정밀 CNC 기계 공장은 알루미늄 정밀 주물의 생산 속도를 80% 이상 향상시킵니다.

몇 년 전, 유전 사업 상황이 악화되면서 Ogden, Utah의 LeanWerks는 보다 균형 잡힌 고객 기반과 안정적인 작업 흐름을 구축하기 위해 다른 산업(항공우주 및 고속 자동화 포함)에서 작업을 추구하게 되었습니다. 현재 AS9100C 항공우주 표준에 등록된 계약 공장은 또한 새로운 산업에서 직면하게 될 가공 작업에 더 적합하도록 기존 가공 용량 중 일부를 조정하기 시작했습니다.

회사 사장이자 공동 창립자인 Reid Leland는 제트 엔진 연료 필터 하우징을 위한 알루미늄 매몰 주조를 예로 들었습니다. LeanWerks가 이 작업을 도입했을 때 항공우주 주조소 고객은 내부 가공 프로세스, 즉 생산 속도가 느려 납품 일정이 거의 1년 뒤쳐졌습니다. 그 결과, 이 하우징이 설치된 제트 엔진의 OEM인 고객은 인내심을 잃었고, 이 작업 지연으로 인한 적체로 인해 다른 고객도 실망하게 되었습니다. 따라서 내부 가공 자원에 대한 부담을 어느 정도 완화하려는 노력의 일환으로 주조소는 LeanWerks에 연락하여 해당 주물의 가공을 맡는 것을 고려했습니다.

많은 엔지니어들이 다른 주조 공정에 비해 치수 정밀도가 좋고 복잡한 형태를 제공하기 때문에 부품 설계에 매몰 주조를 지정하지만, 이러한 부품은 고성능 어셈블리에서 정확한 맞춤과 기능을 달성하기 위해 여전히 가공이 필요합니다.

그러나 이러한 유형의 주조 부품의 다양성과 이와 관련된 까다로운 작업 유지 요구 사항으로 인해 일부 작업장은 이러한 유형의 가공 작업을 기피하게 됩니다.

예를 들어, 연료 필터 하우징에는 심공 밀링, 보링, 페이싱, 드릴링, 태핑, 내경 홈 가공 및 3D 윤곽 가공을 포함한 여러 가공 작업이 필요합니다. 원래 LeanWerks는 3축 밀의 여러 설정과 터닝 센터의 한 설정을 사용하여 작업을 완료할 수 있을 것이라고 생각했습니다. 여러 설정으로 인해 복잡한 기준 체계로 부품의 엄격한 위치 공차를 달성할 수 없기 때문에 결국 이것이 최선의 전략이 아니라고 결정했습니다.

대신 LeanWerks는 Mazak Integrex i200S 턴밀의 밀링 기능을 활용하여 가공 중에 부품이 접촉되는 횟수를 최소화할 수 있는 방법을 고려했습니다. 이 공장에서는 주로 이 기계를 사용하여 수압 파쇄 및 코일 튜브 응용 분야에 필요한 석유 및 가스 산업의 고압 펌핑 작업을 위한 테이퍼형 플러그 밸브 인서트를 생산했습니다. Integrex는 부품의 테이퍼형 외경을 회전할 수 있고 내부 교차축 유동 보어를 밀링할 수 있기 때문에 밸브 인서트 부품에 매우 적합했습니다. 기계는 또한 O-링과 관련된 보어를 밀링할 수 있었는데, 이는 보어의 원추형 표면으로 인해 5축 윤곽 작업이 필요했습니다.

즉, 회전이 필요 없는 턴밀에서 연료 필터 하우징 부품을 가공하는 작업에는 다양한 어려움이 있었습니다. 예를 들어, A356.0 항공기 등급 주조 알루미늄은 실리카 함량이 높으며 절삭 공구에 단단할 수 있습니다.

또한 부품의 형상은 모든 면(13인치 깊이 주조 바닥 내부의 중요한 부품 포함)에서 여러 각도로 여러 기능을 갖고 있으며 벽이 얇은 부분은 가공 중에 진동 문제를 일으킵니다. 또한, 복잡한 기준 구조를 가진 부품에는 넓게 분리된 일부 형상에 대한 0.25mm의 실제 위치 공차, 덜 분리된 다른 형상에 대해 0.01mm의 크기 공차 및 0.05mm의 실제 위치 공차를 포함하여 엄격한 공차가 필요합니다.

결과적으로 LeanWerks는 턴밀을 통해 매몰 주조의 5개 ​​면을 한 번의 설정으로 효과적으로 가공할 수 있도록 본질적으로 세 단계를 수행했습니다. 첫 번째 단계는 부품의 5개 측면에서 가공이 수행될 수 있도록 주물을 고정하는 고정 장치를 설계하는 것이었습니다. 이 고정 장치 디자인의 핵심 구성 요소는 주물 본체와 맞물리면서 크래들 다리 사이와 옆에 있는 기능에 대한 접근을 제공하는 크래들입니다. 주물을 크래들에 고정하기 위해 크래들 다리 사이에 체인과 풀리 메커니즘을 설치하여 조임력을 고르게 분산시켰습니다.