Titano lydinio didelio stiprumo lakštinio metalo apdirbimas

Atsižvelgdami į tai, kad sunku pjaustyti didelių gabaritų, didelio stiprumo ir sunkiai apdirbamas titano lydinio odos dalis, atlikome iteracinius įvairių lakštinio metalo apdirbimo metodų tyrimus, rekonstravome pradinį proceso eigą ir išsprendėme šaltojo tempimo problemą. supažindinti su pjovimu lazeriu, CNC frezavimu ir kitais proceso metodais. Apdorojimo tikslumo problemos, kurias sukelia spyruokliškumas, ir apdorojimo sunkumai, susiję su didelio stiprumo medžiagų rankiniu frezavimu, optimizuoja įvairių sunkiai apdorojamų grandžių gamybos efektyvumą ir sumažina apdorojimo laiką.

Gaminant ir apdirbant lakštinio metalo odos dalis, pjovimo procesas dažniausiai yra pjovimas rankiniu būdu. Aliuminio lydinių medžiagų gamybai ir apdirbimui labiau tinka mažesnio nei 30mm storio plokščių pjaustymas ir apdirbimas, tačiau bendras gamybos efektyvumas ir gamybos tikslumas yra žemas. Didėjant didelio tikslumo ir didelio našumo aviacijos gaminių paklausai, titano lydinių, aliuminio-ličio lydinių, nerūdijančio plieno ir kitų medžiagų naudojimas palaipsniui didėja. Apdorojimo laikas, reikalingas sudėtingų formų, netaisyklingų kontūrų, akytų ir labai stiprių medžiagų pjaustymui, yra ilgas. Apdorojimas yra sunkesnis. Ypač didelių matmenų fiuzeliažo odos dalys, pagamintos iš titano lydinio medžiagų, pasižymi dideliu medžiagos stiprumu ir didele tempimo atšokimo deformacija. Itin sunku pasiekti tikslias formas šaltuoju piešimu. Kadangi pjovimo lazeriu ir CNC pjovimo metu reikia atsižvelgti į tam tikrą proceso maržos kompensavimą, dalių gamybos efektyvumas sumažėja [1-6]. Šiame straipsnyje kaip pavyzdys pateikiamos didelio dydžio titano lydinio šaltai temptos odos dalys. Atsižvelgiant į proceso kompensavimą, įvairiems lakštinio metalo apdirbimo procesams reikalingas laikas yra visapusiškai lyginamas, o proceso eiga optimizuojama remiantis patikros rezultatais, siekiant pagerinti sunkiai apdirbamų titano lydinio odos dalių efektyvumą. Gamybos efektyvumas ir gamybos tikslumas. Po faktinio gamybos patikrinimo buvo išspręsta tipiškų sunkiai apdirbamų titano lydinio odos dalių, parodytų 1 paveiksle, apdorojimo problema, o pagrindiniai pjovimo ir apdorojimo sunkumai buvo pašalinti. Iteratyviai optimizuojant proceso eigą, bendras produkto apdorojimo laikas buvo gerokai sutrumpintas, palyginti su laiku prieš optimizavimą.

1 pav. Tipinės sunkiai apdirbamos titano lydinio odos dalys

Titano lydinio odos dalyse yra daug skylių, o kai kurios skylės yra specialios formos, pavyzdžiui, L formos, ovalo formos ir griovelio formos. Dalių angų skaičius yra paskirstytas nuo 21 iki 24, o surinkimo procese yra keletas padėties nustatymo etalonų ir tarpusavio koordinavimo ryšių. Šią dalį itin sunku apdoroti, jos gamybos efektyvumas yra žemas. Pjovimo metu operatorius pirmiausia turi iš anksto nustatyti padėtį, pažymėti kiekvieną skylę ir detalės kontūro liniją, grubiai nupjauti kontūrą ir rasti kiekvienos angos padėties taškus, tada tiksliai pažymėti liniją ir baigti frezavimą. ranka. Gamybos procesas yra ilgas, o apdorojimas trunka ilgai. 1 lentelėje pateikiamas efektyvus apdorojimo laikas, reikalingas kiekvienai stočiai faktinėje gamyboje. Vidutinis efektyvus keturių tipų odos dalių apdorojimo laikas yra gana ilgas – 33,75 valandos. Daugeliu atvejų bendram apdorojimui reikalingi 2 ar 3 žmonės, todėl gamybos efektyvumas yra žemas.

