας ανοχής-και την αλληλουχία των αποφάσεων πριν από την αναφορά του προγράμματος και όχι μετά την κατάργηση του πρώτου κομματιού.

CNC μηχανική κατεργασίαστο MID καλύπτει ταυτόχρονα 5-άξονες, ελβετική στροφή για λεπτούς άξονες και καρφίτσες ακριβείας, σύνθετο μύλος για εξαρτήματα που χρειάζονται περιστροφικές και πρισματικές λειτουργίες σε μία ρύθμιση και EDM σύρματος για σκληρυμένα χαρακτηριστικά και εσωτερικά προφίλ που δεν μπορούν να αλέσουν. Μαςμηχανική κατεργασία CNC αεροδιαστημικήςΗ εργασία εκτελείται σύμφωνα με το πρότυπο ISO 13485-διαχείριση ποιότητας με ψηφιακή ιχνηλασιμότητα - πιστοποιητικό υλικού έως το αρχείο αποστολής - σε κάθε αριθμό ανταλλακτικού.

Για τα πρώτα άρθρα σχετικά με νέα προγράμματα, παρέχουμε μια πλήρη μορφή FAIR σε AS9102, αναφορές CMM με μετρημένες τιμές για όλες τις κρίσιμες διαστάσεις και ένα πακέτο ιχνηλασιμότητας υλικού. Εάν ο πελάτης ή το πρόγραμμά σας απαιτεί τεκμηρίωση PPAP ή ISIR, το ενσωματώνουμε στο σχέδιο προγράμματος κατά την προσφορά.

Στείλτε το αρχείο STEP σας σε εμάςομάδα μηχανικής διαδικασίαςγια γραπτή κριτική DFM - επιστράφηκε εντός 24 ωρών, δεν απαιτείται καμία δέσμευση. Εάν είστε νωρίτερα στο πρόγραμμα και πρέπει να μιλήσετε για έναν προϋπολογισμό ανοχής ή αντικατάσταση υλικού σε μια κρίσιμη δομή-βαρών, η ίδια ομάδα το χειρίζεται. Ξεκινήστε στο bishenprecision.com.

FAQ

Ποια εσωτερική γωνιακή ακτίνα πρέπει να καθορίσω στις βαθιές τσέπες στο Ti-6Al-4V για να αποφύγω το σπάσιμο του εργαλείου και τις καθυστερήσεις του προγράμματος;

Για βάθος τσέπης D, η ελάχιστη πρακτική εσωτερική ακτίνα γωνίας είναι D/4 -, αλλά ειδικά για το τιτάνιο, πηγαίνετε στο D/3 όπου το επιτρέπει ο σχεδιασμός. Οι δυνάμεις κοπής του τιτανίου είναι σημαντικά υψηλότερες από το αλουμίνιο, πράγμα που σημαίνει ότι ένας μύλος μικρής-διαμέτρου που λειτουργεί σε στενή ακτίνα είναι υπό μεγαλύτερο φορτίο ανά μονάδα διατομής-. Μια τσέπη 12 mm- σε Ti-6Al-4V με γωνία R2 απαιτεί τελικό μύλο 4 mm που λειτουργεί με μειωμένες ταχύτητες και τροφοδοσία. Ο καθορισμός του R4 στην ίδια τσέπη σάς επιτρέπει να χρησιμοποιείτε ένα μεγαλύτερο, πιο άκαμπτο εργαλείο σε παραγωγικές παραμέτρους. Εάν η γεωμετρία γωνίας δεν έχει λειτουργικό περιορισμό, η αλλαγή ακτίνας δεν κοστίζει τίποτα στο σχέδιο και εξοικονομεί 20–35% του χρόνου κύκλου σε αυτό το χαρακτηριστικό.

