Аэрокосмическая промышленность и оборона в центре внимания:компоненты шасси

В третьей части нашей серии статей об аэрокосмическом производстве мы подробно рассмотрим производство компонентов шасси с прицелом на то, что производители инструментов получают, работая с некоторыми из крупнейших аэрокосмических производителей и субподрядчиков в отрасли.

В этом году мы углубились в производство крыльев самолетов и компонентов двигателей для аэрокосмической и оборонной промышленности. Теперь мы углубимся в компоненты шасси.

Являясь одной из наиболее ответственных частей самолета, системы шасси несут большую нагрузку. Буквально весь вес самолета, истребителя или вертолета приходится на шасси во время руления, посадки и взлета. И в зависимости от того, где приземляется самолет, например, на авианосец посреди Тихого океана, материалы, из которых изготовлено шасси, могут различаться.

«Убирающееся шасси, которое сейчас является обычным явлением на коммерческих и военных самолетах, было впервые разработано для самолета Triad Гленна Кёртисса в 1911 году», — говорится в сообщении в блоге Национального музея авиации и космонавтики.

Шасси самолета влияет на то, как он ведет себя на земле, а также на то, как самолет ведет себя в небе, поскольку оно влияет на другие аспекты, включая вес, производительность и надежность.

Мы беседуем с тремя ведущими производителями инструментов в отрасли, чтобы узнать о проблемах, связанных с материалами, и нюансах резки металла, а также обсудим реальные примеры, когда инструменты и обработка изменили ситуацию для производителей аэрокосмической отрасли.

Материалы, используемые в современных компонентах шасси

В основном поставщики инструментов говорят, что они видят два основных типа материалов в крупных компонентах современных шасси, которые включают либо 300M, низколегированную сталь, очень твердую, либо Ti-5553, титановый сплав, известный своей прочностью и износостойкостью. прокаливаемость.

«В коммерческих самолетах Boeing и Airbus используют оба этих материала, но это зависит от требований к нагрузке модели самолета», — говорит Скотт Кози, инженер по применению Seco Tools.

Большинство этих типов материалов используются в различных компонентах шасси, включая балку тележки, распорки, реактивные рычаги и стойку, которую также иногда называют «главным цилиндром».

Источник:Concordesst.com

Но есть и другие материалы, используемые в других компонентах шасси, в том числе алюминий, легированная сталь 4340 и некоторое количество титана, который часто используется в кронштейнах, скобах и звеньях шасси, объясняет Кози.

В шасси есть и другие более мелкие компоненты, в том числе фланцы, карманы, рассверленные отверстия, расточенные отверстия и множество точек соединения, — говорит Марк Фрэнсис, штатный инженер по аэрокосмической и оборонной промышленности Kennametal. Например, отверстие может иметь диаметр от 8 до 10 дюймов и глубину 36 дюймов. Для выполнения задачи вам потребуются специальные инструменты и процессы.

«Еще один материал, который мы видим для очень специфических вариантов использования авианосца, — это использование AerMet 100 — труднообрабатываемой высокопрочной стали», — говорит Фрэнсис. «Он может выдерживать высокие ударные нагрузки — подумайте о сопротивлении разрушению и ударной вязкости, необходимых для посадки авианосца на короткую взлетно-посадочную полосу авианосца, — а также обладает высокой коррозионной стойкостью к соли и воде в океане».

AerMet 100 используется почти исключительно на истребителях, направляющихся на авианосцы.

<сильный>  Нужен ответ на технический вопрос? Задайте вопрос технической команде MSC Metalworking на форуме.

Самые сложные области компонентов шасси для обработки и производства

Как вы можете себе представить, самые большие компоненты шасси могут медленно обрабатываться, а именно из-за их размера. Такие детали, как главный цилиндр и балка грузовика, которую обычно называют «осевой балкой», могут достигать высоты примерно 25 футов.

К другим сложным деталям относится ползунок, или «внутренний цилиндр», — говорит Кози.

«Внутренние отверстия в этих деталях могут иметь длину до 70 дюймов», — говорит Атул Шарма, инженер по аэрокосмическим приложениям Seco Tools. «Они очень большие и длинные. И допуск может быть трудно удержать при резке. Зажим может быть проблемой».

Все производители инструментов, с которыми мы разговаривали, ясно дали понять, что такие большие детали часто обрабатываются медленно. Существует предположение, что вы можете обрабатывать 300 миллионов материалов с большой площадью поверхности в футах в минуту. Но реальность такова, что эти большие детали просто слишком тяжелые и большие, и для них требуется специальное крепление, чтобы предотвратить вибрацию деталей и максимально использовать возможности режущего инструмента.

