სათაური: 3-ღერძიანი vs. 5-ღერძიანი CNC დამუშავება აერონავტიკის სამაგრების წარმოებისთვის (Arial, 14pt, მუქი, ცენტრირებული)
ავტორები: PFT
აფილირება: შენჟენი, ჩინეთი
რეზიუმე (Times New Roman, 12 პინტი, მაქსიმუმ 300 სიტყვა)
მიზანი: ეს კვლევა ადარებს 3-ღერძიან და 5-ღერძიან CNC დამუშავების ეფექტურობას, სიზუსტეს და ხარჯთეფექტურობას აერონავტიკის სამაგრების წარმოებაში.
მეთოდები: ექსპერიმენტული დამუშავების ცდები ჩატარდა ალუმინის 7075-T6 სამაგრების გამოყენებით. პროცესის პარამეტრები (ინსტრუმენტის ბილიკის სტრატეგიები, ციკლის დრო, ზედაპირის უხეშობა) რაოდენობრივად განისაზღვრა კოორდინატების საზომი მანქანების (CMM) და პროფილომეტრიის გამოყენებით. სასრული ელემენტების ანალიზმა (FEA) დაადასტურა სტრუქტურული მთლიანობა ფრენის დატვირთვების ქვეშ.
შედეგები: 5-ღერძიანმა CNC-მ შეამცირა დაყენების ცვლილებები 62%-ით და გააუმჯობესა განზომილებითი სიზუსტე 27%-ით (±0.005 მმ 3-ღერძიანის ±0.015 მმ-ის წინააღმდეგ). ზედაპირის უხეშობა (Ra) საშუალოდ 0.8 µm (5-ღერძიანი) იყო 1.6 µm-ის (3-ღერძიანი) წინააღმდეგ. თუმცა, 5-ღერძიანმა ხელსაწყოების ღირებულება 35%-ით გაზარდა.
დასკვნები: 5-ღერძიანი დამუშავება ოპტიმალურია რთული, მცირე მოცულობის სამაგრებისთვის, რომლებიც მკაცრ ტოლერანტობას საჭიროებენ; 3-ღერძიანი კვლავ ეკონომიურია უფრო მარტივი გეომეტრიისთვის. სამომავლო პროექტებმა უნდა ინტეგრირება გაუკეთოს ადაპტურ ხელსაწყოთა გზის ალგორითმებს 5-ღერძიანი ოპერაციული ხარჯების შესამცირებლად.
1. შესავალი
აერონავტიკული სამაგრები მოითხოვს მკაცრ ტოლერანტობას (IT7-IT8), მსუბუქი წონის დიზაინს და დაღლილობისადმი მდგრადობას. მიუხედავად იმისა, რომ 3-ღერძიანი CNC დომინირებს მასობრივ წარმოებაში, 5-ღერძიანი სისტემები უპირატესობას გვთავაზობს რთული კონტურებისთვის. ეს კვლევა ეხება კრიტიკულ ხარვეზს: ISO 2768-mK სტანდარტების შესაბამისად, აერონავტიკული დონის ალუმინის სამაგრების გამტარუნარიანობის, სიზუსტისა და სასიცოცხლო ციკლის ხარჯების რაოდენობრივ შედარებებს.
2. მეთოდოლოგია
2.1 ექსპერიმენტული დიზაინი
- სამუშაო ნაწილი: 7075-T6 ალუმინის სამაგრები (100 × 80 × 20 მმ) 15°-იანი ამოძრავების კუთხით და ჯიბისებრი მახასიათებლებით.
- დამუშავების ცენტრები:
- 3-ღერძიანი: HAAS VF-2SS (მაქს. 12,000 ბრ/წთ)
- 5-ღერძიანი: DMG MORI DMU 50 (დახრილი-მბრუნავი მაგიდა, 15,000 ბრ/წთ)
- ხელსაწყოები: კარბიდის ბოლოების ფრეზები (Ø6 მმ, 3 ღარი); გამაგრილებელი: ემულსია (8%-იანი კონცენტრაცია).
