CNC 가공 항공우주 부품: 첫 번째 칩이 떨어지기 전에 비용을 추가하는 재료 결정, 공정 매개변수 및 DFM 트랩

CNC 가공 항공우주 부품: 첫 번째 칩이 떨어지기 전에 비용을 추가하는 재료 결정, 공정 매개변수 및 DFM 트랩

구조용 브래킷은 Ti-6Al-4V, 가장 얇은 부분의 벽 두께 1.2mm, 동심원이 ±0.01mm여야 하는 두 개의 복합 각도 보어입니다. 프로그램 타임라인은 도면 공개부터 첫 번째 기사까지 6주입니다. 귀하의 DFM 리뷰가 세 가지 플래그로 방금 돌아왔습니다. 그 중 어느 것도 지루함에 관한 것이 아닙니다.

0.6mm 엔드밀 중간-프로그램으로 공구를 변경하는 14mm-깊이 포켓의 0.3mm 내부 코너 반경과 고정 장치 접근, 응력 완화 순서 지정에 관한 것입니다. 각 플래그마다 시간이 추가됩니다. 그 중 두 개는 도면 변경 없이는 복구할 수 없는 비용을 추가합니다. 이것이 바로CNC 가공 항공우주작업은 실제로 DFM 단계에서 - 기능 질문이 아니라 설계 중에 내려졌고 이제 해결해야 할 기계공의 몫인 형상 및 순서 결정처럼 보입니다.

항공우주 CNC 가공이 기계 선택이 아닌 재료 선택으로 시작되는 이유

기계 선택은 재료와 기능 세트에 따라 결정됩니다. 공정 계획을 추진하는 요인CNC 가공 항공 우주작업은 절단 조건 하에서 재료의 거동과 설계 형상이 재료에 필요한 것과 기능 세트가 요구하는 것 사이에 충돌을 일으키는지 여부입니다.

세 가지 재료가 항공우주 구조 및 기계 부품을 지배합니다. 중량이 중요한 구조용 7075-T651 알루미늄-, 하중 지지 및 고온 응용 분야용 Ti-6Al-4V,{9}}열간 단면 및 고주기 피로 환경용 Inconel 718입니다. 각각은 고유한 프로세스 논리를 가지고 있습니다.

7075-T651기계 가공 속도가 빠르고 공차가 엄격하며 절단 비용이 상대적으로 적습니다. -T651 지정이 중요합니다. 미리-늘어진 상태는 스톡의 잔류 응력이 낮다는 것을 의미하며 이는 심한 황삭 후 치수 이동이 적다는 것을 의미합니다. 대신 T6을 지정하면 종이에서는 동일한 강도를 얻을 수 있지만 관련 분야에 관련된 얇은 벽 기능에서는-훨씬 더 많은 스프링이-반환-됩니다.CNC 가공 항공 우주 알루미늄 얇은 벽벽 두께가 0.8mm 미만으로 떨어질 수 있는 리브 포켓 및 스파 웹과 같은 구조.

Ti-6Al-4V어디야?항공 우주 CNC 가공 티타늄 부품프로그램은 일상적으로 시간을 잃습니다. 재료의 열전도율은 대략 알루미늄의 1/10입니다.- 열은 칩과 함께 배출되지 않고 - 절삭날에 집중되어 공구 마모를 가속화하며, 공정이 제어되지 않으면 가공 경화된 표면이 생성되어 모든 후속 패스를 마지막 패스보다 더 단단하게 만듭니다. 프로세스 매개변수는 제안사항이 아닙니다. 이는 3~4분마다 허용되는 공구 수명과 공구 고장 사이의 창입니다.

인코넬 718별도의 대화입니다. 도면에 인코넬이 필요한 경우, 프로그램 예산을 책정하기 전에 동등한 알루미늄 부품에 대한 예상 기계 시간을 최소 8배로 곱해야 합니다.

티타늄: 항공우주 CNC 가공이 빠르게 비용이 많이 드는 곳

을 위한항공 우주 CNC 가공 티타늄 부품, 프로세스 매개변수는 대부분의 상점이 게시하는 것보다 더 엄격합니다. 아래 숫자는 우리가 생산 시 Ti{3}}6Al-4V에서 실행하는 것을 반영합니다. 툴링 카탈로그의 보수적인 값도 아니고, 사이클 시간 추정에서는 좋아 보이지만 다른 모든 부품을 파괴하는 공격적인 값도 아닙니다.

