3-ása vs 5-ása CNC fyrir framleiðslu á geimfarsfestingum

Titill: 3-ása vs. 5-ása CNC vinnsla fyrir framleiðslu á flugvélafestingum (Arial, 14pt, feitletrað, miðjusett)

Höfundar: PFT
Tengsl: Shenzhen, Kína

Ágrip (Times New Roman, 12pt, hámark 300 orð)

Tilgangur: Þessi rannsókn ber saman skilvirkni, nákvæmni og kostnaðaráhrif 3-ása og 5-ása CNC vinnslu í framleiðslu á flug- og geimfestingum.
Aðferðir: Tilraunir með vélrænni vinnslu voru gerðar með álfestingum úr 7075-T6 stáli. Ferlibreytur (verkfærabrautaraðferðir, hringrásartími, yfirborðsgrófleiki) voru magngreindar með hnitmælingum (CMM) og sniðmælingum. Greining á endanlegum þáttum (FEA) staðfesti burðarþol undir flugálagi.
Niðurstöður: 5-ása CNC minnkaði uppsetningarbreytingar um 62% og jók víddarnákvæmni um 27% (±0,005 mm á móti ±0,015 mm fyrir 3-ása). Yfirborðsgrófleiki (Ra) var að meðaltali 0,8 µm (5-ása) á móti 1,6 µm (3-ása). Hins vegar jók 5-ása notkun verkfærakostnað um 35%.
Niðurstöður: 5-ása vinnsla er best fyrir flóknar sviga með litlu magni sem krefjast þröngra vikmörka; 3-ása vinnsla er hagkvæm fyrir einfaldari rúmfræði. Framtíðarvinna ætti að samþætta aðlögunarhæfar verkfæraslóðarreiknirit til að draga úr rekstrarkostnaði 5-ása verkfæra.

1. Inngangur

Flugfestingar krefjast strangra vikmörka (IT7-IT8), léttrar hönnunar og þreytuþols. Þó að 3-ása CNC kerfi séu ráðandi í fjöldaframleiðslu, bjóða 5-ása kerfi upp á kosti fyrir flóknar útlínur. Þessi rannsókn fjallar um mikilvægt bil: megindlega samanburð á afköstum, nákvæmni og líftímakostnaði fyrir álfestingar í flug- og geimferðaflokki samkvæmt ISO 2768-mK stöðlum.

2. Aðferðafræði

2.1 Tilraunahönnun

• Vinnuhluti: 7075-T6 álfestingar (100 × 80 × 20 mm) með 15° trekkhorni og vasaeiginleikum.
• Vélrænar vinnslustöðvar:
  • 3-ása: HAAS VF-2SS (hámark 12.000 snúningar á mínútu)
  • 5-ása: DMG MORI DMU 50 (hallandi snúningsborð, 15.000 snúningar á mínútu)
• Verkfæri: Karbíðfræsar (Ø6 mm, 3-rifa); kælivökvi: emulsion (8% styrkur).

2.2 Gagnaöflun

• Nákvæmni: CMM (Zeiss CONTURA G2) samkvæmt ASME B89.4.22.
• Yfirborðshrjúfleiki: Mitutoyo Surftest SJ-410 (viðmiðunarmörk: 0,8 mm).
• Kostnaðargreining: Fylgst er með sliti verkfæra, orkunotkun og vinnuafli samkvæmt ISO 20653.

2.3 Endurtekningarhæfni

Allur G-kóði (búinn til með Siemens NX CAM) og hrágögn eru geymd í [DOI: 10.5281/zenodo.XXXXX].

3. Niðurstöður og greining

Tafla 1: Samanburður á afköstum

• Helstu niðurstöður:
  5-ása vinnsla útrýmdi 3 uppsetningum (á móti 4 fyrir 3-ása), sem minnkaði röðunarvillur. Hins vegar juku árekstrar verkfæra í djúpum vösum skraphlutfall um 9%.

4. Umræða

4.1 Tæknilegar afleiðingar

Meiri nákvæmni í 5-ása stönglum vegna samfelldrar verkfærastefnu, sem lágmarkar skrefamerki. Takmarkanir eru meðal annars takmarkaður aðgangur að verkfærum í holum með hátt hlutfallslegt hlutfall.

4.2 Efnahagslegir málamiðlanir

Fyrir framleiðslulotur <50 einingar lækkaði 5-ása aðferðin launakostnað um 22% þrátt fyrir meiri fjárfestingu. Fyrir framleiðslulotur >500 einingar náði 3-ása aðferðin 18% lægri heildarkostnaði.

4.3 Þýðing atvinnugreinarinnar

Mælt er með notkun 5-ása fyrir festingar með samsettum sveigjum (t.d. vélarfestingar). Samræmi við reglugerðir FAA 14 CFR §25.1301 krefst frekari þreytuprófana.

5. Niðurstaða

5-ása CNC eykur nákvæmni (27%) og dregur úr uppsetningum (62%) en eykur verkfærakostnað (35%). Blönduð aðferð - notkun 3-ása fyrir gróffræsingu og 5-ása fyrir frágang - hámarkar jafnvægi kostnaðar og nákvæmni. Framtíðarrannsóknir ættu að kanna gervigreindarknúna hagræðingu verkfæraleiða til að draga úr rekstrarkostnaði 5-ása.