3-Axis vs 5-Axis CNC rau Aerospace Bracket Production

Title: 3-Axis vs. 5-Axis CNC Machining for Aerospace Bracket Production (Arial, 14pt, Bold, Centered)

Tus sau: PFT
Kev koom tes: Shenzhen, Suav

Abstract (Times New Roman, 12pt, 300 lo lus max)

Lub hom phiaj: Txoj kev tshawb no sib piv qhov ua tau zoo, qhov tseeb, thiab tus nqi cuam tshuam ntawm 3-axis thiab 5-axis CNC machining hauv aerospace bracket manufacturing.
Cov txheej txheem: Kev sim machining kev sim tau ua los ntawm txhuas 7075-T6 brackets. Cov txheej txheem tsis tau (toolpath cov tswv yim, lub voj voog lub sij hawm, nto roughness) tau txheeb xyuas los ntawm kev sib koom tes ntsuas tshuab (CMM) thiab profilometry. Finite element analysis (FEA) validated structural integrity nyob rau hauv lub davhlau loads.
Cov txiaj ntsig: 5-axis CNC txo cov kev hloov pauv los ntawm 62% thiab txhim kho qhov tseeb qhov tseeb los ntawm 27% (± 0.005 hli vs. ± 0.015 hli rau 3-axis). Nto roughness (Ra) nruab nrab 0.8 µm (5-axis) piv rau 1.6 µm (3-axis). Txawm li cas los xij, 5-axis nce cov nqi siv los ntawm 35%.
Cov lus xaus: 5-axis machining yog qhov zoo tshaj plaws rau txoj kev sib tw, qis-ntim brackets yuav tsum tau nruj nruj; 3-axis tseem pheej yig dua rau cov geometry yooj yim. Kev ua haujlwm yav tom ntej yuav tsum sib koom ua ke cov cuab yeej hloov kho algorithms kom txo qis 5-axis cov nqi ua haujlwm.

1. Taw qhia

Aerospace brackets xav tau kev ua siab ntev (IT7-IT8), lub teeb yuag tsim, thiab qaug zog ua haujlwm. Thaum 3-axis CNC dominates loj ntau lawm, 5-axis systems muab qhov zoo rau txoj kev contours. Txoj kev tshawb no hais txog qhov sib txawv tseem ceeb: kev sib piv ntau ntawm cov khoom siv, qhov tseeb, thiab cov nqi ntawm lub neej rau aerospace-qib aluminium brackets raws li ISO 2768-mK cov qauv.

2. Txoj kev

2.1 Kev sim tsim qauv

• Workpiece: 7075-T6 txhuas brackets (100 × 80 × 20 mm) nrog 15 ° cua ntsawj ntshab kaum thiab hnab tshos nta.
• Machining Centers:
  • 3-axis: HAAS VF-2SS (max. 12,000 RPM)
  • 5-axis: DMG MORI DMU 50 (tilting-rotary rooj, 15,000 RPM)
• Tooling: Carbide kawg mills (Ø6 hli, 3-flute); coolant: emulsion (8% concentration).

2.2 Kev Tau Txais Cov Ntaub Ntawv

• Qhov tseeb: CMM (Zeiss CONTURA G2) rau ASME B89.4.22.
• Nto Roughness: Mitutoyo Surftest SJ-410 (txiav: 0.8 hli).
• Kev Ntsuam Xyuas Tus Nqi: Cov cuab yeej hnav, kev siv hluav taws xob, thiab kev ua haujlwm raws li ISO 20653.

2.3 Reproducibility

Txhua G-code (tsim los ntawm Siemens NX CAM) thiab cov ntaub ntawv nyoos tau khaws cia hauv [DOI: 10.5281/zenodo.XXXXX].

3. Cov txiaj ntsig thiab kev tshuaj xyuas

Table 1: Kev sib piv kev ua haujlwm

• Cov ntsiab lus tseem ceeb:
  5-axis machining tshem tawm 3 kev teeb tsa (vs. 4 rau 3-axis), txo qis kev sib raug zoo. Txawm li cas los xij, cov cuab yeej sib tsoo hauv cov hnab ntim sib sib zog nqus tau nce cov nqi ntawm 9%.

4. Kev sib tham

4.1 Technical Implications

Cov neeg raug siab dua hauv 5-axis stems los ntawm cov cuab yeej txuas ntxiv mus, txo cov kauj ruam-cov cim. Cov kev txwv muaj xws li txwv cov cuab yeej nkag mus rau hauv cov kab noj hniav siab.

4.2 Economic Trade-offs

Rau cov khoom siv <50 units, 5-axis txo cov nqi zog los ntawm 22% txawm tias muaj peev txheej ntau dua. Rau> 500 units, 3-axis ua tiav 18% tus nqi qis dua.

4.3 Kev lag luam ntsig txog

Kev siv ntawm 5-axis yog pom zoo rau cov brackets nrog kev sib xyaw curvatures (xws li, cav mounts). Kev tswj hwm kev sib raug zoo nrog FAA 14 CFR § 25.1301 ua haujlwm ntxiv rau kev sim qaug zog.

5. Cov lus xaus

5-axis CNC txhim kho qhov tseeb (27%) thiab txo kev teeb tsa (62%) tab sis nce nqi cuab yeej (35%). Cov tswv yim hybrid-siv 3-axis rau roughing thiab 5-axis rau kev ua tiav-ua kom zoo dua tus nqi-qhov tseeb. Cov kev tshawb fawb yav tom ntej yuav tsum tshawb nrhiav AI-tsav toolpath optimization kom txo tau 5-axis cov nuj nqis ua haujlwm.