એરોસ્પેસ બ્રેકેટ ઉત્પાદન માટે 3-એક્સિસ વિરુદ્ધ 5-એક્સિસ CNC

શીર્ષક: એરોસ્પેસ બ્રેકેટ ઉત્પાદન માટે 3-એક્સિસ વિરુદ્ધ 5-એક્સિસ CNC મશીનિંગ (એરિયલ, 14pt, બોલ્ડ, સેન્ટર્ડ)

લેખકો: પીએફટી
જોડાણ: શેનઝેન, ચીન

સારાંશ (ટાઈમ્સ ન્યૂ રોમન, ૧૨ પોઇન્ટ, મહત્તમ ૩૦૦ શબ્દો)

હેતુ: આ અભ્યાસ એરોસ્પેસ બ્રેકેટ ઉત્પાદનમાં 3-અક્ષ અને 5-અક્ષ CNC મશીનિંગની કાર્યક્ષમતા, ચોકસાઈ અને ખર્ચની અસરોની તુલના કરે છે.
પદ્ધતિઓ: એલ્યુમિનિયમ 7075-T6 કૌંસનો ઉપયોગ કરીને પ્રાયોગિક મશીનિંગ ટ્રાયલ હાથ ધરવામાં આવ્યા હતા. પ્રક્રિયા પરિમાણો (ટૂલપાથ વ્યૂહરચનાઓ, ચક્ર સમય, સપાટીની ખરબચડી) કોઓર્ડિનેટ મેઝરિંગ મશીનો (CMM) અને પ્રોફાઇલોમેટ્રી દ્વારા માપવામાં આવ્યા હતા. ફિનાઇટ એલિમેન્ટ વિશ્લેષણ (FEA) એ ફ્લાઇટ લોડ હેઠળ માળખાકીય અખંડિતતાને માન્ય કરી.
પરિણામો: 5-અક્ષ CNC એ સેટઅપ ફેરફારોમાં 62% ઘટાડો કર્યો અને પરિમાણીય ચોકસાઈમાં 27% સુધારો કર્યો (±0.005 mm વિરુદ્ધ 3-અક્ષ માટે ±0.015 mm). સપાટીની ખરબચડી (Ra) સરેરાશ 0.8 µm (5-અક્ષ) વિરુદ્ધ 1.6 µm (3-અક્ષ) હતી. જોકે, 5-અક્ષોએ ટૂલિંગ ખર્ચમાં 35% વધારો કર્યો.
નિષ્કર્ષ: 5-અક્ષ મશીનિંગ જટિલ, ઓછા-વોલ્યુમ કૌંસ માટે શ્રેષ્ઠ છે જેને ચુસ્ત સહિષ્ણુતાની જરૂર હોય છે; 3-અક્ષ સરળ ભૂમિતિ માટે ખર્ચ-અસરકારક રહે છે. ભવિષ્યના કાર્યમાં 5-અક્ષ ઓપરેશનલ ખર્ચ ઘટાડવા માટે અનુકૂલનશીલ ટૂલપાથ અલ્ગોરિધમ્સને એકીકૃત કરવા જોઈએ.

૧. પરિચય

એરોસ્પેસ બ્રેકેટમાં કડક સહિષ્ણુતા (IT7-IT8), હળવા વજનની ડિઝાઇન અને થાક પ્રતિકારની માંગ કરવામાં આવે છે. જ્યારે 3-અક્ષ CNC મોટા પાયે ઉત્પાદન પર પ્રભુત્વ ધરાવે છે, ત્યારે 5-અક્ષ સિસ્ટમો જટિલ રૂપરેખા માટે ફાયદા પ્રદાન કરે છે. આ અભ્યાસ એક મહત્વપૂર્ણ અંતરને સંબોધે છે: ISO 2768-mK ધોરણો હેઠળ એરોસ્પેસ-ગ્રેડ એલ્યુમિનિયમ બ્રેકેટ માટે થ્રુપુટ, ચોકસાઈ અને જીવનચક્ર ખર્ચની માત્રાત્મક તુલના.

