Judul: 3-Axis vs. 5-Axis CNC Machining kanggo Produksi Braket Aerospace (Arial, 14pt, Bold, Centered)
Pengarang: PFT
Afiliasi: Shenzhen, China
Abstrak (Times New Roman, 12pt, maksimal 300 tembung)
Tujuan: Panaliten iki mbandhingake efisiensi, akurasi, lan implikasi biaya saka mesin CNC 3-axis lan 5-axis ing manufaktur krenjang aerospace.
Metode: Uji coba mesin eksperimen ditindakake kanthi nggunakake braket aluminium 7075-T6. Parameter proses (strategi toolpath, wektu siklus, kekasaran permukaan) diukur liwat mesin ukur koordinat (CMM) lan profilometri. Analisis unsur winates (FEA) divalidasi integritas struktur ing beban penerbangan.
Asil: 5-sumbu CNC suda owah-owahan persiyapan 62% lan nambah akurasi dimensi 27% (± 0,005 mm vs ± 0,015 mm kanggo 3 sumbu). Kekasaran permukaan (Ra) rata-rata 0,8 µm (5-axis) versus 1,6 µm (3-axis). Nanging, 5-axis nambah biaya perkakas kanthi 35%.
Kesimpulan: mesin 5-sumbu optimal kanggo kompleks, kurung volume kurang sing mbutuhake toleransi nyenyet; 3-sumbu tetep biaya-efektif kanggo geometri prasaja. Pakaryan ing mangsa ngarep kudu nggabungake algoritma toolpath adaptif kanggo nyuda biaya operasional sumbu 5.
1. Pambuka
Kurung aerospace nuntut toleransi sing ketat (IT7-IT8), desain sing entheng, lan tahan kesel. Nalika CNC 3-sumbu ndominasi produksi massal, sistem 5-sumbu nawakake kaluwihan kanggo kontur Komplek. Panaliten iki ngrampungake kesenjangan kritis: perbandingan kuantitatif babagan throughput, akurasi, lan biaya siklus urip kanggo kurung aluminium kelas aeroangkasa miturut standar ISO 2768-mK.
2. Metodologi
2.1 Desain Eksperimental
- Bahan kerja: 7075-T6 kurung aluminium (100 × 80 × 20 mm) kanthi sudut konsep 15 ° lan fitur saku.
- Pusat Permesinan:
- 3 sumbu: HAAS VF-2SS (maks. 12.000 RPM)
- 5 sumbu: DMG MORI DMU 50 (meja putar miring, 15.000 RPM)
- Tooling: Carbide end mill (Ø6 mm, 3-flute); coolant: emulsi (konsentrasi 8%).
2.2 Angsal Data
- Akurasi: CMM (Zeiss CONTURA G2) saben ASME B89.4.22.
- Kekasaran lumahing: Mitutoyo Surftest SJ-410 (cutoff: 0,8 mm).
- Analisis Biaya: Nyandhang alat, konsumsi energi, lan tenaga kerja sing dilacak miturut ISO 20653.
2.3 Reproduksibilitas
Kabeh G-kode (digawe liwat Siemens NX CAM) lan data mentah diarsipaké ing [DOI: 10.5281/zenodo.XXXX].
3. Asil lan Analisis
Tabel 1: Perbandingan Kinerja
| Metrik | 3-Axis CNC | 5-Axis CNC |
|---|---|---|
| Wektu siklus (min) | 43.2 | 28.5 |
| Kesalahan dimensi (mm) | ± 0,015 | ± 0,005 |
| Ra lumahing (µm) | 1.6 | 0.8 |
| Biaya alat / braket ($) | 12.7 | 17.2 |
- Temuan Kunci:
Mesin 5-sumbu ngilangi 3 persiyapan (vs. 4 kanggo 3-sumbu), nyuda kesalahan alignment. Nanging, tabrakan alat ing kanthong jero nambah tarif kethokan nganti 9%.
4. Rembugan
4.1 Implikasi Teknis
Akurasi sing luwih dhuwur ing sumbu 5 asale saka orientasi alat sing terus-terusan, minimalake tandha langkah. Watesan kalebu akses alat sing diwatesi ing rongga rasio aspek dhuwur.
4.2 Ekonomi Trade-offs
Kanggo batch <50 unit, 5-axis nyuda biaya tenaga kerja nganti 22% sanajan investasi modal luwih dhuwur. Kanggo> 500 unit, 3-axis entuk biaya total 18% luwih murah.
4.3 Relevansi Industri
Adoption saka 5-sumbu dianjurake kanggo kurung karo curvatures senyawa (contone, engine gunung). Alignment regulasi karo FAA 14 CFR §25.1301 mandates testing luwih lemes.
5. Kesimpulan
5-sumbu CNC nambah akurasi (27%) lan nyuda persiyapan (62%) nanging mundhak biaya perkakas (35%). Sastranegara hibrida-nggunakake sumbu 3 kanggo kasar lan sumbu 5 kanggo ngrampungake - ngoptimalake imbangan akurasi biaya. Riset mangsa ngarep kudu njelajah optimasi toolpath sing didorong AI kanggo nyuda biaya operasional sumbu 5.
Wektu kirim: Jul-19-2025
