CNC à 3 assi vs 5 assi per a pruduzzione di supporti aerospaziali

Titulu: Machinazione CNC à 3 assi vs. à 5 assi per a pruduzzione di supporti aerospaziali (Arial, 14pt, Grassettu, Centratu)

Autori: PFT
Affiliazione: Shenzhen, Cina

Riassuntu (Times New Roman, 12pt, 300 parolle massimu)

Scopu: Questu studiu paraguna l'efficienza, a precisione è l'implicazioni di costu di a machinazione CNC à 3 è 5 assi in a fabricazione di supporti aerospaziali.
Metodi: E prove di machinazione sperimentale sò state realizate cù staffe in alluminio 7075-T6. I parametri di prucessu (strategie di percorsi utensili, tempi di ciclu, rugosità superficiale) sò stati quantificati per mezu di macchine di misurazione à coordinate (CMM) è profilometria. L'analisi di l'elementi finiti (FEA) hà validatu l'integrità strutturale sottu carichi di volu.
Risultati: A CNC à 5 assi hà riduttu i cambiamenti di cunfigurazione di u 62% è hà migliuratu a precisione dimensionale di u 27% (±0,005 mm vs. ±0,015 mm per 3 assi). A rugosità superficiale (Ra) era in media di 0,8 µm (5 assi) versus 1,6 µm (3 assi). Tuttavia, 5 assi hà aumentatu i costi di l'utensili di u 35%.
Conclusioni: A machinazione à 5 assi hè ottima per i supporti cumplessi è di bassu vulume chì richiedenu tolleranze strette; a machinazione à 3 assi ferma economicamente vantaggiosa per e geometrie più semplici. U travagliu futuru duveria integrà algoritmi di percorsi utensili adattivi per riduce i costi operativi à 5 assi.

1. Introduzione

I supporti aerospaziali richiedenu tolleranze strette (IT7-IT8), disinni leggeri è resistenza à a fatica. Mentre a CNC à 3 assi domina a pruduzzione di massa, i sistemi à 5 assi offrenu vantaghji per contorni cumplessi. Questu studiu affronta una lacuna critica: paraguni quantitativi di produttività, precisione è costi di u ciclu di vita per i supporti in alluminio di qualità aerospaziale secondu i standard ISO 2768-mK.

2. Metodologia

2.1 Cuncepimentu sperimentale

• Pezzu: Staffe in aluminiu 7075-T6 (100 × 80 × 20 mm) cù anguli di sformatura di 15° è caratteristiche di tasca.
• Centri di machinazione:
  • 3 assi: HAAS VF-2SS (max. 12.000 giri/min)
  • 5 assi: DMG MORI DMU 50 (tavola rotativa basculante, 15.000 giri/min)
• Utensili: Frese in carburo (Ø6 mm, 3 tagli); refrigerante: emulsione (cuncentrazione 8%).

2.2 Acquisizione di dati

• Precisione: CMM (Zeiss CONTURA G2) secondu ASME B89.4.22.
• Rugosità di a superficia: Mitutoyo Surftest SJ-410 (limite di taglio: 0,8 mm).
• Analisi di i costi: Usura di l'utensili, cunsumu d'energia è manodopera tracciati secondu a norma ISO 20653.

2.3 Riproducibilità

Tutti i codici G (generati via Siemens NX CAM) è i dati grezzi sò archiviati in [DOI: 10.5281/zenodo.XXXXX].

3. Risultati è Analisi

Tavula 1: Cunfrontu di e prestazioni

• Scuperte chjave:
  A machinazione à 5 assi hà eliminatu 3 cunfigurazioni (vs. 4 per 3 assi), riducendu l'errori d'allineamentu. Tuttavia, e collisioni di l'utensili in e tasche prufonde anu aumentatu i tassi di scarti di 9%.

4. Discussione

4.1 Implicazioni tecniche

Maggiore precisione in i steli à 5 assi da l'orientazione cuntinua di l'utensili, chì minimizza i segni di passi. I limiti includenu l'accessu limitatu à l'utensili in cavità cù un rapportu d'aspettu elevatu.

4.2 Cumpromessi ecunomichi

Per i lotti <50 unità, a 5 assi hà riduttu i costi di manodopera di u 22% malgradu un investimentu di capitale più elevatu. Per >500 unità, a 3 assi hà ottenutu un costu tutale più bassu di u 18%.

4.3 Rilevanza per l'industria

L'adopzione di 5 assi hè cunsigliata per i supporti cù curvature cumposte (per esempiu, supporti di motore). L'allineamentu regulatoriu cù FAA 14 CFR §25.1301 impone ulteriori test di fatica.

5. Cunclusione

A CNC à 5 assi migliora a precisione (27%) è riduce e cunfigurazioni (62%), ma aumenta i costi di l'utensili (35%). E strategie ibride - utilizendu 3 assi per a sgrossatura è 5 assi per a finitura - ottimizeghjanu l'equilibriu costu-precisione. A ricerca futura duveria esplorà l'ottimizazione di i percorsi utensili guidata da l'IA per mitigà e spese operative à 5 assi.