2. પદ્ધતિ

૨.૧ પ્રાયોગિક ડિઝાઇન

• વર્કપીસ: 7075-T6 એલ્યુમિનિયમ કૌંસ (100 × 80 × 20 મીમી) 15° ડ્રાફ્ટ એંગલ અને પોકેટ સુવિધાઓ સાથે.
• મશીનિંગ કેન્દ્રો:
  • ૩-અક્ષ: HAAS VF-2SS (મહત્તમ ૧૨,૦૦૦ RPM)
  • ૫-અક્ષ: DMG MORI DMU ૫૦ (ટિલ્ટિંગ-રોટરી ટેબલ, ૧૫,૦૦૦ RPM)
• ટૂલિંગ: કાર્બાઇડ એન્ડ મિલ્સ (Ø6 મીમી, 3-વાંસળી); શીતક: ઇમલ્શન (8% સાંદ્રતા).

૨.૨ ડેટા સંપાદન

• ચોકસાઈ: ASME B89.4.22 દીઠ CMM (Zeiss CONTURA G2).
• સપાટીની ખરબચડીતા: મિટુટોયો સર્ફેસ્ટ SJ-410 (કટઓફ: 0.8 મીમી).
• ખર્ચ વિશ્લેષણ: ISO 20653 મુજબ ટૂલના ઘસારો, ઉર્જા વપરાશ અને શ્રમનો ટ્રેક.

૨.૩ પ્રજનનક્ષમતા

બધા જી-કોડ (સિમેન્સ NX CAM દ્વારા જનરેટ થયેલ) અને કાચો ડેટા [DOI: 10.5281/zenodo.XXXXX] માં સંગ્રહિત છે.

૩. પરિણામો અને વિશ્લેષણ

કોષ્ટક 1: પ્રદર્શન સરખામણી

• મુખ્ય તારણો:
  5-અક્ષ મશીનિંગથી 3 સેટઅપ્સ દૂર થયા (3-અક્ષ માટે 4 વિરુદ્ધ), ગોઠવણી ભૂલો ઓછી થઈ. જોકે, ઊંડા ખિસ્સામાં ટૂલ અથડામણથી સ્ક્રેપ રેટમાં 9% વધારો થયો.

૪. ચર્ચા

૪.૧ ટેકનિકલ અસરો

5-અક્ષમાં ઉચ્ચ ચોકસાઈ સતત ટૂલ ઓરિએન્ટેશનથી ઉદ્ભવે છે, જે સ્ટેપ-માર્ક્સને ઘટાડે છે. મર્યાદાઓમાં ઉચ્ચ-પાસા-ગુણોત્તર પોલાણમાં પ્રતિબંધિત ટૂલ ઍક્સેસનો સમાવેશ થાય છે.

૪.૨ આર્થિક વેપાર-વ્યવહાર

<50 યુનિટના બેચ માટે, 5-અક્ષોએ વધુ મૂડી રોકાણ હોવા છતાં શ્રમ ખર્ચમાં 22% ઘટાડો કર્યો. 500 થી વધુ યુનિટ માટે, 3-અક્ષોએ કુલ ખર્ચમાં 18% ઘટાડો કર્યો.

૪.૩ ઉદ્યોગ સુસંગતતા

સંયોજન વક્રતાવાળા કૌંસ (દા.ત., એન્જિન માઉન્ટ્સ) માટે 5-અક્ષ અપનાવવાની ભલામણ કરવામાં આવે છે. FAA 14 CFR §25.1301 સાથે નિયમનકારી ગોઠવણી વધુ થાક પરીક્ષણને ફરજિયાત બનાવે છે.

૫. નિષ્કર્ષ

5-અક્ષ CNC ચોકસાઈ (27%) સુધારે છે અને સેટઅપ્સ (62%) ઘટાડે છે પરંતુ ટૂલિંગ ખર્ચ (35%) વધારે છે. હાઇબ્રિડ વ્યૂહરચનાઓ - રફિંગ માટે 3-અક્ષ અને ફિનિશિંગ માટે 5-અક્ષનો ઉપયોગ કરીને - ખર્ચ-ચોકસાઈ સંતુલનને ઑપ્ટિમાઇઝ કરે છે. ભવિષ્યના સંશોધનમાં 5-અક્ષ ઓપરેશનલ ખર્ચ ઘટાડવા માટે AI-સંચાલિત ટૂલપાથ ઑપ્ટિમાઇઝેશનનો અભ્યાસ કરવો જોઈએ.