Kuidas 5-teljelised CNC-masinad vähendavad seadistusaega kosmosekomponentide valmistamisel

Seadistamisaeg kosmosetööstuses viitab kogukestusele, mis on vajalik tooriku kinnitamiseks, nullpunktide pindade joondamiseks, koordinaatide võrdlussüsteemide loomiseks ja tööriista juurdepääsu kontrollimiseks enne lõikamise alustamist. Tüüpilise kosmosetööstuse alumiiniumklambri mõõtmetega 200 mm × 150 mm × 80 mm jaoks vajab 3-teljeline masin mitut kinnitustoimingut, kuna töötlemine toimub ainult spindli vertikaalsuunas.

Iga seadistus sisaldab tavaliselt järgmist:

Nelja{0}}poolset juurdepääsu vajava detaili töötlemisel võivad seadistustoimingud kulutada 35–60% kogu tootmisajast. Töötlemisvõll (tavaliselt 12 000–24 000 p/min vesijahutusega- või õhkjahutusega-süsteemid) jääb rakise ümberkonfigureerimise ajal jõude, vähendades spindli efektiivset kasutusmäära. 5-teljeline CNC-masin vähendab seda tühikäigutsüklit, säilitades kõigis töötlemissuundades ühe tugipunktisüsteemi.

Struktuurimehhanism, mis välistab uuesti{0}}kinnitustoimingud

5-teljeline CNC masinintegreerib pöördteljed A ja C kas töölauale või spindlipeale. sisse

Xinshan-tüüpi kompaktse töötlusarhitektuuri puhul pöörleb A-telg vahemikus -30 kraadi kuni +120 kraadi, samal ajal kui C-telg pöörleb harmoonilise ajami reduktoriga pidevalt 360 kraadi.

Pöörlemissüsteem koosneb:

Töötlemise ajal sünkroniseerib CNC-kontroller lineaartelgesid (X160 × Y200 × Z130 mm käik kompaktsetes süsteemides) pöördtelgedega. Mehaaniliste klambrite vabastamise asemel pöörab süsteem töödeldavat detaili ümber oma nulltelje, säilitades samal ajal lõiketööriista haardumise.

See pidev mehhanism kõrvaldab täielikult:

Töötlemisprotsess muutub pidevaks liikumiseks, kus geomeetria teisendamine toimub pigem pöörleva interpolatsiooni kui füüsilise ümberpaigutamise abil.

Tootmise optimeerimine ja stabiilsus

Kinnitussüsteemi lihtsustamine

Lennundus- ja kosmosetööstuses kasutatakse traditsiooniliselt moodulterasest kinnitusi, mille titaanist osade jaoks on täpsed{0}}maapinna asukoha määramise tihvtid (tolerants h6) ja kinnitusjõud üle 10 kN. Need kinnitused peavad toetama mitut orientatsiooni, kui neid kasutatakse 3-teljelistel masinatel. Viieteljelistes süsteemides muudetakse kinnitusde arhitektuur ühepoolseteks-kinnituskinnitusplaatideks, nullpunkti kinnitussüsteemideks (korduvus ±0,005 mm) ja minimaalselt ümberpaigutavateks kinnitusplokkideks.

Kuna töödeldavat detaili saab pöörata läbi õhukonditsioneeri telgede, ei vaja kinnitusdetail enam{0}}mitmepoolset juurdepääsu. Üks karastatud terasest kinnitusplaat (45# teras või samaväärne kõvadus ~220–280 HB) toetab kõiki töötlemistoiminguid. See vähendab kinnitusdetailide valmistamise aega (CNC freesimine + lihvimisetapid), kinnitusdetailide ladustamise keerukust tootmiskorrusel ja kinnituste joondusmõõturite kalibreerimissagedust. Seadistusaja lühendamine ei saavutata mitte kiirema kinnitamise, vaid mitme pinnaga töötlemise jaoks vajalike kinnitusdetailide ümberkujunduse kaotamise tõttu.

Termiline ja mehaaniline stabiilsus pikendatud töötlustsüklite ajal

Lennundus- ja kosmosekomponente töödeldakse sageli pidevates lõiketingimustes, mis kestavad 2–6 tundi detaili kohta. Masina struktuuride soojuspaisumine mõjutab seadistuse stabiilsust. Lennunduskeskkondades kasutatavad teljega masinad integreerivad tavaliselt spindli temperatuuri (vahemikus 15–25 kraadi) suletud ahelaga jahutusvedeliku süsteemid, ISO VG32 õli kasutavad lineaarsed juhtmäärdesüsteemid ja CNC-kontrolleri termilise kompensatsiooni algoritmid.

