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Discussion sur les avantages de l'usinage cnc cinq axes pour les pièces aéronautiques

December 6, 2022

Il y a plus de 500 000 pièces dans un avion, un avion spatial ou simplement un avion volant, et une grande partie d'entre elles doit être très précise et durable.S'assurer que ces pièces ont la meilleure qualité et le meilleur coût est un objectif important du traitement industriel de l'aérospatiale.


Problèmes dans la production de pièces d'aviation
Il existe de nombreux problèmes dans l'usinage de précision à cinq axes de l'aérospatiale.Premièrement, un grand nombre de composants aérospatiaux sont constitués d'une large gamme de matériaux.Les composants de moteur les plus critiques dans le travail des avions sont constitués d'alliages durcissants résistants à la chaleur qui sont extrêmement difficiles à usiner.La conductivité thermique de ces alliages est médiocre, de sorte que la chaleur pendant le traitement s'accumule dans les outils.Les alliages de nickel sont généralement vieillis ou autrement traités thermiquement et donc difficiles à usiner.Par rapport à d'autres industries, la précision des pièces aérospatiales est beaucoup plus stricte et la forme géométrique des pièces est beaucoup plus complexe.

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En plus des problèmes de traitement direct, il existe de nombreux problèmes indirects.L'un d'eux comprend des normes de production.Comme l'industrie médicale, la production aérospatiale est l'une des industries les plus réglementées au monde et il est difficile de répondre à toutes les exigences de qualité.
Le poids est extrêmement important pour les avions de l'espace aérien.Plus la conception est légère, moins de carburant est consommé, de sorte que les ingénieurs aérospatiaux conçoivent souvent des pièces avec des parois minces, des treillis, des bandes, etc. Traditionnellement, elles sont usinées à partir de blocs de métal moulés ou emboutis, et le rebut de ces pièces est de 95 %.Cependant, la faible efficacité des matériaux n'est pas le seul problème.Le problème réel lors de l'usinage de telles pièces est la déformation causée par une force de coupe élevée


Si vous augmentez trop l'avance et la profondeur de coupe, en particulier pour les alliages de nickel, la paroi peut être cassée à cause des vibrations ou déformée à cause de la surchauffe.Le résultat est généralement que vous coupez une petite puce lors de l'exploration et que le temps de traitement total est impossible.
Que pouvez-vous faire pour réduire le temps de traitement et traiter réellement des pièces aérospatiales à parois minces concurrentes ?La première chose à faire est de réduire les vibrations.L'outil vibrant heurte la paroi mince et se plie ou se casse.Par conséquent, afin de réduire les vibrations, il est préférable de réduire la vitesse d'avance mais d'augmenter le nombre d'arêtes de coupe de la fraise (même en utilisant plusieurs fraises sur le tour).La meilleure stratégie de coupe pour les pièces aérospatiales à parois minces est le fraisage en avant.
Cette stratégie utilise l'alimentation dans le sens opposé à la stratégie de fraisage traditionnelle.Cela se traduit par une force de coupe moindre, une meilleure finition de surface et, plus important encore, la fraise pénètre dans le matériau avec l'épaisseur de paroi la plus épaisse, de sorte que la vibration est beaucoup plus faible.Pour faire face à la surchauffe,


Chemin d'usinage cycloïdal pour réduire la surchauffe des alliages aérospatiaux
La surchauffe des pièces due à une mauvaise conduction thermique est un problème typique des pièces d'aviation.Une stratégie d'usinage pour réduire l'accumulation de chaleur est appelée fraisage cycloïdal.Il utilise largement les fonctions des machines-outils à commande numérique pour suivre des trajectoires de coupe complexes.La stratégie cycloïde utilise une petite fraise (plus petite que la coupe en tout cas) qui suit une trajectoire similaire à la projection latérale d'un ressort sur un plan.Une courbe - la fraise coupe, puis revient pendant la deuxième courbe, puis coupe à nouveau le métal.Cette stratégie alloue le temps de contact entre l'outil et la pièce afin que le fluide de coupe ait le temps de refroidir efficacement les deux.

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Le tournage cycloïdal est similaire au fraisage, utilisant de courtes séquences de coupe et de pause pour permettre au liquide de refroidissement de fonctionner et d'éviter la surchauffe.Cette stratégie a plus de parcours d'outils à vide que les autres stratégies, mais elle contrecarre cet effet en augmentant la vitesse de coupe et l'avance.
Choisir le bon outil pour un usinage rapide


En parlant de machines-outils, les machines-outils à commande numérique ont joué un grand rôle et elles ont été largement utilisées dans le traitement de l'aluminium.L'un des moyens les plus importants d'améliorer l'efficacité de l'usinage est de choisir le bon outil.Si l'alliage le plus tendre est bien analysé, de nombreux fabricants proposent des solutions pour l'aluminium et d'autres alliages.Cependant, de nombreux matériaux aérospatiaux sont classifiés, ils doivent donc être sélectionnés sur place.

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La technique de sélection d'outils efficaces pour les matériaux résistants à la chaleur doit contrecarrer les caractéristiques négatives du matériau.
Par conséquent, un outil parfait doit avoir de très petites vibrations, doit être très dur et doit être capable de résister à des températures élevées pour avoir une durée de vie constante et une alimentation efficace.Un exemple parfait d'un outil à cet effet est un outil de coupe au diamant.
Les lames en diamant artificiel sont plus dures et plus durables que les lames en carbure cémenté et peuvent fonctionner à des températures plus élevées.L'usinage au diamant a sa particularité, mais il peut certainement être modifié pour répondre aux besoins des industriels de l'aéronautique.En plus des outils diamantés, les outils céramiques se sont également avérés très performants car ils peuvent travailler à la température la plus élevée.
Afin de réduire les vibrations des pièces usinées, il est important d'utiliser des fraises avec plus d'arêtes de coupe et des angles d'arête plus vifs.Ce type de fraise minimise le temps et la distance qui s'écoulent avant que l'arête de coupe suivante n'atteigne le matériau, réduisant ainsi les vibrations, et vous pouvez augmenter les paramètres de coupe pour améliorer l'efficacité.