Implementation of technology for high-performance milling of aluminum alloys using innovative tools and tooling

• Autorzy: Ostrowski Robert , Szpunar Marcin , Myśliwiec Piotr , Zwolak Marek , Bujny Marek

Identyfikatory

DOI

10.7862/rm.2024.9

Warianty tytułu

PL

Wdrożenie technologii wysokowydajnego frezowania stopów aluminium z wykorzystaniem innowacyjnych narzędzi i oprzyrządowania

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The research described in the concerns the development and implementation of new clamping technologies used in machining, particularly for thin-walled structural components of aircraft and helicopters. Among other things, the performance of the Schunk Vero-S Aviation clamping system in machining landing gear beams from 7075 T6 aluminum alloy was analyzed, resulting in significant increases in production efficiency and improvements in the geometric quality of machined parts. During experimental research and implementation testing, special chucks were used on the Schunk Vero-S Aviation system for machining the chassis beam. The results showed an improvement in the quality and accuracy of machined parts compared to traditional clamping methods. Increased production efficiency by minimizing scrap and significantly better surface quality and geometric properties compared to conventional clamping. These studies were conducted as part of a project by Ultratech Sp. z o.o. which was implementing a project co-financed by European Funds "Development and implementation of an innovative clamping method for milling processing of thin-walled structural elements of helicopters and airplanes".

PL

Badania opisane w artykule dotyczą rozwoju i wdrażania nowych technologii mocowania stosowanych w obróbce skrawaniem, szczególnie w przypadku cienkościennych elementów konstrukcyjnych samolotów i śmigłowców. Przeanalizowano m.in. wydajność systemu mocowania Schunk Vero-S Aviation w obróbce belek podwozia ze stopu aluminium 7075 T6, co umożliwiło w znacznym stopniu wzrost wydajności produkcji i poprawą jakości geometrycznej obrabianych części. Podczas badań eksperymentalnych i testów wdrożeniowych zastosowano specjalne uchwyty w systemie Schunk Vero-S Aviation do obróbki belki podwozia. Wyniki wykazały poprawę jakości i dokładności obrabianych części w porównaniu z tradycyjnymi metodami mocowania. Zwiększona wydajność produkcji poprzez zminimalizowanie ilości odpadów w postaci braków i znacznie lepszą jakość powierzchni po frezowaniu, oraz właściwości geometryczne w porównaniu do konwencjonalnego mocowania za pomocą zacisków czy imadeł. Badania te zostały przeprowadzone w ramach projektu przez firmę Ultratech Sp. z o.o., która realizowała projekt dofinansowany z Funduszy Europejskich "Opracowanie i wdrożenie innowacyjnej metody mocowania do obróbki frezarskiej cienkościennych elementów konstrukcyjnych helikopterów i samolotów".

Słowa kluczowe

EN

non-rigid parts; thin-walled element; titanium alloys; aluminium alloys; high performance milling

PL

części niesztywne; element cienkościenny; stopy tytanu; stopy aluminium; wysokowydajne frezowanie

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Advances in Mechanical and Materials Engineering
• Rocznik: 2024
• Tom: Vol. 41, nr 1
• Strony: 89--101
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Ostrowski Robert

• Department of Materials Forming and Processing, Faculty of Mechanical Engineering and Aeronautics, Rzeszów University of Technology

autor

Szpunar Marcin

• Doctoral School of the Rzeszów University of Technology

autor

Myśliwiec Piotr

• Department of Materials Forming and Processing, Faculty of Mechanical Engineering and Aeronautics, Rzeszów University of Technology

autor

Zwolak Marek

• Department of Materials Forming and Processing, Faculty of Mechanical Engineering and Aeronautics, Rzeszów University of Technology