Alumiiniumi 7075 töötlemisel võib lõikekuumus jõuda tööriista liidese lokaalse temperatuurini üle 200 kraadi. Pöördtelje positsioneerimine takistab tööriista liigset pikendamist, vähendades termilist läbipainet. Säilitades ühe seadistustsükli jooksul stabiilsed soojustingimused, väldib masin ümberkalibreerimissündmusi, mis muidu esineksid mitme-seadistuse töövoogudes.

Rikkerežiimi leevendamine ja rakkude integreerimine

Lennunduses ja kosmosetööstuses on seadistamisega seotud tõrgete hulka{0}}seadistatud nullpunkti nihe korduvast kinnitusest, kinnitusdeformatsioon ebaühtlase koormuse jaotumise korral, seadistustsüklite vaheline termiline triiv ja inimlik viga koordinaatide lähtestamise ajal (G54 vale määramine). Näiteks võib turbiini korpuse ava 0,02 mm nihe põhjustada õhuvoolu tasakaalustamatust mootori töö testimise ajal.

Kuidas 5-teljelised süsteemid riske maandavad:

5-teljeline süsteem vähendab neid tõrkerežiime, säilitades ühe kinnitusseadme haardumise, välistades nullpunkti käsitsi ümbermääramise, hoides tööraja järjepidevust ühes koordinaatsüsteemis ja vähendades operaatori sekkumist töötlemisjärjestusse. Rikkeoht nihkub mehaaniliselt ümberpaigutamise vigadelt süsteemi-taseme kalibreerimisprobleemidele, mida tavaliselt juhitakse kooderi tagasiside ja harmooniliste reduktorite täpsuse kaudu.

Lennundus- ja kosmosetöötlemiselementides on 5-teljeline CNC-masin tavaliselt integreeritud automaatsete tööriistavahetajatega (12–24 tööriista mahutavusega ATC-süsteemid), protsessisiseste mõõtmissüsteemide ja kaubaaluste vahetussüsteemidega (suuremates konfiguratsioonides). Isegi kompaktsetes süsteemides, nagu Xinshani 5-teljelised töötlemisplatvormid, sisaldab integratsioon ER11 tööriistaliidest väikeste kosmoseosade jaoks, ettenihkekiirust 4000 mm/min alumiiniumi lõikamisoperatsioonide jaoks ja 5 kg töölaua koormust kosmosesõidukite prototüüpide jaoks. Seadistuse vähendamine saavutatakse, ühendades kinnitusdetailide standardimise automaatse koordinaatide viitamisega.

Järeldus: seadistage aja vähendamine kui struktuurne tulemus

Lennunduse ja kosmosetööstuse seadistusaja lühendamine ei ole saavutatav kiirema kinnitamise või operaatori oskuste parandamisega. See on mehaanilise arhitektuuri otsene tulemus, mis asendab füüsilise ümberpaigutamise kontrollitud pöördtelje interpolatsiooniga. 5-teljeline CNC-masin integreerib A/C pöörleva liikumise süsteemid harmooniliste reduktorite, lineaarse X/Y/Z liikumisega kuulkruviülekandega, TCP-põhise tööraja kompenseerimise ja ühe-nullpunkti koordinaadi juhtimisega.

Need struktuurid eemaldavad korduvad kinnitustoimingud, välistavad nullpunkti lähtestamise tsüklid ja vähendavad tööraja segmenteerimist töötlemispindade vahel.

Hankeinseneri vaatenurgast ei seisne 3-teljeliste ja 5-teljeliste süsteemide peamine erinevus mitte töötlemiskiiruses, vaid seadistusest{2}}sõltuva geomeetria rekonstrueerimise välistamises. Lennundus- ja kosmosekomponentide tootmises, kus titaanist ja ülitugevast -alumiiniumist osad nõuavad mitme-pinnaga töötlemist, vähendab see struktuurimuudatus otseselt kogu tootmisaega ja stabiliseerib mõõtmete kontrolli kogu partii tootmisel.

Optimeerige oma kosmosetöötlemise töövoogu

Uurige, kuidas Xinshani kompaktsed 5-teljelised CNC-platvormid kõrvaldavad üleliigsed seadistused ja tagavad ranged tolerantsid ülitäpsete tootmisrakenduste jaoks.