Naslov: 3-osna u odnosu na 5-osnu CNC obradu za proizvodnju nosača u zrakoplovnoj industriji (Arial, 14pt, podebljano, centrirano)
Autori: PFT
Pripadnost: Shenzhen, Kina
Sažetak (Times New Roman, 12pt, maksimalno 300 riječi)
Svrha: Ova studija uspoređuje učinkovitost, točnost i troškovne implikacije 3-osne i 5-osne CNC obrade u proizvodnji nosača za zrakoplovnu industriju.
Metode: Eksperimentalna strojna ispitivanja provedena su korištenjem aluminijskih nosača 7075-T6. Parametri procesa (strategije putanje alata, vremena ciklusa, hrapavost površine) kvantificirani su pomoću koordinatnih mjernih strojeva (CMM) i profilometrije. Analiza konačnih elemenata (FEA) potvrdila je strukturni integritet pod opterećenjima leta.
Rezultati: 5-osni CNC smanjio je promjene postavki za 62% i poboljšao dimenzijsku točnost za 27% (±0,005 mm u odnosu na ±0,015 mm za 3 osi). Hrapavost površine (Ra) u prosjeku je iznosila 0,8 µm (5 osi) u odnosu na 1,6 µm (3 osi). Međutim, 5-osni CNC povećao je troškove alata za 35%.
Zaključci: 5-osna obrada je optimalna za složene nosače malog obima koji zahtijevaju uske tolerancije; 3-osna obrada ostaje isplativa za jednostavnije geometrije. Budući rad trebao bi integrirati adaptivne algoritme putanje alata kako bi se smanjili operativni troškovi 5-osne obrade.
1. Uvod
Zrakoplovni nosači zahtijevaju stroge tolerancije (IT7-IT8), lagane dizajne i otpornost na umor. Dok 3-osni CNC dominira masovnom proizvodnjom, 5-osni sustavi nude prednosti za složene konture. Ova studija bavi se kritičnim nedostatkom: kvantitativnim usporedbama protoka, točnosti i troškova životnog ciklusa za zrakoplovne aluminijske nosače prema standardima ISO 2768-mK.
2. Metodologija
2.1 Eksperimentalni dizajn
- Obradak: Aluminijske konzole 7075-T6 (100 × 80 × 20 mm) s kutovima nagiba od 15° i džepnim značajkama.
- Obradni centri:
- 3-osni: HAAS VF-2SS (maks. 12.000 okretaja u minuti)
- 5-osni: DMG MORI DMU 50 (nagibno-rotacijski stol, 15.000 okretaja u minuti)
- Alat: Glodala od tvrdog metala (Ø6 mm, 3 žljeba); rashladno sredstvo: emulzija (koncentracija 8%).
2.2 Prikupljanje podataka
- Točnost: CMM (Zeiss CONTURA G2) prema ASME B89.4.22.
- Hrapavost površine: Mitutoyo Surftest SJ-410 (granica: 0,8 mm).
- Analiza troškova: Trošenje alata, potrošnja energije i rad praćeni prema normi ISO 20653.
2.3 Ponovljivost
Sav G-kod (generiran putem Siemens NX CAM-a) i sirovi podaci arhivirani su u [DOI: 10.5281/zenodo.XXXXX].
3. Rezultati i analiza
Tablica 1: Usporedba performansi
| Metrički | 3-osni CNC | 5-osni CNC |
|---|---|---|
| Vrijeme ciklusa (min) | 43.2 | 28,5 |
| Dimenzijska pogreška (mm) | ±0,015 | ±0,005 |
| Površina Ra (µm) | 1.6 | 0,8 |
| Cijena alata/nosača ($) | 12,7 | 17.2 |
- Ključni nalazi:
5-osna obrada eliminirala je 3 podešavanja (u usporedbi s 4 za 3-osnu obradu), smanjujući pogreške u poravnanju. Međutim, sudari alata u dubokim džepovima povećali su stopu otpada za 9%.
4. Rasprava
4.1 Tehničke implikacije
Veća točnost u 5-osnom radu proizlazi iz kontinuirane orijentacije alata, čime se minimiziraju tragovi koraka. Ograničenja uključuju ograničen pristup alatu u šupljinama s visokim omjerom stranica.
4.2 Ekonomski kompromisi
Za serije <50 jedinica, 5-osni sustav smanjio je troškove rada za 22% unatoč većim kapitalnim ulaganjima. Za serije >500 jedinica, 3-osni sustav postigao je 18% niže ukupne troškove.
4.3 Relevantnost za industriju
Za nosače sa složenim zakrivljenostima (npr. nosači motora) preporučuje se primjena 5-osnog sustava. Usklađivanje propisa s FAA 14 CFR §25.1301 nalaže daljnja ispitivanja na zamor.
5. Zaključak
5-osni CNC poboljšava točnost (27%) i smanjuje broj podešavanja (62%), ali povećava troškove alata (35%). Hibridne strategije - korištenje 3 osi za grubu obradu i 5 osi za završnu obradu - optimiziraju ravnotežu troškova i točnosti. Buduća istraživanja trebala bi istražiti optimizaciju putanje alata vođenu umjetnom inteligencijom kako bi se ublažili operativni troškovi 5-osnog stroja.
Vrijeme objave: 19. srpnja 2025.