Но по сравнению со многими никелевыми сплавами, материалами Waspalloys и Rene эти стальные и титановые материалы не являются невероятно сложными, — объясняет Билл Дуроу, руководитель отдела глобальных инженерных проектов в аэрокосмической отрасли Sandvik Coromant.

«Во многих случаях это масштаб компонентов. Они огромные», — говорит Дуроу. «И нет ничего однородного. Они часто имеют странную форму, поэтому вы не можете просто бросить их на токарный станок. Часто производители аэрокосмической техники используют станки с большим отверстием или большие портальные станки, что занимает много времени».

Посмотрите системы шасси от проектирования до производства и готовой детали. Источник:Safran Landing Systems

Производители инструментов наблюдают тенденцию некоторых производителей аэрокосмической отрасли переходить от портальных станков и фрезерования отверстий к обработке по оси B и использовать токарно-фрезерные станки для меньшего количества настроек и фиксации, а также выполнять 4-5-осевое профилирование вокруг деталей.

Но этот новый метод требует большего программирования и нового подхода к геометрии резки, чтобы повысить эффективность производства шасси. Нередки случаи, когда на изготовление шасси от начала до конца уходят месяцы.

Что нового в аэрокосмической отрасли? Инновации в аддитивном производстве. Читать “ Удивительная эволюция 3D-печати в аэрокосмической и оборонной промышленности ».

Обработка шасси в реальном мире

Вот три реальных примера изготовления деталей и компонентов шасси, где правильная оснастка или новый подход оказали влияние.

Торсионное звено

Вызов: Клиент Seco Tool боролся с торсионным звеном — областью шасси, которая соединяет вместе внутренний и внешний цилиндры — при резке титанового материала 10-2-3. Время цикла составляло 60 часов с шестью различными настройками. Клиент всегда сильно запаздывал с доставкой деталей и был на грани потери контракта с OEM-производителем.

Решение: Seco Tools сотрудничала с заказчиком и партнерами, чтобы решить проблему механической обработки заказчика в рамках партнерства с DMG Mori. Seco Tools помог найти совершенно новый подход, начав с нуля с чертежами, моделями и инструментами.

Результат: Заказчик сократил число операций изготовления деталей и оснастки с шести до двух, а также сократил время цикла с 60 до 23 часов, или на 62 процента. Это увеличило производство и обеспечило своевременную поставку деталей. В конечном итоге это решение позволило производителю аэрокосмической техники сохранить свой контракт.

Инструменты, разработанные для материала

Вызов: Кованый компонент шасси весом 400 фунтов, изготовленный из Ti-5553, прожигал инструменты для клиента Kennametal. Заказчик запрограммировал новую смену инструмента каждые 30 минут. Когда закончите, эта часть будет около 210 фунтов. Но этот титановый материал имел альфа-корпус, который было трудно пробить.

Решение: Kennametal использовала спиральные фрезы с 8-гранными пластинами и сверла, разработанные специально для этого особого и прочного сплава титана.

Результат: Время черновой обработки увеличилось с 25 часов до 15 часов. Время цикла сократилось на 40 процентов. Стойкость инструмента увеличилась на 300 %:инструменты теперь служат 120 минут до того, как потребуется новая режущая кромка.

Новый подход с использованием существующего инструмента

Вызов: Детали для компонентов шасси подвергались большому 5-осевому движению и перемещению инструмента, поскольку действующий инструмент поднимал заднюю часть вставки и ломал винт, поскольку резак имел блокировку с проушиной, чтобы удерживать его в натянутом состоянии. Заказчику из аэрокосмической отрасли слишком часто приходилось останавливать производство, так как детали требовали слишком много ручного вмешательства и няни. Дела шли слишком медленно.

Решение: Sandvik Coromant применил инструмент, изначально разработанный для обработки лопастей при горизонтальной обработке, и применил его к этой вертикальной операции, а также предложил наклон или «исцеление» инструмента, чтобы он был немного приподнят, на два-три градуса, чтобы избежать обратного резания инструмента. . В нем также использовались приемы закругления выступов, и он работал очень хорошо.

Результат: Безопасность процесса. Движение вставки исчезло. Вставные винты больше не ломались. И заказчик смог перестать нянчиться с процессом и перейти к более «тихой» производственной среде. Операторы могли работать на нескольких машинах одновременно.

Как вы справляетесь с сокращением времени цикла в аэрокосмическом производстве? Поговорите со своими коллегами в форум по металлообработке <сильный>. [требуется регистрация]