1 lentelė Efektyvus apdorojimo laikas, reikalingas kiekvienai stočiai faktinėje gamyboje (vienetas: h)

Iš veiksmingo apdorojimo laiko, reikalingo kiekvienai stočiai, parodytai 1 lentelėje, nesunku pastebėti, kad laikas, reikalingas pjovimui (šiurkštus pjovimas ir smulkus frezavimas), sudaro 78% kliūties proceso. Tai yra, pagrindinis produkto gamybos organizavimo efektyvumo gerinimo taškas yra pjovimo grandis. . Siekiant išspręsti sudėtingo pjovimo problemą, numatoma diegti CNC pjovimo metodą, rekonstruoti proceso eigą, palaipsniui iteratyviai optimizuoti proceso metodą. Norėdami optimizuoti, įdiekite pjovimą lazeriu. Kadangi yra daug koordinacinių ryšių tarp dalies skylės padėties pjovimo ir surinkimo, o šalto tempimo spyruoklė sukelia didelius dalies formos tikslumo nukrypimus, įgyvendinimo proceso metu išlaikoma marža, kad būtų išvengta likučių susidarymo.

Optimizavus rankinį grubaus pjovimo ryšį su lazeriu, sutrumpėjo efektyvus apdorojimo laikas, reikalingas pjovimo stočiai. 2 lentelėje pateikiamas efektyvus apdorojimo laikas, kurio reikia kiekvienai stočiai po pirmojo proceso metodo optimizavimo. Galima nustatyti, kad 1 ir 2 dalys Bendras apdorojimo laikas sutrumpėjo 21,9%, o bendras 3 ir 4 dalių apdorojimo laikas sumažėjo 16,9%. Tačiau detalių apdirbimo laikas vis dar yra ilgas, o likusi marža lemia didelį darbo krūvį rankiniam tiksliam žymėjimui ir rankiniam smulkiam frezavimui. , darbo intensyvumas per didelis.

2 lentelė Efektyvus apdorojimo laikas, reikalingas kiekvienai lazerinio pjovimo metodo stočiai (vienetas: h)

Šių keturių odos dalių gamybos ir apdorojimo laikas vis dar per ilgas. Antrasis proceso metodas buvo optimizuotas CNC frezavimui, kuris sumažino žymėjimo, grubaus pjovimo ir smulkaus frezavimo darbo krūvį tik iki kontūro linijos, o skylės padėtis ir skylės dydis buvo užtikrintas CNC frezavimu, kad būtų užtikrintas tikslumas. Proceso patikrinimas nustatė, kad visam procesui reikalingas apdorojimo laikas atšoko, o pagrindinės paveiktos stotys yra rankinis formų pjovimas ir rankinis smulkus formų frezavimas. 3 lentelėje pateikiamas efektyvus apdorojimo laikas, reikalingas kiekvienai stočiai optimizavus CNC frezavimo proceso metodą. Palyginti su pirmaisiais optimizavimo rezultatais, bendras 1 ir 2 dalių apdorojimo laikas padidėjo 8%, o bendras 3 ir 4 dalių apdorojimo laikas padidėjo 1,7%. Analizuojant efektyvaus apdorojimo laiko padidėjimo priežastis, pagrindinė priežastis yra ta, kad CNC frezavimo laikas > bendras laikas, sumažintas optimizavus kitas darbo vietas. CNC padėties nustatymas, paviršiaus reguliavimas ir tikrinimo jungtys užtrunka ilgai ir reikalauja tolesnio reguliavimo.

3 lentelė Efektyvus apdorojimo laikas, reikalingas kiekvienai CNC frezavimo metodo stočiai (vienetas: h)

Kartu su lazerinio pjovimo metodo optimizavimo rezultatais, atliekant trečiąjį proceso optimizavimą, CNC frezavimo metodo rankinio grubaus pjovimo formos jungtis buvo optimizuota į lazerinio grubaus pjovimo formą. Grubus pjovimas lazeriu gali sumažinti detalės frezavimo ribą. Viena vertus, tai sumažina laiką, reikalingą rankiniam grubiam formos pjovimui, ir tuo pačiu netiesiogiai labai padidina rankinio smulkaus formos frezavimo apdorojimo laiką. 4 lentelėje pateiktas efektyvus apdorojimo laikas, reikalingas kiekvienai lazerio + CNC frezavimo metodo stočiai. Lyginant optimizavimo rezultatus, nustatyta, kad bendras optimizavimo efektas yra akivaizdus, ​​o bendras produkto apdorojimo laikas atitinkamai sumažėja 37,5% ir 40,8%, palyginti su prieš optimizavimą.

4 lentelė Efektyvus apdorojimo laikas, reikalingas kiekvienai lazerio + CNC frezavimo metodo stočiai (vienetas: h)

Šiuo straipsniu siekiama sumažinti titano lydinio porėtos odos dalių pjovimo sunkumus ir mažą gamybos efektyvumą, rekonstruoti proceso eigą ir palaipsniui optimizuoti proceso metodą. Apdirbimo priedo išlaikymo prielaida patikrinti skirtingi lakštinio metalo apdirbimo būdai, kompleksiškai palygintas procesui reikalingas laikas ir nustatytas optimalus proceso srautas. Galiausiai, problemai išspręsti buvo panaudotas lazerinio grubaus išorinės formos pjovimo ir vidinės skylės frezavimo CNC derinimo metodas. Pašalinama sudėtingo dalių apdirbimo problema ir žymiai sutrumpėja apdirbimo laikas.