절삭유 전략은 티타늄 공정 계획에서 가장 일반적으로 지정되지 않은 항목입니다.- 부품 본체를 겨냥한 추가 절삭유는 티타늄의 절단 영역을 냉각하지 않습니다. - 열이 있는 곳이 아닌 부품 표면을 냉각합니다. -스핀들 높은-압력의 절삭유가 공구-공작물 인터페이스로 전달되는 것이 올바른 설정입니다. 깊은 포켓과 보어에는 공기 분사 장치를 추가하여 칩 배출을 돕습니다. 티타늄에서-칩을 다시 절단하면 국부적인 작업 경화가 발생하여 공구 경로가 올바른 경우에도 공차 범위를 벗어나는-특징이{10}}생성될 수 있습니다.

다양한 기능을 갖춘 티타늄 구조 부품에 중요한 한 가지 순서 세부 사항: 마무리 과정을 거치기 전에 전체 부품을 황삭합니다. 티타늄 응력-은 알루미늄보다 더 느리게 이완되지만 움직입니다. +0.3mm 스톡으로 황삭 처리한 다음 마무리 전 밤새 방치한 부품은 동일한 설정에서 황삭 처리하고 즉시 마무리한 부품보다 더 안정적인 참조 표면을 제공합니다. 이는 특히 관련이 있습니다.CNC 가공 항공우주여러 데이텀이 순차적으로 가공되는 브래킷 및 하우징 - 이들 사이의 치수 관계는 작업 간에 얼마나 많은 응력이 해제되었는지에 따라 달라집니다.

알루미늄 얇은-벽 구조: 고정이 프로세스입니다

Cnc 가공 항공 우주 알루미늄 얇은 벽부품 - 리브-포켓 구조, 전자 하우징, 브래킷 웹 -은 절단에 실패하기 전에 고정에 실패합니다. 두 지점에서 15N·m의 토크로 고정된 120mm 알루미늄 부품의 0.8mm 벽은 스핀들이 시작되기 전에 클램핑 하중만으로 0.04~0.09mm 변형됩니다. 편향은 눈에 보이지 않습니다. 부품이 바이스에서 평평하게 보입니다. 클램프를 풀고 부품이 튀어 나올 때만 측정할 수 있습니다.

해결 방법은 잡담을 유발하는 라이터 -를 고정하지 않는 것입니다. 해결 방법은 더 낮은 개별 클램핑력으로 더 많은 지점에서 부품을 지지하거나 얇은 벽을 생성하는 형상을 가공하기 전에 첫 번째 데이텀 면에 진공 고정 장치를 사용하는 것입니다. 순서가 중요합니다. 먼저 데이텀 면과 참조 보어를 가공한 후 전체 재고가 있는 부품을 가공한 다음 가장 두꺼운 남은 부분부터 가장 얇은 부분을 향해 점진적인 포켓 작업을 진행합니다.

을 위한CNC 가공 항공 우주가공 후 평탄도가 중요한 출력인 알루미늄 부품 - 광학 장착 구조, 밀봉 면, 정밀 베이스 - 우리는 2-단계 작업으로 제작합니다: 황삭에서 +0.4mm까지, 2~4시간 동안 150~180도에서 응력 완화(7075의 경우, 6061의 경우 130도) 후 마무리합니다. 열주기는 표준 생산일에 맞을 정도로 짧으며 최대 200mm 범위의 표면에서 0.01mm 이내의 최종 평탄도를 지속적으로 제공합니다. 이것이 없으면 복잡한 포켓 형상이 있는 부품의 경우 평탄도는 스톡의 원래 응력 상태에 따라 0.03~0.08mm까지 달라질 수 있습니다.

인코넬 및 고온-합금: 공정 논리

만약 당신의항공 우주 CNC 가공프로그램에는 Inconel 718 또는 이와 유사한 니켈 초합금이 포함되어 있으므로 DFM 검토는 알루미늄이나 티타늄에 대한 검토와는 다른 기능을 수행합니다. 알루미늄을 사용하는 DFM은 형상 최적화에 관한 것입니다. 인코넬을 사용하면 DFM은 어떤 형상을 현실적으로 가공할 수 있는지, 어떤 형상을 EDM이나 연삭으로 이동해야 하는지 결정하는 것입니다.