2.2 მონაცემთა მოპოვება
- სიზუსტე: CMM (Zeiss CONTURA G2) ASME B89.4.22 სტანდარტის შესაბამისად.
- ზედაპირის უხეშობა: Mitutoyo Surftest SJ-410 (გამყოფი ზღვარი: 0.8 მმ).
- ხარჯების ანალიზი: ხელსაწყოების ცვეთა, ენერგიის მოხმარება და შრომა, რომლებიც აღირიცხება ISO 20653 სტანდარტის შესაბამისად.
2.3 რეპროდუცირებადობა
ყველა G-კოდი (გენერირებული Siemens NX CAM-ის მეშვეობით) და ნედლი მონაცემები არქივირებულია [DOI: 10.5281/zenodo.XXXXX]-ში.
3. შედეგები და ანალიზი
ცხრილი 1: შესრულების შედარება
| მეტრიკა | 3-ღერძიანი CNC | 5-ღერძიანი CNC |
|---|---|---|
| ციკლის დრო (წთ) | 43.2 | 28.5 |
| განზომილებიანი შეცდომა (მმ) | ±0.015 | ±0.005 |
| ზედაპირის Ra (μm) | 1.6 | 0.8 |
| ხელსაწყოს ღირებულება/სამაგრი ($) | 12.7 | 17.2 |
- ძირითადი დასკვნები:
5-ღერძიანი დამუშავებით გამორიცხული იყო 3 კონფიგურაცია (3-ღერძიანის შემთხვევაში 4-ის წინააღმდეგ), რამაც შეამცირა გასწორების შეცდომები. თუმცა, ხელსაწყოების შეჯახებამ ღრმა ჯიბეებში ჯართის მაჩვენებელი 9%-ით გაზარდა.
4. დისკუსია
4.1 ტექნიკური შედეგები
5-ღერძიან ხერხში უფრო მაღალი სიზუსტე განპირობებულია ხელსაწყოს უწყვეტი ორიენტაციით, რაც მინიმუმამდე ამცირებს საფეხურების ნიშნებს. შეზღუდვებს შორისაა ხელსაწყოზე შეზღუდული წვდომა მაღალი ასპექტის თანაფარდობის მქონე ღრუებში.
4.2 ეკონომიკური კომპრომისები
50 ერთეულზე ნაკლები პარტიებისთვის, 5-ღერძიანმა მოდელმა შრომის ხარჯები 22%-ით შეამცირა კაპიტალის უფრო მაღალი ინვესტიციების მიუხედავად. 500 ერთეულზე მეტი პარტიისთვის, 3-ღერძიანმა მოდელმა მიაღწია მთლიანი ღირებულების 18%-ით შემცირებას.
4.3 ინდუსტრიის შესაბამისობა
რთული გამრუდების მქონე სამაგრებისთვის (მაგ., ძრავის სამაგრები) რეკომენდებულია 5-ღერძიანი მოდელის გამოყენება. FAA 14 CFR §25.1301-თან შესაბამისობა დამატებით დაღლილობის ტესტირებას მოითხოვს.
5. დასკვნა
5-ღერძიანი CNC აუმჯობესებს სიზუსტეს (27%) და ამცირებს დაყენების დროს (62%), მაგრამ ზრდის ხელსაწყოების ხარჯებს (35%). ჰიბრიდული სტრატეგიები - უხეში დამუშავებისთვის 3-ღერძის და დასრულებისთვის 5-ღერძის გამოყენება - ოპტიმიზაციას უკეთებს ხარჯებისა და სიზუსტის ბალანსს. სამომავლო კვლევებმა უნდა შეისწავლოს ხელოვნური ინტელექტით მართული ხელსაწყოების გზის ოპტიმიზაცია 5-ღერძიანი ოპერაციული ხარჯების შესამცირებლად.
გამოქვეყნების დრო: 2025 წლის 19 ივლისი
