Proces obróbki CNC dla dużej złożonej struktury samolotu
| W rozwoju technologii lotniczej wymagania dotyczące wielkoskalowych, zintegrowanych, cienkościennych i precyzyjnych części konstrukcyjnych samolotów są bardzo ważne. Rozmiar wzrasta, ale tolerancja jest podwojona, grubość ścianki maleje, ale żebra rosną, a dokładność wymiarowa wzrasta. Jednocześnie zwiększa się wskaźnik tolerancji ciężaru, a wiele cech strukturalnych jednego elementu konstrukcyjnego jest zintegrowanych, co prowadzi do ścisłej dokładności kształtu i położenia. Długa żywotność i niewielka waga wymagają, aby chropowatość powierzchni obróbki była ogólnie poprawiona o 1-2 poziomy. Ponieważ wszystkie elementy konstrukcyjne samolotu są w 100% obrabiane CNC, jakość obróbki jest widoczna. Sprzeczność z wydajnością obróbki jest wyraźna. |
Podczas opracowywania i produkcji samolotów, obróbka NC napotyka trzy główne problemy – uszkodzenia podczas obróbki, niestabilność obróbki i deformacje obróbki. Od 2007 roku PTJ Shop, przy wsparciu różnych projektów w branży lotniczej, z powodzeniem rozwiązał powyższe problemy.
Zasadnicze przyczyny uszkodzeń, niestabilności i deformacji obróbki wynikają z dynamicznej interakcji układu procesowego „maszyna-narzędzie-przedmiot obrabiany” w NC proces obróbki. Tradycyjne teorie i metody oparte na doświadczeniu i pojedynczym czynniku nie rozwiązują powyższych problemów.
Ogólną ideą jest rozwiązanie problemu. Poprzez modelowanie przeanalizuj mechaniczną naturę „przeciążenia → uszkodzenia”, „drgania → stabilność” i „naprężenia → odkształcenia”. Z przewidywań teoretycznych „dowód” i „sprzęt” są „rozpraszane”. Zacznij od kombinacji sprzętu i oprogramowania zapobiegającego anulowaniu, a następnie zapoznaj się z następującymi kluczowymi technologiami:
- 1) Technologia obróbki wstępnej regulacji siły skrawania / obciążenia termicznego do obróbki trudnych materiałów i złożonych konstrukcji;
- 2) Stabilna i szybka technologia obróbki frezarskiej dla dużych cienkościennych części konstrukcyjnych;
- 3) Technologia przewidywania i kontroli naprężeń szczątkowych i odkształceń podczas całego procesu dużych i złożonych elementów konstrukcyjnych.
PTJ Shop samodzielnie opracował: oprogramowanie do przewidywania zmiennych w czasie siły skrawania i optymalizacji parametrów frezowania NC oraz urządzenie do mikrosmarowania, oprogramowanie do optymalizacji symulacji dynamiki skrawania NC oraz urządzenie do pasywnego tłumienia drgań, oprogramowanie do symulacji odkształceń obróbki i wyrównywanie naprężeń termicznych Urządzenie znajduje zastosowanie w sterowanym numerycznie procesie obróbki dużych i skomplikowanych elementów konstrukcyjnych samolotów oraz rozwiązuje problemy niestabilności obróbki, uszkodzeń i odkształceń.
Badania i zastosowanie kluczowych technologii:
1. Technologia obróbki wstępnej regulacji siły cięcia / obciążenia termicznego dla materiałów trudnych w obróbce
Problem uszkodzeń obróbki polega na tym, że cięcie laserowe siła / obciążenie cieplne jest duże i zmienia się gwałtownie podczas Obróbka CNC proces, który powoduje uszkodzenia mechaniczne i wypalenia powierzchni na uderzenia narzędzi i detali, szczególnie w przypadku obróbki sterowanej numerycznie materiałów trudnoobrabialnych.
Tradycyjnym sposobem na uniknięcie i zmniejszenie uszkodzeń podczas obróbki jest znaczne zmniejszenie ilości skrawania i użycie dużej ilości płynu obróbkowego, co znacznie obniża wydajność skrawania. W obliczu nowych wymagań obróbki, w oparciu o dynamiczne modelowanie siły skrawania i biorąc pod uwagę liczne ograniczenia układu procesowego, zaproponowano promieniową spiralną, warstwową, lokalizowaną metodę frezowania kołowego ze zmiennymi krzywymi spirali w celu optymalizacji ścieżki narzędzia i wstępnej regulacji parametrów skrawania. Siła cięcia jest zrównoważona, aby zapobiec przeciążeniu i uderzeniu siły cięcia.