최대 경도(노화 후 39-46 HRC)의 인코넬 718은 미세한 형상을 위한 전통적인 의미의 밀링 소재가 아닙니다. 깊은 포켓의 내부 반경 1.5mm 미만, 직경 1.5배보다 깊은 관통 구멍의 나사산, 연삭 없이 Ra 요구 사항이 0.8μm 미만인 보어 - 이러한 모든 트리거 프로세스 에스컬레이션은 첫 번째 도구 파손 후가 아니라 프로그램이 인용되기 전에 식별되어야 합니다.

인코넬이 필요한 고온 단면 부품의 경우 공정 계획에는 거의 항상 황삭용 세라믹 툴링, 보어 마무리용 CBN, 기능상 날카로운 내부 코너가 필요한 모든 기능용 와이어 EDM이 포함됩니다. 처음부터 이러한 작업을 프로그램에 구축하면 예측 가능한 비용이 발생합니다. 표준-공구 견적이 발행된 후 이를 발견하면 프로그램이 지연됩니다.

항공우주 공급망에 대한 문서화 및 추적성

항공우주 CNC 가공 as9100 문서요구사항은 공급자 능력 주장이 실제 납품과 일치하는 지점입니다. AS9100D는 신규 또는 변경된 부품 구성에 대해 AS9102에 대한 제품 및 프로세스 추적성, 구성 제어 및 초도품 검사가 필요합니다. 이것이 운영상 의미하는 것: 모든 생산 실행에는 원자재 공장 인증서에서 완성된 부품 일련 번호까지 추적 가능한 링크가 필요하며 검사 기록에는 스탬프가 아닌 측정된 값이 표시되어야 합니다.

ISO 9001을 획득한 작업장과 AS9100D-를 준수하는 작업장 사이의 격차는 -공정 검사 기록과 NCR 시스템에 나타납니다. ISO 9001은 품질 관리 시스템을 요구합니다. AS9100D에서는 시스템이 제품 구성에 적용되고 기록이 감사 및 근본 원인 조사를 지원해야 합니다.{7}} 공급업체의 품질 기록에서 특정 일련번호에 대해 '어떤 기계가 이 기능을 절단했는지, 날짜는 언제인지, 검사 시 측정된 값은 무엇인지'에 대한 답변을 제공할 수 없는 경우 해당 공급업체는 인증서와 상관없이 AS9100D를 사용할 수 없습니다{10}}.

MID의 프로세스 능력이 적합한 곳

DFM 데스크에서는 매일 STEP 파일을 검토합니다.CNC 가공 항공우주정확한 기준점에서 가공 기능이 필요한 - 티타늄 구조 부품, 알루미늄 하우징, 인코넬 피팅 및 복합 인터페이스 구성요소를 프로그래밍합니다.- 검토에서는 첫 번째 작품을 폐기한 후가 아니라 프로그램이 인용되기 전에 형상 충돌, 공차 누적-위험 및 순서 결정을 표시합니다.

CNC 가공MID에서는 5-축 동시 작업, 가는 샤프트 및 정밀 핀을 위한 스위스 터닝, 한 번의 설정으로 회전 및 프리즘 기능이 모두 필요한 부품을 위한 턴-밀 컴파운드, 강화 기능 및 밀링할 수 없는 내부 프로파일을 위한 와이어 EDM을 다루고 있습니다. 우리의항공우주 CNC 가공작업은 모든 부품 번호에 대해 ISO 13485{1}}디지털 추적 기능을 갖춘 품질 관리 - 배송 기록에 대한 자재 인증서에 따라 실행됩니다.

새로운 프로그램에 대한 첫 번째 기사의 경우 AS9102 형식에 대한 전체 FAIR, 모든 중요 치수에 대한 측정값이 포함된 CMM 보고서 및 재료 추적성 패키지를 제공합니다. 고객이나 프로그램에 PPAP 또는 ISIR 문서가 필요한 경우 견적 시 이를 프로그램 계획에 포함시킵니다.

귀하의 STEP 파일을 당사로 보내주십시오.프로세스 엔지니어링 팀24시간 이내에 반환된 서면 DFM 검토 -의 경우 약정이 필요하지 않습니다. 프로그램 초기에 중량이 중요한 구조에 대한 공차 예산이나 재료 대체에 대해 논의해야 하는 경우{3}}동일한 팀이 이를 처리합니다. bishenprecision.com에서 시작하세요.

