چگونه ماشین‌های CNC 5 محور زمان نصب را در تولید قطعات هوافضا کاهش می‌دهند

زمان راه اندازی در تولید هوافضا به کل مدت زمان مورد نیاز برای بستن قطعه کار، تراز کردن سطوح مبدأ، ایجاد سیستم های مرجع مختصات و تأیید دسترسی ابزار قبل از شروع برش اشاره دارد. برای یک براکت آلومینیومی معمولی هوافضا با ابعاد 200 میلی‌متر × 150 میلی‌متر × 80 میلی‌متر، یک ماشین 3 محوره به چندین عملیات ثابت نیاز دارد، زیرا ماشین‌کاری فقط در راستای جهت دوک عمودی انجام می‌شود.

هر تنظیم معمولاً شامل موارد زیر است:

هنگام ماشینکاری قطعه ای که نیاز به دسترسی چهار طرفه دارد، عملیات راه اندازی ممکن است 35 تا 60 درصد کل زمان تولید را مصرف کند. دوک ماشینکاری (معمولاً 12,000 تا 24,000 RPM سیستم‌های-خنک‌شده با آب یا هوا{9}}در طول پیکربندی مجدد دستگاه، بیکار می‌ماند و نرخ بهره‌برداری مؤثر از دوک را کاهش می‌دهد. یک دستگاه CNC 5 محوره با حفظ یک سیستم مبدأ واحد در تمام جهت‌های ماشینکاری، این چرخه بیکاری را کاهش می‌دهد.

مکانیسم ساختاری که عملیات بستن مجدد-را حذف می‌کند

یک دستگاه CNC 5 محورهمحورهای چرخشی A و C را در میز کار یا سر دوک ادغام می کند. در

شینشان-نوع معماری‌های ماشینکاری فشرده، محور A بین -30 درجه و +120 درجه می‌چرخد، در حالی که محور C با استفاده از یک کاهنده درایو هارمونیک به طور پیوسته در 360 درجه می‌چرخد.

سیستم چرخشی شامل موارد زیر است:

در طول ماشینکاری، کنترلر CNC محورهای خطی (مسیر X160 × Y200 × Z130 میلی متر در سیستم های فشرده) را با محورهای چرخشی هماهنگ می کند. به جای آزاد کردن گیره های مکانیکی، سیستم قطعه کار را حول محور مبنا خود می چرخاند و در عین حال درگیر شدن ابزار برش را حفظ می کند.

این مکانیسم پیوسته به طور کامل حذف می کند:

فرآیند ماشین‌کاری به یک سیستم حرکت پیوسته تبدیل می‌شود که در آن تبدیل هندسه با درون‌یابی چرخشی به جای تغییر موقعیت فیزیکی انجام می‌شود.

بهینه سازی و ثبات تولید

ساده سازی سیستم فیکسچر

در تولید هوافضا به طور سنتی از اتصالات فولادی مدولار با پین‌های مکان‌یابی دقیق-زمین (تحمل h6) و نیروهای بستن بیش از 10 کیلونیوتن برای قطعات تیتانیوم استفاده می‌شود. این وسایل هنگام استفاده در ماشین های 3 محوری باید جهت گیری های متعدد را پشتیبانی کنند. در سیستم های 5 محوری، معماری فیکسچر به صفحات ثابت گیره یک طرفه، سیستم های گیره نقطه صفر (تکرارپذیری 0.005 ± میلی متر) و حداقل بلوک های ثابت تغییر موقعیت تغییر می کند.

از آنجایی که قطعه کار را می توان از طریق محورهای تهویه مطبوع چرخاند، طراحی وسایل دیگر نیازی به قابلیت دسترسی چند- ندارد. یک صفحه ثابت ساخته شده از فولاد خاموش شده (فولاد 45# یا سختی معادل ~220-280 HB) می تواند تمام عملیات ماشینکاری را پشتیبانی کند. این امر زمان تولید یراق آلات (مراحل آسیاب CNC + سنگ زنی)، پیچیدگی ذخیره سازی وسایل در کف تولید و فرکانس کالیبراسیون گیج های تراز فیکسچر را کاهش می دهد. کاهش زمان راه‌اندازی نه با بستن سریع‌تر، بلکه با حذف طراحی مجدد فیکسچر برای ماشین‌کاری چند چهره به دست می‌آید.

پایداری حرارتی و مکانیکی در طول چرخه های ماشینکاری طولانی

قطعات هوافضا اغلب تحت شرایط برش مداوم که 2 تا 6 ساعت در هر قطعه به طول می انجامد، ماشین کاری می شوند. انبساط حرارتی در سازه‌های ماشین بر پایداری راه‌اندازی تأثیر می‌گذارد. 5 ماشین‌های محور مورد استفاده در محیط‌های هوافضا معمولاً سیستم‌های خنک‌کننده حلقه بسته را برای کنترل دمای دوک (محدوده ۱۵ تا ۲۵ درجه)، سیستم‌های روان‌کاری راهنمای خطی با استفاده از روغن ISO VG32 و الگوریتم‌های جبران حرارتی در کنترلر CNC یکپارچه می‌کنند.

