Úvod
V oblasti pokročilé výroby představují 5osá CNC obráběcí centra vrchol přesnosti a všestrannosti. Tato případová studie, přístupná z pohledu projektového inženýra, předvádí reálnou aplikaci 5osého CNC stroje k výrobě složité letecké součásti, demonstruje její schopnosti, překonání výzev a inženýrské poznatky získané během procesu.
Přehled projektu
Předmětný projekt zahrnoval obrábění držáku leteckého motoru z titanové slitiny (Ti-6Al-4V). Díl vyžadoval složité obrysy, hluboké kapsy a přesné otvory vrtané pod různými úhly, což z něj činilo ideálního kandidáta pro 5osé obrábění. Cílem bylo dosáhnout tolerancí do 5 mikronů při zachování požadavků na povrchovou úpravu kritických pro letecké aplikace.
 Výběr stroje
Zvoleným 5osým CNC obráběcím centrem pro tento projekt bylo DMG MORI NLX 2500 SY|700, známé pro svou vysokou tuhost, přesnost a schopnost zpracovávat náročné materiály, jako je titan. Jeho integrovaná konstrukce vřetena a otočný naklápěcí stůl (osa B a osa C) umožňují plné 5osé simultánní obrábění, což je klíčové pro efektivní a přesnou výrobu naší součásti.
Plánování procesu
Krok 1: Návrh CAD/CAM
S využitím softwaru Siemens NX byl 3D model pečlivě navržen, což zajistilo přesné znázornění všech geometrických složitostí. Programování CAM bylo prováděno pomocí hyperMILL, optimalizující dráhy nástroje pro minimální dobu cyklu a maximální rychlost úběru materiálu při zachování životnosti nástroje.
Krok 2: Strategie obrábění
Pro různé obráběcí operace byla vybrána kombinace monolitních karbidových stopkových fréz, kulových fréz a dělových vrtáků. Nástroje z karbidu wolframu byly preferovány pro svou tepelnou odolnost a trvanlivost při práci s titanem.
Pro minimalizaci vibrací a zajištění účinného odvodu třísek byly implementovány adaptivní strategie čištění a vysokorychlostní obráběcí techniky.
Krok 3: Konstrukce upínacího přípravku
Zakázkový hydraulický upínací přípravek byl navržen tak, aby bezpečně držel obrobek během agresivních řezných operací a zároveň minimalizoval deformaci.
Provedení obrábění
Počáteční nastavení
Obrobek byl přesně namontován na otočný stůl pomocí vlastního upínacího přípravku, čímž byla zajištěna opakovatelnost a přesnost.
Pro ověření geometrie stroje a délek nástrojů byly spuštěny kalibrační rutiny.
Fáze obrábění
Hrubování: Těžké hrubovací řezy byly prováděny s použitím strategie trochoidního frézování k odstranění sypkého materiálu, po kterém následovaly polodokončovací průchody, aby se dosáhlo konečného tvaru.
Polodokončování a dokončování: Pro konturovací operace byly použity frézy s kulovým čelem, s nepřetržitým 5osým pohybem udržujícím konzistentní výšku vroubkování pro hladký povrch.
Vrtání děr a závitování: Hluboké díry byly vrtány pomocí pistolových vrtáků pod vysokotlakou chladicí kapalinou, aby byla zachována přímost a zabránilo se opotřebení nástroje. Závitníky byly poté použity pro vytváření závitů při řízených rychlostech posuvu.
Finální kontrola: Dokončený díl prošel přísnou kontrolou pomocí souřadnicového měřicího stroje (CMM) pro ověření rozměrové přesnosti a parametrů povrchové úpravy.
Výzvy a řešení
Tepelná expanze: Ke zmírnění tepelného růstu titanového obrobku bylo obrábění prováděno v prostředí s řízenou teplotou a dráhy nástroje zahrnovaly strategická období chlazení.
Opotřebení nástroje: Časté monitorování nástroje a adaptivní rychlosti posuvu založené na monitorování zatížení v reálném čase pomohly prodloužit životnost nástroje a udržet kvalitu součásti.
Přesnost během dlouhých cyklů: Pravidelná kalibrace stroje a používání vysoce kvalitních lineárních vah zajistilo přesnost polohy během prodloužených obráběcích cyklů. 
Závěr Úspěšné provedení tohoto projektu podtrhuje klíčovou roli 5osých CNC obráběcích center při řešení přísných požadavků moderní výroby, zejména v leteckém průmyslu. Využitím pokročilého softwaru, strategických nástrojů a pečlivého plánování jsme dosáhli nesrovnatelné přesnosti a efektivity a proměnili komplexní plán na hmatatelnou, vysoce výkonnou komponentu. Tato případová studie slouží jako důkaz transformační síly 5osé technologie při posouvání hranic výrobních možností.
|
Výběr stroje 