Zmienne w czasie oprogramowanie do przewidywania siły skrawania i optymalizacji parametrów dla Obróbka CNC statków powietrznych, strony został opracowany i utworzono specyfikacje aplikacji; Opracowano trzy typy urządzeń do precyzyjnego smarowania quasi-suchego. Bardzo duża ogólna rama ze stopu tytanu TC4 jest przetwarzana i testowana pod kątem złożonych struktur, takich jak żebra, krawędzie i kształty wewnętrzne, aby osiągnąć stabilną prędkość cięcia większą niż 150 m / min, a chropowatość powierzchni krytycznych części osiąga Ra1.6 ~ Ra0.8.
2. Stabilna technologia szybkiego frezowania dla dużych elementów cienkościennych
Problem niestabilności obróbki polega na tym, że cienkościenne i wysoko zbrojone struktury powodują pogorszenie charakterystyk dynamicznych układu procesowego i pojawia się trzepotanie skrawania. W obliczu nowych wymagań procesowych, w oparciu o analizę interakcji systemu procesowego, stworzono dynamiczny model „maszyna-narzędzie-przedmiot obrabiany”. Poprzez testowanie i identyfikację krzywą domeny stabilności flutter obliczono za pomocą symulacji. W ramach wielu ograniczeń systemu procesowego zapewniane są zoptymalizowane parametry skrawania, aby uzyskać szybkie i wydajne cięcie bez drgania oraz „zapobiegać” niestabilności obróbki.
W oparciu o model flatter opracowano i zainstalowano różne urządzenia tłumiące i tłumiące drgania na odpowiednich częściach obrabianej konstrukcji lub obrabiarki, aby wytłumić lub wytłumić występujące drgania i osiągnąć „eliminację” drgań podczas obróbki.
Niezależnie opracowali sprzęt do testów identyfikacyjnych, oprogramowanie X-Cut / e-Cutting oraz urządzenie tłumiące, a także utworzyli bazę danych procesu w oparciu o dużą liczbę testów. Przykładowe badania ram kadłubów ze stopów aluminium lotniczego pokazują, że:
Realizuj stabilną obróbkę słabych sztywnych krawędzi bez drgań;
Szybkość usuwania materiału zwiększona ponad dwukrotnie;
Chropowatość powierzchni krytycznych części sięga Ra0.8 μm.
3. Technologia przewidywania i kontroli naprężeń szczątkowych i odkształceń podczas całego procesu
Deformacja dużych i skomplikowanych elementów wynika głównie z:
- 1) odkształcenie spowodowane przez naprężenia szczątkowe w półfabrykacie w sposób ciągły uwalniane i rozłożone podczas procesu skrawania;
- 2) odkształcenie pomiędzy narzędziem a przedmiotem obrabianym (w tym mocowanie) pod działaniem siły skrawania Odkształcenie względne.
Dlatego powstawanie naprężeń szczątkowych w częściach konstrukcyjnych samolotu oraz ewolucja odkształcenia sprężystego łopaty są podstawą przewidywania i kontrolowania odkształceń obróbkowych. W przypadku dużych i złożonych elementów samolotu należy przeprowadzić analizę symulacyjną naprężeń szczątkowych od półfabrykatu do gotowego produktu części konstrukcyjnej, przewidzieć stan rozkładu naprężeń szczątkowych i prawo deformacji przetwarzania oraz zoptymalizować proces i parametry w celu kontrolowania stanu naprężeń szczątkowych półfabrykatu, aby zrealizować przewidywanie późniejszej deformacji obróbki CNC. „Ochrona”; opracował kompozytowe urządzenie wyrównujące naprężenia szczątkowe „termiczne-wibracje”, które stosuje do przedmiotu obrabianego efekty termiczne i wibracyjne typu „punkt-wgłębienie”, aby wykonać wyrównanie naprężeń szczątkowych w celu „wyeliminowania” deformacji przedmiotu obrabianego.
Ogólna technologia tego osiągnięcia projektu osiągnęła międzynarodowy poziom zaawansowany i osiągnęła międzynarodowy poziom zaawansowany w technologii obróbki wstępnej siły cięcia / bilansu obciążenia termicznego.
Link do tego artykułu: Badania nad kluczową technologią procesu obróbki CNC dla dużych złożonych konstrukcji samolotów
Oświadczenie o przedruku: Jeśli nie ma specjalnych instrukcji, wszystkie artykuły na tej stronie są oryginalne. Proszę wskazać źródło przedruku: https://www.cncmachiningptj.com/，thanks！
PTJ® zapewnia pełen zakres niestandardowej precyzji 