هنگام ماشینکاری آلومینیوم 7075، حرارت برش ممکن است به دمای سطحی رابط ابزار بالای 200 درجه برسد. موقعیت محور چرخشی از گسترش بیش از حد ابزار جلوگیری می کند و انحراف حرارتی را کاهش می دهد. با حفظ شرایط حرارتی پایدار در طول یک چرخه راه‌اندازی، دستگاه از رویدادهای کالیبراسیون مجدد که در غیر این صورت در گردش‌های کاری چند{4}}راه‌اندازی رخ می‌دهند، جلوگیری می‌کند.

کاهش حالت شکست و ادغام سلول

در تولید هوافضا، خرابی‌های مربوط به راه‌اندازی{0}}شامل ناهماهنگی داده‌ها به دلیل بستن مکرر، تغییر شکل ثابت تحت توزیع ناهموار بار، رانش حرارتی بین چرخه‌های راه‌اندازی، و خطای انسانی در حین تنظیم مجدد مختصات (تخصیص نادرست G54) است. به عنوان مثال، ناهماهنگی 0.02 میلی متری در سوراخ توربین می تواند منجر به عدم تعادل جریان هوا در طول تست عملکرد موتور شود.

چگونه سیستم های 5 محوری خطرات را کاهش می دهند:

یک سیستم 5 محوری این حالت های خرابی را با حفظ درگیری تک فیکسچر، حذف تخصیص مجدد داده دستی، حفظ تداوم مسیر ابزار در یک سیستم مختصات، و کاهش مداخله اپراتور در توالی ماشینکاری کاهش می دهد. خطر خرابی از خطاهای تغییر موقعیت مکانیکی به مسائل کالیبراسیون سطح سیستم می‌رود، که معمولاً از طریق بازخورد رمزگذار و دقت کاهنده هارمونیک کنترل می‌شوند.

در سلول‌های ماشین‌کاری هوافضا، یک ماشین CNC 5 محوره معمولاً با تعویض‌کننده‌های خودکار ابزار (سیستم‌های ATC با ظرفیت 12 تا 24 ابزار)، سیستم‌های کاوشگر برای اندازه‌گیری در فرآیند، و سیستم‌های تبادل پالت (در پیکربندی‌های بزرگ‌تر) یکپارچه می‌شود. حتی در سیستم‌های فشرده مانند پلت‌فرم‌های ماشین‌کاری محور Xinshan 5، یکپارچه‌سازی شامل یک رابط ابزار ER11 برای قطعات کوچک هوافضا، نرخ تغذیه 4000 میلی‌متر در دقیقه برای عملیات برش آلومینیوم و یک بار میز کار 5 کیلوگرم برای قطعات اولیه هوافضا است. کاهش راه اندازی با ترکیب استانداردسازی فیکسچر با ارجاع مختصات خودکار به دست می آید.

نتیجه گیری: کاهش زمان راه اندازی به عنوان یک نتیجه ساختاری

کاهش زمان راه اندازی در تولید هوافضا از طریق بستن سریعتر یا بهبود مهارت اپراتور به دست نمی آید. این یک نتیجه مستقیم از معماری مکانیکی است که جایگزینی فیزیکی را با درون یابی محور چرخشی کنترل شده جایگزین می کند. یک ماشین CNC 5 محوره سیستم‌های حرکت چرخشی A/C را با کاهنده‌های هارمونیک، حرکت خطی X/Y/Z با انتقال توپی پیچ، جبران‌سازی مسیر ابزار مبتنی بر TCP-و کنترل مختصات مبدأ تک-را یکپارچه می‌کند.

این ساختارها عملیات مکرر فیکسچر را حذف می‌کنند، چرخه‌های تنظیم مجدد داده‌ها را حذف می‌کنند و تقسیم‌بندی مسیر ابزار بین وجه‌های ماشینکاری را کاهش می‌دهند.

از دیدگاه مهندسی تدارکات، تفاوت اصلی بین سیستم‌های 3 محور و 5 محور سرعت ماشین‌کاری نیست، بلکه حذف بازسازی هندسه وابسته به راه‌اندازی-است. در تولید قطعات هوافضا، که در آن قطعات تیتانیوم و{4}}آلومینیوم با استحکام بالا نیازمند ماشینکاری چند-چهره‌ای هستند، این تغییر ساختاری مستقیماً زمان کل تولید را کاهش می‌دهد و کنترل ابعادی را در تولید دسته‌ای تثبیت می‌کند.

گردش کار ماشینکاری هوافضای خود را بهینه کنید

کاوش کنید که چگونه پلت‌فرم‌های CNC 5 محوری فشرده Xinshan، تنظیمات اضافی را حذف می‌کنند و تحمل‌های سخت را برای برنامه‌های ساخت با دقت بالا ایمن می‌کنند.