Production improvement of an aeronautical part

Jelikož výrobci letecké techniky směřují k výrobě letadel s nízkou spotřebou, jednotlivé dílce se stávají více složitými pro výrobu. Kvalita a produktivita se stávají čím dál tím více kritickými faktory pro tyto výrobce dílců letecké techniky a zahrnují využití pokročilých technologií a inovačních řešení. Tzv. 5-osé obrábění poskytuje nové možnosti pro obráběné dílce a redukuje počet výrobních operací. Určité nové technologie - jako například tzv. „obrábění bez podpěr, ve vzduchu“ - umožňuje obrábění složitých součástí z hliníkových slitin v několika úsecích na jedno upnutí. Rozměry polotovaru jsou větší než součást, takže čelní fréza může odstranit přebytečný materiál a na konci obrábění dojde k oddělení hotového dílce od polotovaru materiálu. Jelikož je polotovar upnut ve strojním svěráku, může být dosaženo i velkého převisu. Toto uspořádání umožňuje výborný přístup k obráběným plochám. Ačkoliv toto uspořádání poskytuje lepší přístup řezného nástroje, nižší tuhost velkých dílců (typická pro tenkostěnné letecké součásti) způsobuje velké chvění během obrábění. Cílem této studie bylo řešení takovýchto problémů při zachování produktivity obrábění a kvality obrábění. Jelikož letecká výroba je malosériová s velkou variací tvarů strojních dílců, úspěšná metoda musí být adaptibilní v průmyslovém použití. Dalšími inovačními řešeními jsou navržené modální analýzy, tzv. sfázované obrábění a analýza variace otáček vřeteníku s využitím tříbřité frézy s proměnným úhlem šroubovice. Všechny testy byly provedeny na obráběcím stroji DMG 65, řízeném systémem Siemens 840D.Since aircrafts manufacturers intend to produce low consumption and efficient aircrafts, parts become more and more difficult to machine. Some processes like „air machining“ enables a one-step production for complex aluminium alloy shaped parts. Although the assembly offers a large access to cutting tool, the lack of stiffness for large parts, and especially for thin-walled aeronautics parts implies strong vibrations during machining. The aim of the study is to solve these difficulties in order to keep productivity and improve surface quality. Further innovative solutions are considered like modal analysis, in-phase machining, spindle speed variation, 3 flutes end mill and variable helix angle mill. All propositions are tested on DMG 65 machine tool with Siemens 840D controller. Although vibrations are intrinsic to flexible parts, surface quality has been improved with higher cutting continuity and variable helix angle cutting tool.