FAQ

공구 파손 및 프로그램 지연을 방지하려면 Ti-6Al-4V의 깊은 포켓에 어떤 내부 코너 반경을 지정해야 합니까?

포켓 깊이 D의 경우 최소 실제 내부 코너 반경은 D/4 -이지만 특히 티타늄의 경우 설계가 허용하는 경우 D/3으로 이동합니다. 티타늄의 절삭력은 알루미늄보다 상당히 높습니다. 즉, 좁은 반경에서 작동하는 작은-직경의 엔드밀은 단위 단면당 더 많은 하중을 받게 됩니다-. R2 코너가 있는 Ti-6Al-4V의 12mm- 깊이 포켓에는 감소된 속도와 이송으로 작동하는 4mm 엔드밀이 필요합니다. 동일한 포켓에 R4를 지정하면 생산적인 매개변수에서 더 크고 더 견고한 도구를 실행할 수 있습니다. 모서리 형상에 기능적 제약이 없는 경우 반경 변경으로 인해 도면에 비용이 전혀 들지 않으며 해당 형상에 대한 사이클 시간이 20-35% 절약됩니다.

연삭 없이 OD 데이텀을 기준으로 티타늄 보어의 동심도를 ±0.005mm로 유지할 수 있습니까?

8mm 이상의 보어 직경에서는 강성 스핀들에 대한 전용 정삭 보링 패스, -스핀들 절삭유 및 정삭 사이클 전에 새 인서트로 공구를 교체하여 - 가능합니다. 제약은 기계가 아닙니다. 그것은 열 안정성입니다. 티타늄의 낮은 전도성은 황삭 가공이 끝날 때의 부품 온도가 시작 시보다 측정 가능하게 높다는 것을 의미합니다. 마무리 보어 패스를 수행하기 전에 부품을 주변 온도 2도 이내로 안정화시킵니다. 이러한 안정화가 없으면 보어 직경은 실온 측정에서보다 절단 직후 0.003~0.008mm 더 크게 판독될 수 있습니다. 직경이 6mm 미만인 보어 또는 ±0.003mm보다 엄격한 동심도 요구 사항의 경우 연삭이 신뢰할 수 있는 경로입니다.

AS9100D 문서 요구 사항은 프로토타입과 생산 주문 간에 어떻게 변경됩니까?

프로토타입에서 최소한으로 유용한 문서는 실제 측정값과 재료 인증서가 포함된 치수 보고서입니다. 디자인을 검증하기에 충분합니다. 생산 주문 - 또는 유형-인증 조립 -에 포함되는 부품의 경우 첫 번째 생산 구성에 대한 AS9102에 대한 전체 초도품 검사 보고서, 일련번호로 추적 가능한 공정 기록 및 모든 배송에 대한 CoC가-필요합니다. 새로운 FAIR의 계기는 단순히 새로운 주문이 아닌 도면 개정, 프로세스 변경 또는 공급업체 변경-입니다. 프로그램에서 프로토타입과 생산 사이에 이 세 가지 중 하나라도 변경되면 새로운 첫 번째 기사 주기에 대한 예산을 책정하세요.

얇은-벽의 알루미늄 항공우주 부품에 진공 고정 장치와 표준 바이스 클램핑이 필요한 경우는 언제인가요?

60mm보다 긴 비지지 범위에서 벽 두께가 1.5mm 미만으로 떨어지면 표준 바이스 클램핑은 치수 출력 -, 특히 평탄도와 평행도에 영향을 미칠 만큼 충분한 편향을 발생시킵니다. 실제 테스트: 간단한 빔 모델(캔틸레버 벽의 경우 δ=FL³/3EI)을 사용하여 가장 얇은 부분의 클램핑 처짐을 계산합니다. 결과가 평탄도 공차의 30%를 초과하는 경우 도구 경로가 아닌 클램핑 전략이 주요 프로세스 위험입니다. 진공 고정 장치는 전체 데이텀 면에 유지력을 분산시키고 국부적인 편향을 제거합니다. 이는 설정 시간을 추가하지만 이 형상 클래스의 부품에서 표준 클램핑으로 인해 발생하는 평탄도 재작업을 제거합니다.