Kako 5-osni CNC stroji skrajšajo čas namestitve v proizvodnji letalskih komponent

Čas nastavitve v letalski in vesoljski proizvodnji se nanaša na skupno trajanje, ki je potrebno za vpenjanje obdelovanca, poravnavo referenčnih površin, vzpostavitev koordinatnih referenčnih sistemov in preverjanje dostopa do orodja pred začetkom rezanja. Za tipičen letalski aluminijast nosilec z merami 200 mm × 150 mm × 80 mm 3-osni stroj zahteva več operacij vpenjanja, ker strojna obdelava poteka samo vzdolž navpične usmerjenosti vretena.

Vsaka postavitev običajno vključuje:

Pri obdelavi dela, ki zahteva štiri{0}}stranski dostop, lahko namestitvene operacije porabijo 35–60 % celotnega proizvodnega časa. Obdelovalno vreteno (običajno 12.000–24.000 RPM vodno-ali zračno-hlajeni sistemi) med rekonfiguracijo vpenjala ostane nedejavno, kar zmanjša efektivno stopnjo izkoriščenosti vretena. 5-osni CNC stroj zmanjša ta cikel prostega teka z vzdrževanjem enotnega referenčnega sistema v vseh orientacijah obdelave.

Strukturni mehanizem, ki odpravlja operacije ponovnega-vpenjanja

5-osni CNC strojintegrira rotacijski osi A in C v delovno mizo ali glavo vretena. notri

Xinshan-vrste kompaktnih obdelovalnih arhitektur se os A- vrti med -30 stopinjami in +120 stopinjami, medtem ko se os C neprekinjeno vrti za 360 stopinj z uporabo reduktorja harmoničnega pogona.

Rotacijski sistem je sestavljen iz:

Med obdelavo krmilnik CNC sinhronizira linearne osi (hod X160 × Y200 × Z130 mm v kompaktnih sistemih) z rotacijskimi osmi. Namesto sprostitve mehanskih vpenjal sistem zavrti obdelovanec okoli njegove referenčne osi, medtem ko ohranja vpetje rezalnega orodja.

Ta neprekinjeni mehanizem popolnoma odpravi:

Obdelovalni proces postane sistem neprekinjenega gibanja, kjer transformacijo geometrije obravnava rotacijska interpolacija in ne fizično prestavljanje.

Optimizacija in stabilnost proizvodnje

Poenostavitev sistema vpenjal

Letalska in vesoljska proizvodnja tradicionalno uporablja modularna jeklena vpenjala z natančno-brušenimi zatiči (toleranca h6) in vpenjalnimi silami, ki presegajo 10 kN za dele iz titana. Ta vpenjala morajo podpirati več orientacij, kadar se uporabljajo na 3-osnih strojih. V 5-osnih sistemih se arhitektura vpenjal spremeni v eno-stranske vpenjalne vpenjalne plošče, vpenjalne sisteme z ničelno točko (ponovljivost ±0,005 mm) in bloke vpenjal z minimalnim prestavljanjem.

Ker je obdelovanec mogoče vrteti skozi osi A/C, oblikovanje vpenjal ne potrebuje več-raznostranske dostopnosti. Ena sama pritrdilna plošča iz kaljenega jekla (jeklo 45# ali enakovredna trdota ~220–280 HB) lahko podpira vse postopke obdelave. To skrajša čas izdelave vpenjal (faze CNC rezkanja + brušenje), kompleksnost shranjevanja vpenjal v proizvodnem prostoru in pogostost umerjanja merilnikov za poravnavo vpenjal. Skrajšanje časa nastavitve ni doseženo s hitrejšim vpenjanjem, temveč z odpravo preoblikovanja vpenjala za več-obdelovanje.

Toplotna in mehanska stabilnost med podaljšanimi obdelovalnimi cikli

Letalske in vesoljske komponente se pogosto obdelujejo v pogojih neprekinjenega rezanja, ki traja 2–6 ur na del. Toplotna ekspanzija v strojnih strukturah vpliva na stabilnost namestitve. 5 osni stroji, ki se uporabljajo v vesoljskih okoljih, običajno vključujejo sisteme hladilne tekočine z zaprto-zanko za nadzor temperature vretena (razpon 15–25 stopinj), sisteme za mazanje linearnih vodil z oljem ISO VG32 in algoritme toplotne kompenzacije v krmilniku CNC.

