Titaniumlegering højstyrke metalpladebehandling

I lyset af vanskeligheden ved at skære i store størrelser, højstyrke og svært bearbejdelige titanlegeringshuddele, udførte vi iterativ forskning i forskellige metalpladebearbejdningsmetoder, rekonstruerede det originale procesflow og løste problemet med koldtrækning ved hjælp af introduktion af laserskæring, CNC fræsning og andre procesmetoder. Bearbejdningsnøjagtighedsproblemerne forårsaget af tilbagespring og bearbejdningsvanskelighederne ved manuel fræsning af højstyrkematerialer optimerer produktionseffektiviteten af ​​forskellige vanskelige at bearbejde led og reducerer bearbejdningstiden.

Ved produktion og forarbejdning af metalpladedele er skæreprocessen for det meste manuel skæring. Til produktion og forarbejdning af aluminiumslegeringsmaterialer er skæring og bearbejdning af plader med en tykkelse på mindre end 3,0mm mere egnet, men den samlede produktionseffektivitet og produktionsnøjagtighed er lav. Med den stigende efterspørgsel efter høj præcision og høj ydeevne i luftfartsprodukter, er anvendelsen af ​​titanlegeringer, aluminium-lithium legeringer, rustfrit stål og andre materialer gradvist stigende. Bearbejdningstiden, der kræves for at skære dele med komplekse former, uregelmæssige konturer, porøse og højstyrke materialer er lang. Behandlingen er sværere. Specielt store dele af skroget, der er behandlet af titanlegeringsmaterialer, har høj materialestyrke og stor træk-rebound-deformation. Det er ekstremt svært at opnå præcise former ved koldtegning. Fordi en vis procesmarginkompensation skal overvejes under laserskæring og CNC-skæring, reduceres produktionseffektiviteten af ​​dele [1-6]. Denne artikel tager koldtrukne huddele af titanlegering i stor størrelse som et eksempel. På den forudsætning, at man overvejer proceskompensation, sammenlignes den tid, der kræves til forskellige pladebearbejdningsprocesser, omfattende, og procesflowet optimeres baseret på verifikationsresultaterne for at forbedre effektiviteten af ​​svært bearbejdelige titanlegeringshuddele. Produktionseffektivitet og fremstillingsnøjagtighed. Efter den faktiske produktionsverifikation er bearbejdningsproblemet med de typiske titaniumlegeringshuddele, der er svære at bearbejde, vist i figur 1, blevet løst, og de største vanskeligheder ved skæring og bearbejdning er blevet elimineret. Gennem iterativ optimering af procesflowet er den samlede produktbehandlingstid blevet kraftigt forkortet i forhold til før optimering.

Figur 1 Typiske svært bearbejdelige titanlegeringshuddele

Huddele af titaniumlegering har mange huller, og nogle af hullerne har specielle former, såsom L-formede, ovale og rilleformer. Antallet af åbninger i delene er fordelt mellem 21 og 24, og der er flere positioneringsbenchmarks og gensidige koordinationsforhold i montageprocessen. Denne del er ekstremt vanskelig at bearbejde og har lav produktionseffektivitet. Under skæreprocessen af ​​dele skal operatøren først forpositionere, markere hvert hul og delens omridslinje, groft skære omridset og finde positioneringspunkterne for hver åbning, derefter markere linjen nøjagtigt og derefter afslutte fræsningen med hånden. Produktionsprocessen er lang, og forarbejdningen tager lang tid. Tabel 1 viser den effektive behandlingstid, der kræves for hver station i faktisk produktion. Den gennemsnitlige effektive behandlingstid, der kræves for de fire typer huddele, er relativt lang, 33,75 timer. I de fleste tilfælde kræves der 2 eller 3 personer til kollaborativ behandling, hvilket resulterer i lav produktionseffektivitet.