Μπορείτε να διατηρήσετε ±0,005 mm ομοκεντρότητα σε μια οπή τιτανίου σε σχέση με ένα σημείο αναφοράς OD χωρίς λείανση;

Σε διάμετρο οπής άνω των 8 mm, ναι - με αποκλειστική διέλευση γεώτρησης φινιρίσματος σε άκαμπτο άξονα, μέσω-ψυκτικού μέσου άξονα και αλλαγή εργαλείου σε νέο ένθετο πριν από τον κύκλο φινιρίσματος. Ο περιορισμός δεν είναι το μηχάνημα. είναι θερμική σταθερότητα. Η χαμηλή αγωγιμότητα του τιτανίου σημαίνει ότι η θερμοκρασία του εξαρτήματος στο τέλος της αδροποίησης είναι μετρήσιμα υψηλότερη από ό,τι στην αρχή. Αφήνουμε το εξάρτημα να σταθεροποιηθεί σε 2 βαθμούς περιβάλλοντος πριν πάρουμε το πέρασμα οπής τελικής οπής. Χωρίς αυτή τη σταθεροποίηση, η διάμετρος της οπής μπορεί να είναι 0,003–0,008 mm μεγαλύτερη αμέσως μετά την κοπή από ό,τι θα είναι στη μέτρηση θερμοκρασίας δωματίου. Για οπές με διάμετρο κάτω των 6 mm ή απαιτήσεις ομοκεντρικότητας μικρότερες από ± 0,003 mm, η λείανση είναι η αξιόπιστη διαδρομή.

Πώς αλλάζει η απαίτηση τεκμηρίωσης του AS9100D μεταξύ ενός πρωτοτύπου και μιας παραγγελίας παραγωγής;

Σε ένα πρωτότυπο, η ελάχιστη χρήσιμη τεκμηρίωση είναι μια αναφορά διαστάσεων με πραγματικές μετρημένες τιμές και ένα πιστοποιητικό υλικού. Αυτό είναι αρκετό για να επικυρώσει το σχέδιο. Σε μια παραγγελία παραγωγής - ή σε οποιοδήποτε εξάρτημα που πηγαίνει σε ένα συγκρότημα πιστοποιημένου τύπου -, χρειάζεστε μια πλήρη αναφορά πρώτου ελέγχου του άρθρου στο AS9102 σχετικά με την πρώτη διαμόρφωση παραγωγής, σε-εγγραφές διεργασίας ανιχνεύσιμες σε σειριακό αριθμό και CoC σε κάθε αποστολή. Το έναυσμα για ένα νέο FAIR είναι μια αναθεώρηση σχεδίου, μια αλλαγή διαδικασίας ή μια αλλαγή προμηθευτή - όχι απλώς μια νέα παραγγελία. Εάν το πρόγραμμά σας αλλάξει κάποιο από αυτά τα τρία πράγματα μεταξύ πρωτοτύπου και παραγωγής, προϋπολογισμός για έναν νέο κύκλο πρώτου άρθρου.

Πότε ένα αεροδιαστημικό τμήμα αλουμινίου λεπτού τοιχώματος-χρειάζεται στερέωση υπό κενό σε σχέση με την τυπική σύσφιξη μέγγενης;

Όταν το πάχος του τοιχώματος πέσει κάτω από 1,5 mm σε μη υποστηριζόμενο άνοιγμα μεγαλύτερο από 60 mm, η τυπική σύσφιξη μέγγενης εισάγει αρκετή απόκλιση ώστε να επηρεάσει την απόδοση διαστάσεων - ιδιαίτερα την επιπεδότητα και τον παραλληλισμό. Η πρακτική δοκιμή: υπολογίστε την απόκλιση σύσφιξης στο λεπτότερο τμήμα χρησιμοποιώντας ένα απλό μοντέλο δοκού (δ=FL³/3EI για τοίχο με πρόβολο). Εάν το αποτέλεσμα υπερβαίνει το 30% της ανοχής επιπεδότητας, η στρατηγική σύσφιξης είναι ο κύριος κίνδυνος διαδικασίας και όχι η διαδρομή του εργαλείου. Η στερέωση κενού κατανέμει τη δύναμη συγκράτησης σε ολόκληρη την επιφάνεια αναφοράς και εξαλείφει την τοπική παραμόρφωση. Προσθέτει χρόνο εγκατάστασης, αλλά εξαλείφει την επιπεδότητα που δημιουργεί η τυπική σύσφιξη σε εξαρτήματα αυτής της κατηγορίας γεωμετρίας.