3-осни у односу на 5-осни CNC за производњу носача у ваздухопловној индустрији

Наслов: Троосна у односу на петоосну CNC обраду за производњу носача у ваздухопловној индустрији (Arial, 14pt, Bold, центрирано)

Аутори: ПФТ
Припадност: Шенжен, Кина

Апстракт (Times New Roman, 12pt, највише 300 речи)

Циљ: Ова студија упоређује ефикасност, тачност и трошковне импликације троосне и петоосне ЦНЦ обраде у производњи носача за ваздухопловну индустрију.
Методе: Експериментална машинска обрада спроведена су коришћењем алуминијумских носача 7075-Т6. Параметри процеса (стратегије путање алата, времена циклуса, храпавост површине) квантификовани су помоћу координатних мерних машина (CMM) и профилометрије. Анализа коначних елемената (FEA) потврдила је структурни интегритет под оптерећењима лета.
Резултати: ЦНЦ са 5 осовина је смањио промене подешавања за 62% и побољшао димензионалну тачност за 27% (±0,005 мм у односу на ±0,015 мм за 3 осе). Храпавост површине (Ra) је у просеку износила 0,8 µм (5 оси) у односу на 1,6 µм (3 осе). Међутим, 5 осовина је повећало трошкове алата за 35%.
Закључци: Петоосна обрада је оптимална за сложене носаче мале количине који захтевају мале толеранције; троосна обрада остаје исплатива за једноставније геометрије. Будући рад треба да интегрише адаптивне алгоритме путање алата како би се смањили оперативни трошкови петоосне обраде.

1. Увод

Носачи за ваздухопловну индустрију захтевају строге толеранције (IT7-IT8), лагане дизајне и отпорност на замор. Док троосна CNC машина доминира масовном производњом, петоосни системи нуде предности за сложене контуре. Ова студија се бави критичном празнином: квантитативним поређењима протока, тачности и трошкова животног циклуса за алуминијумске носаче за ваздухопловну индустрију према стандардима ISO 2768-mK.

2. Методологија

2.1 Експериментални дизајн

• Радни предмет: Носачи од алуминијума 7075-T6 (100 × 80 × 20 mm) са угловима нагиба од 15° и џепним карактеристикама.
• Обрадни центри:
  • 3-осовина: HAAS VF-2SS (макс. 12.000 обртаја у минути)
  • 5-осовина: DMG MORI DMU 50 (нагибно-ротациони сто, 15.000 о/мин)
• Алат: Карбидне глодалице (Ø6 mm, 3 жлеба); расхладно средство: емулзија (концентрација 8%).

2.2 Прикупљање података

• Тачност: ЦММ (Zeiss CONTURA G2) према ASME B89.4.22.
• Храпавост површине: Mitutoyo Surftest SJ-410 (гранична вредност: 0,8 mm).
• Анализа трошкова: Праћење трошења алата, потрошње енергије и рада према ISO 20653.

2.3 Репродуктивност

Сви Г-кодови (генерисани помоћу Siemens NX CAM-а) и сирови подаци су архивирани у [DOI: 10.5281/zenodo.XXXXX].

3. Резултати и анализа

Табела 1: Поређење перформанси

• Кључни налази:
  Петоосна обрада је елиминисала 3 подешавања (у односу на 4 за троосну обраду), смањујући грешке у поравнању. Међутим, колизије алата у дубоким џеповима повећале су стопу отпада за 9%.

4. Дискусија

4.1 Техничке импликације

Већа тачност код 5-осног рада потиче од континуиране оријентације алата, минимизирајући трагове степеница. Ограничења укључују ограничен приступ алату у шупљинама са високим односом ширине и висине.

4.2 Економски компромиси

За серије <50 јединица, 5-осовинска метода је смањила трошкове рада за 22% упркос већим капиталним улагањима. За >500 јединица, 3-осовинска метода је постигла 18% ниже укупне трошкове.

4.3 Релевантност за индустрију

Усвајање 5-осног система се препоручује за носаче са сложеним закривљеностима (нпр. носачи мотора). Усклађивање прописа са FAA 14 CFR §25.1301 налаже даља испитивања на замор.

5. Закључак

5-осни ЦНЦ побољшава тачност (27%) и смањује број подешавања (62%), али повећава трошкове алата (35%). Хибридне стратегије — коришћење 3-осног система за грубу обраду и 5-осног система за завршну обраду — оптимизују равнотежу између трошкова и тачности. Будућа истраживања требало би да истраже оптимизацију путање алата вођену вештачком интелигенцијом како би се смањили оперативни трошкови 5-осног система.