Pri obdelavi aluminija 7075 lahko rezalna toplota doseže lokalne temperature vmesnika orodja nad 200 stopinj. Pozicioniranje rotacijske osi preprečuje prekomerno podaljšanje orodja in zmanjšuje toplotno deformacijo. Z vzdrževanjem stabilnih toplotnih pogojev med enim ciklom namestitve se stroj izogne ​​dogodkom ponovnega umerjanja, ki bi se sicer zgodili v potekih dela z več-nastavitvami.

Ublažitev načina napake in integracija celic

V letalski in vesoljski proizvodnji napake,-povezane z nastavitvami, vključujejo neporavnanost ničelne točke zaradi ponavljajočega se vpenjanja, deformacijo vpenjala pri neenakomerni porazdelitvi obremenitve, toplotni odmik med cikli nastavitve in človeško napako med ponastavitvijo koordinat (napačna dodelitev G54). Na primer, odstopanje 0,02 mm v izvrtini ohišja turbine lahko povzroči neravnovesje zračnega toka med preskušanjem delovanja motorja.

Kako 5-osni sistemi zmanjšujejo tveganja:

5-osni sistem zmanjša te načine napak z ohranjanjem vpetja enega samega vpenjala, odpravo ročne ponovne dodelitve ničelne točke, ohranjanje kontinuitete poti orodja znotraj enega koordinatnega sistema in zmanjšanje posega operaterja v zaporedje obdelave. Tveganje okvare se preusmeri z napak mehanskega ponovnega pozicioniranja na težave s-umerjanjem ravni sistema, ki se običajno nadzirajo s povratnimi informacijami kodirnika in natančnostjo harmoničnega reduktorja.

V celicah za strojno obdelavo v letalstvu je 5-osni CNC stroj običajno integriran z avtomatskimi menjalniki orodij (ATC sistemi z zmogljivostjo 12–24 orodij), sistemi sond za -meritve v procesu in sistemi za menjavo palet (v večjih konfiguracijah). Celo v kompaktnih sistemih, kot so 5-osne obdelovalne platforme Xinshan, integracija vključuje orodni vmesnik ER11 za majhne letalske in vesoljske dele, hitrost podajanja 4000 mm/min za operacije rezanja aluminija in obremenitev delovne mize 5 kg za prototipne vesoljske komponente. Zmanjšanje nastavitve je doseženo s kombiniranjem standardizacije vpenjal z avtomatskim koordinatnim sklicevanjem.

Zaključek: Nastavitev zmanjšanja časa kot strukturnega rezultata

Skrajšanje časa nastavitve v vesoljski proizvodnji ni doseženo s hitrejšim vpenjanjem ali izboljšanjem spretnosti operaterja. Je neposreden rezultat mehanske arhitekture, ki nadomešča fizično repozicioniranje z nadzorovano interpolacijo rotacijske osi. 5-osni CNC stroj združuje sisteme rotacijskega gibanja A/C s harmoničnimi reduktorji, linearno gibanje X/Y/Z s prenosom krogličnega vijaka, kompenzacijo poti orodja na osnovi TCP-in krmiljenje enojne-datumske koordinate.

Te strukture odstranijo ponavljajoče se operacije vpenjala, odpravijo cikle ponastavitve ničelne točke in zmanjšajo segmentacijo poti orodja med obdelovalnimi ploskvami.

Z vidika inženiringa nabave ključna razlika med 3-osnimi in 5-osnimi sistemi ni hitrost obdelave, temveč odprava rekonstrukcije geometrije,-odvisne od nastavitev. V proizvodnji letalskih in vesoljskih komponent, kjer deli iz titana in-aluminija visoke-trdnosti zahtevajo več-obdelovanje, ta strukturna sprememba neposredno zmanjša skupni proizvodni čas in stabilizira nadzor dimenzij v serijski proizvodnji.

Optimizirajte potek dela za strojno obdelavo v letalstvu

Raziščite, kako Xinshanove kompaktne 5-osne CNC platforme odpravljajo odvečne nastavitve in zagotavljajo ozke tolerance za visoko natančne proizvodne aplikacije.