CNC megmunkáló repülőgépipari rögzítőelemek

A repülőgépiparban a rögzítőelemek alapvető elemként szolgálnak, amelyek összekötik a szerkezeti elemeket, továbbítják a terheléseket és biztosítják a rendszer integritását. Teljesítményük közvetlenül összefügg a repülőgépek biztonságával, megbízhatóságával és élettartamával. A titán és a titánötvözetek a repülőgépipari rögzítőelemek előnyben részesített anyagai alacsony sűrűségük (az acél kb. 60%-a), nagy szilárdságuk (szakítószilárdságuk meghaladja az 1000 MPa-t), kiváló korrózióállóságuk (stabil levegőben, tengervízben és különféle közegekben), valamint kiváló magas hőmérsékletű mechanikai tulajdonságaik (nagy szilárdság 300-600°C-on) miatt.

Ahogy a modern repülőgépipari technológia a nagy terhelések, a hosszú élettartam és a könnyűszerkezetek felé fejlődik, a hagyományos megmunkálási módszerek nem képesek kielégíteni a titán rögzítőelemekhez szükséges nagy pontosságot (akár ±0.005 mm-es mérettűrések), összetett szerkezeteket (például speciális alakú fejeket és többszörös menetes szakaszokat) és igényes felületi minőséget (érdesség Ra ≤ 0.8 μm). A CNC (számítógépes numerikus vezérlésű) megmunkálási technológia, a magas automatizálási szint, a stabil pontosság, a kiváló ismételhetőség és az összetett folyamatokhoz való alkalmazkodóképesség előnyeivel, a titán rögzítőelemek gyártásának egyik fő technológiai útvonalává vált. légtér.

CNC megmunkáló repülőgépipari titán rögzítőelemek

A repülőgépiparban használt titán rögzítőelemek méretpontosságot és geometriai tűréshatárokat igényelnek, amelyek messze meghaladják a hagyományos ipari rögzítőelemekét. Például a repülőgépek motorházában található titánötvözet csavarok menetemelkedési átmérőjének tűréshatárát a GB/T 197 6g vagy magasabb fokozatú szabványnak kell megfelelni. A fej és a szár közötti koaxialitási tűréshatár nem haladhatja meg a 0.01 mm-t. CNC megmunkálás digitális programvezérlést használ a szerszámmozgás vezérléséhez, ±0.001 mm-es pozicionálási pontosságot és ±0.0005 mm-es ismétlési pontosságot érve el. Ez hatékonyan kiküszöböli a kézi működtetés okozta hibákat, és biztosítja a sorozatgyártású rögzítőelemek nagyfokú konzisztenciáját, megfelelve a repülőgépipar „nulla hibás” minőségi követelményeinek.

1. CNC esztergálás: Alapformák precíziós alakítása

CNC esztergálás a titán kötőelemek megmunkálásának első számú alapvető eljárása, amelyet elsősorban forgó szerkezetek, például szárak, fejfelületek és külső hengeres felületek megmunkálására használnak. A szerszám homlokszöge jellemzően 5°-10°, a hátszög pedig 8°-12°, hogy csökkentse a forgácsolási ellenállást és a szerszám beragadását. A forgácsolási paraméterek a titánötvözet minőségétől függően változnak. Például a TC11 titánötvözet esetében (amelyet általában magas hőmérsékletű környezetben használt kötőelemekhez használnak) a nagyoló esztergálás 60-80 m/perc forgácsolási sebességet, 0.15-0.2 mm/ford előtolást és 1-2 mm forgácsolási mélységet igényel. A simító esztergálás 80-100 m/perc forgácsolási sebességet, 0.05-0.1 mm/ford előtolást és 0.2-0.5 mm forgácsolási mélységet igényel. Biztosítsa a felületi érdességet Ra ≤ 1.6 μm.

2. CNC marás: Komplex szerkezetek precíziós alakítása

CNC marás elsősorban speciális alakú fejű (például hatszögletű foglalat, tizenkétszögletű foglalat és karimafelület), hornyolt szerkezetű (például reteszelőhornyok és alámetszések) és sík felületű titán kötőelemek megmunkálására használják. Az 5 tengelyes CNC megmunkálás különösen alkalmas szögletes jellemzőkkel rendelkező összetett kötőelemek megmunkálására. A rétegenkénti forgácsolási mélységet 0.1-0.5 mm-re szabályozzák, hogy elkerüljék az egyetlen forgácsolás során fellépő túlzott terhelést, ami szerszámtöréshez vezethet. Például egy titánötvözetből készült karimacsavar karimavégének megmunkálásakor 80-120 m/perc marási sebességgel, 100-300 mm/perc előtolással és rétegenként 0.3 mm forgácsolási mélységgel 0.01 mm/m-en belüli karimavég-síkság tűrést lehet elérni.

