Hay más de 500000 partes en un avión, un avión espacial o simplemente un avión volador, y una gran parte de ellas deben ser muy precisas y duraderas.Garantizar que estas piezas tengan la mejor calidad y costo es un objetivo importante del procesamiento aeroespacial industrial.
Problemas en la producción de piezas de aviación.
Hay muchos problemas en el mecanizado de precisión aeroespacial de cinco ejes.Primero, una gran cantidad de componentes aeroespaciales están hechos de una amplia gama de materiales.Los componentes de motor más críticos en el trabajo aeronáutico están hechos de aleaciones de endurecimiento resistentes al calor que son extremadamente difíciles de mecanizar.La conductividad térmica de estas aleaciones es pobre, por lo que el calor durante el procesamiento se acumulará en las herramientas.Las aleaciones de níquel generalmente están envejecidas o tratadas térmicamente y, por lo tanto, son difíciles de mecanizar.En comparación con otras industrias, la precisión de las piezas aeroespaciales es mucho más estricta y la forma geométrica de las piezas es mucho más compleja.
Además de los problemas de procesamiento directo, existen muchos problemas indirectos.Uno de ellos incluye estándares de producción.Al igual que la industria médica, la producción aeroespacial es una de las industrias más reguladas del mundo y es difícil cumplir con todos los requisitos de calidad.
El peso es extremadamente importante para los aviones del espacio aéreo.Cuanto más liviano es el diseño, menos combustible se consume, por lo que los ingenieros aeroespaciales a menudo diseñan piezas con paredes delgadas, celosías, almas, etc. Tradicionalmente, se mecanizan a partir de bloques de metal fundido o estampado, y la chatarra de dichas piezas es del 95 %.Sin embargo, la baja eficiencia del material no es el único problema.El problema real al mecanizar tales piezas es la deformación causada por la alta fuerza de corte.
Si aumenta demasiado la velocidad de avance y la profundidad de corte, especialmente para aleaciones de níquel, la pared puede romperse debido a la vibración o deformarse debido al sobrecalentamiento.El resultado suele ser que cortas un pequeño chip al rastrear, y el tiempo total de procesamiento es imposible.
¿Qué puede hacer para reducir el tiempo de procesamiento y procesar piezas aeroespaciales de paredes delgadas de la competencia?Lo primero que debes hacer es reducir la vibración.La herramienta vibratoria golpea la pared delgada y se dobla o se rompe.Por lo tanto, para reducir la vibración, es mejor reducir la velocidad de avance pero aumentar el número de filos de corte de la fresa (incluso utilizando múltiples fresas en el torno).La mejor estrategia de corte para piezas aeroespaciales de paredes delgadas es el fresado hacia adelante.
Esta estrategia utiliza avance en dirección opuesta a la estrategia de molienda tradicional.Esto da como resultado una menor fuerza de corte, un mejor acabado superficial y, lo que es más importante, la fresa entra en el material con el espesor de pared más grueso, por lo que la vibración es mucho menor.Para hacer frente al sobrecalentamiento,
Trayectoria de mecanizado cicloidal para reducir el sobrecalentamiento de aleaciones aeroespaciales
El sobrecalentamiento de las piezas debido a una mala conducción del calor es un problema típico de las piezas de aviación.Una estrategia de mecanizado para reducir la acumulación de calor se denomina fresado cicloidal.Hace un gran uso de las funciones de las máquinas herramienta CNC para seguir trayectorias de corte complejas.La estrategia cicloide utiliza una pequeña fresa (más pequeña que el corte en cualquier caso) que sigue un camino similar a la proyección lateral de un resorte en un plano.Una curva: el cortador corta, luego regresa durante la segunda curva y luego corta el metal nuevamente.Esta estrategia asigna el tiempo de contacto entre la herramienta y la pieza de modo que haya tiempo para que el fluido de corte los enfríe de manera efectiva.
El torneado cicloidal es similar al fresado, utilizando cortes cortos y secuencias de pausa para permitir que el refrigerante funcione y evitar el sobrecalentamiento.Esta estrategia tiene más carreras de herramientas vacías que otras estrategias, pero contrarresta este efecto aumentando la velocidad de corte y el avance.
Seleccione la herramienta adecuada para un mecanizado rápido
Hablando de máquinas herramienta, las máquinas herramienta de control numérico han jugado un gran papel y se han utilizado ampliamente en el procesamiento de aluminio.Una de las formas más importantes de mejorar la eficiencia del mecanizado es elegir la herramienta adecuada.Si la aleación más blanda está bien analizada, muchos fabricantes ofrecen soluciones para aluminio y otras aleaciones.Sin embargo, muchos materiales aeroespaciales están clasificados, por lo que deben seleccionarse en el sitio.
La técnica de selección de herramientas efectivas para materiales resistentes al calor debe contrarrestar las características negativas del material.
Por lo tanto, una herramienta perfecta debe tener una vibración muy pequeña, debe ser muy dura y debe poder soportar altas temperaturas para tener una vida útil constante y una alimentación eficiente.Un ejemplo perfecto de una herramienta para este propósito es una herramienta de corte de diamante.
Los discos de diamante artificial son más duros y duraderos que los discos de carburo cementado y pueden funcionar a temperaturas más altas.El mecanizado con diamante tiene su particularidad, pero ciertamente se puede modificar para satisfacer las necesidades de los fabricantes aeroespaciales.Además de las herramientas de diamante, las herramientas de cerámica también han demostrado tener un excelente rendimiento porque pueden trabajar a la temperatura más alta.
Para reducir la vibración de las piezas mecanizadas, es importante utilizar fresas con más filos de corte y ángulos de filo más agudos.Este tipo de fresa minimiza el tiempo y la distancia que transcurre antes de que el siguiente filo golpee el material, lo que reduce la vibración y puede aumentar los parámetros de corte para mejorar la eficiencia.