autor

Bujny Marek

• Ultratech sp. z o.o., Sędziszów Małopolski

Bibliografia

• 1. Altintas, Y. (2016). Virtual high performance machining. Procedia CIRP, 46, 372–378. https://doi.org/10.1016/j.procir.2016.04.154
• 2. Aurrekoetxea, M., Llanos, I., Zelaieta, O., & de Lacalle, L. N. L. (2022) Towards advanced prediction and control of machining distortion: a comprehensive review. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 122, 2823–2848. https://doi.org/10.1007/s00170-022-10087-5
• 3. Bałon, P., Rejman, E., Smusz, R., & Kiełbasa, B. (2017). Obróbka z wysokimi prędkościami skrawania cienkościennych konstrukcji lotniczych. Mechanik, 8-9, 726-729. https://doi.org/10.17814/mechanik.2017.8-9.105
• 4. Cichosz, P. (2022) Nowoczesne procesy obróbki skrawaniem. Wydawnictwo Naukowe PWN.
• 5. Fiedler, F., Ehrenstein, J., Höltgen, C., Blondrath, A., Schaper, L., Göppert, A., & Schmitt, R. (2024). Jigs and fixtures in production: A systematic literature review. Journal of Manufacturing Systems, 72, 373–405. https://doi.org/10.1016/j.jmsy.2023.10.006
• 6. INTEFIX (2013). INTElligent FIXtures for the manufacturing of low rigidity components. Grant agreement ID: 609306.
• 7. Li, Z., Zeng, Z., Yang, Y., Ouyang, Z., Ding, P., Sun, J., & Zhu, S. (2024). Research progress in machining technology of aerospace thin-walled components. Journal of Manufacturing Processes, 119, 463-482. https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2024.03.111
• 8. Möhring, H. C., & Wiederkehr, P. (2016). Intelligent fixtures for high performance machining. Procedia CIRP, 46, 383-390. https://doi.org/10.1016/j.procir.2016.04.042
• 9. Oczoś, K. E., & Kawalec, A. (2012). Kształtowanie metali lekkich. Wydawnictwo Naukowe PWN.
• 10. Ostrowski, R., Tyczyński, P., & Śliwa, R. (2013, November 5-7). Development of tools with blades based on diamond materials for the aviation industry AIRTEC 2013 - 8th International Conference „Supply on the wings" Frankfurt, Germany.
• 11. Pieśko, P., & Kuczmaszewski, J. (2022), Obróbka elementów cienkościennych narzędziami o obniżonej sztywności. Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej.
• 12. Schiess Vero-S Aviation (2020, May 30). Reduzierung der Rüstzeiten in der Großteilebearbeitung. https://www.zerspanungstechnik.com/bericht/werkstueckspannung/reduzierung_der_ruestzeiten_in_der_groteilebearbeitung-2018-06-26
• 13. Yang, S., Yin, T., & Wang, F. (2022). Research on finite element simulation and parameters optimization of milling 7050-T7451 aluminum alloy thin-walled parts. Recent Patents on Engineering, 16(1), 82–93. https://doi.org/10.2174/1872212114999200902153633
• 14. Zawada-Michałowska, M., & Kuczmaszewski, J. (2020). Odkształcenia elementów cienkościennych po frezowaniu. Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej.
• 15. Zawada-Michałowska, M., Kuczmaszewski, J., Legutko, S., & Pieśko, P. (2020a). Techniques for thin-walled element milling with respect to minimising post-machining deformations. Materials, 13(21), Article 4723. https://doi.org/10.3390/ma13214723
• 16. Zawada-Michałowska, M., Kuczmaszewski, J., & Pieśko, P. (2020b). Pre-machining of rolled plates as an element of minimising the post-machining deformations. Materials, 13(21), Article 4777. https://doi.org/10.3390/ma13214777
• 17. Zheng, Y., Hu, P., Wang, M., & Huang, X. (2023). Prediction model for the evolution of residual stresses and machining deformation of uneven milling plate blanks. Materials, 16(18), Article 18. https://doi.org/10.3390/ma16186113
• 18. Zrník, J., Cieslar, M., & Slama, P. (2014). Structure development and deformation behaviour of pure aluminium processed by constrained groove pressing. Materials Science Forum, 794–796, 882–887. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.794-796.882

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).