Tabel 1 Effektiv behandlingstid påkrævet for hver station i faktisk produktion (enhed: h)

Ud fra den effektive behandlingstid, der kræves for hver station vist i tabel 1, er det let at finde ud af, at den tid, der kræves til skæring (grovskæring og finfræsning) udgør 78 % af flaskehalsprocessen. Det vil sige, at nøglepunktet for at forbedre effektiviteten af ​​produktproduktionsorganisationen er det skærende led. . For at løse problemet med vanskelig skæring er det planlagt at introducere CNC skæremetode, rekonstruere procesflowet og gradvist iterativt optimere procesmetoden. Introducer laserskæring for optimering. Da der er mange koordinationsforhold mellem delhulspositionsskæring og montering, og koldtræknings-tilbagespring forårsager store afvigelser i delforms nøjagtighed, bevares en margin under implementeringsprocessen for at undgå generering af affald.

Ved at optimere den manuelle råskæringsforbindelse til laserskæring er den effektive bearbejdningstid, der kræves af skærestationen, blevet reduceret. Tabel 2 viser den effektive behandlingstid, der kræves af hver station efter den første optimering af procesmetoden. Det kan konstateres, at del 1 og del 2 Den samlede krævede behandlingstid blev reduceret med 21,9 %, og den samlede krævede behandlingstid for del 3 og 4 blev reduceret med 16,9 %. Bearbejdningstiden for dele er dog stadig lang, og den resterende margin resulterer i en stor arbejdsbyrde for manuel præcis mærkning og manuel finfræsning. , er arbejdsintensiteten for høj.

Tabel 2 Effektiv behandlingstid påkrævet for hver station med laserskæremetode (enhed: h)

Produktions- og forarbejdningstiden for disse fire huddele er stadig for lang. Den anden procesmetode var optimeret til CNC-fræsning, hvilket reducerede arbejdsbyrden med markering, grovskæring og finfræsning til kun omridslinjen, mens hulpositionen og hulstørrelsen blev sikret ved CNC-fræsning for at sikre nøjagtigheden. Procesverifikation fandt ud af, at den behandlingstid, der kræves for hele processen, er vendt tilbage, hvor de vigtigste berørte stationer er manuel skæring af figurer og manuel finfræsning af figurer. Tabel 3 viser den effektive behandlingstid, der kræves for hver station efter optimering af CNC-fræsningsmetoden. Sammenlignet med de første optimeringsresultater steg den samlede krævede behandlingstid for del 1 og 2 med 8 %, og den samlede krævede behandlingstid for del 3 og 4 steg med 1,7 %. Ved at analysere årsagerne til stigningen i effektiv bearbejdningstid er hovedårsagen, at CNC fræsetid > den samlede tid reduceret ved optimering af andre arbejdsstationer. CNC-positionering, overfladejustering og inspektionsled tager lang tid og kræver yderligere justering.

Tabel 3 Effektiv behandlingstid påkrævet for hver station med CNC-fræsemetode (enhed: h)

Kombineret med optimeringsresultaterne af laserskæringsmetoden, i den tredje procesoptimering, blev den manuelle ru skæreformforbindelse i CNC-fræsemetoden optimeret til laserens ru skæreform. Laserskæring kan minimere delens fræseprocesmargin. På den ene side reducerer det den tid, der kræves til manuel grovskæring af formen, og samtidig øger den indirekte bearbejdningstiden for manuel finfræsning af formen betydeligt. Tabel 4 viser den effektive behandlingstid, der kræves for hver station af laser + CNC fræsemetoden. Ved at sammenligne optimeringsresultaterne viser det sig, at den samlede optimeringseffekt er indlysende, og den samlede produktbehandlingstid er reduceret med henholdsvis 37,5 % og 40,8 % sammenlignet med før optimering.

Tabel 4 Effektiv behandlingstid påkrævet for hver station med laser + CNC fræsemetode (enhed: h)

Denne artikel sigter mod skærevanskelighederne og den lave produktionseffektivitet af porøse huddele af titanlegering, rekonstruerer procesflowet og optimerer gradvist procesmetoden. Ud fra den forudsætning, at bearbejdningsgodtgørelsen blev bevaret, blev forskellige pladebearbejdningsmetoder verificeret, den tid, der krævedes til processen, blev sammenlignet grundigt, og det optimale procesflow blev bestemt. Endelig blev der brugt en metode til at kombinere lasergrofskæring af den ydre form og CNC-fræsning af det indre hul til at løse problemet. Problemet med vanskelig bearbejdning af dele er elimineret, og bearbejdningstiden reduceres betydeligt.