3. CNC menetfúrás: Precíziós menetmegmunkálás

A menetek a titán kötőelemek központi szerkezete, amely lehetővé teszi a csatlakozási funkciót. CNC menetfúrás biztosítanunk kell a menet pontosságát (jellemzően 6H/6g), a felületi minőséget (Ra ≤ 1.6μm) és a menetprofil integritását. A gyakori menettípusok közé tartoznak a durva menetek, a finom menetek és a trapézmenetek. A forgácsolási sebesség jellemzően 5-15 m/perc, az előtolási sebesség pedig megegyezik a menetemelkedéssel (pl. M8×1.25 menet esetén az előtolási sebesség 1.25 mm/ford).

Nagy pontosságú menetekhez háromlépéses módszer alkalmazható: előfúrás, durva menetfúrás és finom menetfúrás. Az előfúrt alsó furat átmérőjét a következő képlet szerint számítják ki (belső menet alsó furat átmérője = névleges átmérő – 1.0825 × menetemelkedés). Például egy M10×1.5 belső menet esetén az alsó furat átmérője 8.37 mm. A durva menetfúráshoz kis átmérőjű menetfúrót használnak, 0.1-0.2 mm megmunkálási ráhagyással. A finom menetfúráshoz szabványos menetfúrót használnak a végső menetpontosság biztosítása érdekében. Továbbá a menetfúrás után 100%-os ellenőrzés szükséges menetillesztővel (belső menetekhez) vagy gyűrűs menetfúróval (külső menetekhez) a menet megfelelőségének biztosítása érdekében.

4. CNC fúrás: Precíziós furatmegmunkálás

A repülőgépipari titán kötőelemeknél gyakran kell megmunkálni rögzítőfuratokat, átmenőfuratokat és zsákfuratokat, például csapfuratokat a csavarszárakban és rögzítőfuratokat az anyákhoz. CNC fúrás garantált furatátmérő-tűréseket (jellemzően H7-H8), furatpozíció-pontosságot (pozicionálási tűrés ≤ 0.02 mm) és furatfelület-minőséget igényel. A fúrófej felső szöge 130°-140°-ra van tervezve, a vésőélt pedig 0.5-1 mm-re kell köszörülni az axiális forgácsolóerők csökkentése érdekében. Mély furatokhoz (furatmélység > 5-szöröse a furatátmérőnek) belső hűtőfolyadék-fúróra van szükség, ahol a vágófolyadék belső csatornákon keresztül közvetlenül a forgácsolási zónába jut.

Forgácsolási paraméterek: 30-80 m/perc fúrási sebesség és 0.05-0.15 mm/ford előtolás. Kisebb furatmélységekhez magasabb sebességek elfogadhatók, míg mélyebb furatok esetén alacsonyabb sebesség és több visszahúzás szükséges (a furatátmérő 2-3-szorosánként egy visszahúzás) a forgácseltávolítás megkönnyítése érdekében. Például egy M6-os csavarhoz φ4 mm-es átmenő furat fúrásakor TC4 titánötvözetből φ4 mm-es keményfém fúrót használnak, 50 m/perc forgácsolási sebességgel és 0.1 mm/ford előtolással. A kívánt mélységre fúrás három menetben történik, így a furatpozíció pontossága 0.015 mm-en belül van, a furatfal érdessége pedig Ra ≤ 1.6 μm.

5. CNC köszörülés: Nagy pontosságú felület

CNC köszörülés Elsősorban titán kötőelemek végső precíziós megmunkálásához használják, beleértve a külső hengeres köszörülést (szárátmérő finomításához), síkköszörülést (fej- vagy végfelület síklapúságának megmunkálásához) és menetköszörülést (nagy pontosságú menetmegmunkáláshoz). A mérettűréseket ±0.002 mm-en belül tudja tartani, és a felületi érdességet Ra ≤ 0.4 μm-re tudja javítani.

Köbös bór-nitrid (CBN) köszörűkorongokat használnak, 80#-120# szemcsemérettel és közepesen lágy keménységgel. A köszörülési paraméterek közé tartozik a köszörűkorong lineáris sebessége 30-50 m/s, a munkadarab forgási sebessége 100-300 fordulat/perc, az előtolási sebesség pedig 0.001-0.005 mm/löket. Példaként a TC6 titánötvözetű csavarszár köszörülését véve, a durva köszörülés 0.1-0.2 mm ráhagyást, a finom köszörülés pedig 0.02-0.05 mm ráhagyást eredményez. A végső szár körkörösségi tűrése ≤0.003 mm, az átmérő tűrése pedig ±0.002 mm.