शीर्षक: एयरोस्पेस ब्रैकेट उत्पादन के लिए 3-अक्ष बनाम 5-अक्ष सीएनसी मशीनिंग (एरियल, 14 पॉइंट, बोल्ड, केंद्रित)
लेखक: पीएफटी
संबद्धता: शेन्ज़ेन, चीन
सार (टाइम्स न्यू रोमन, 12 अंक, अधिकतम 300 शब्द)
उद्देश्य: यह अध्ययन एयरोस्पेस ब्रैकेट विनिर्माण में 3-अक्ष और 5-अक्ष सीएनसी मशीनिंग की दक्षता, सटीकता और लागत निहितार्थ की तुलना करता है।
विधियाँ: एल्युमीनियम 7075-T6 ब्रैकेट का उपयोग करके प्रायोगिक मशीनिंग परीक्षण किए गए। प्रक्रिया मापदंडों (टूलपाथ रणनीतियाँ, चक्र समय, सतह खुरदरापन) का निर्देशांक मापन मशीनों (CMM) और प्रोफाइलोमेट्री के माध्यम से परिमाणीकरण किया गया। परिमित तत्व विश्लेषण (FEA) ने उड़ान भार के तहत संरचनात्मक अखंडता की पुष्टि की।
परिणाम: 5-अक्ष सीएनसी ने सेटअप परिवर्तनों को 62% तक कम किया और आयामी सटीकता में 27% (±0.005 मिमी बनाम ±0.015 मिमी 3-अक्ष के लिए) सुधार किया। सतह खुरदरापन (Ra) औसतन 0.8 µm (5-अक्ष) बनाम 1.6 µm (3-अक्ष) रहा। हालाँकि, 5-अक्ष ने टूलिंग लागत में 35% की वृद्धि की।
निष्कर्ष: 5-अक्ष मशीनिंग जटिल, कम-आयतन वाले ब्रैकेट्स के लिए सर्वोत्तम है, जिनमें सख्त सहनशीलता की आवश्यकता होती है; सरल ज्यामिति के लिए 3-अक्ष मशीनिंग लागत-प्रभावी बनी रहती है। भविष्य के कार्यों में 5-अक्ष परिचालन लागत को कम करने के लिए अनुकूली टूलपाथ एल्गोरिदम को एकीकृत किया जाना चाहिए।
1 परिचय
एयरोस्पेस ब्रैकेट्स के लिए कठोर सहनशीलता (IT7-IT8), हल्के डिज़ाइन और थकान प्रतिरोध की आवश्यकता होती है। जहाँ 3-अक्ष सीएनसी बड़े पैमाने पर उत्पादन में प्रमुख है, वहीं 5-अक्ष प्रणालियाँ जटिल आकृति के लिए लाभ प्रदान करती हैं। यह अध्ययन एक महत्वपूर्ण अंतर को संबोधित करता है: ISO 2768-mK मानकों के तहत एयरोस्पेस-ग्रेड एल्यूमीनियम ब्रैकेट्स के लिए थ्रूपुट, सटीकता और जीवनचक्र लागत की मात्रात्मक तुलना।
2. कार्यप्रणाली
2.1 प्रायोगिक डिजाइन
- वर्कपीस: 7075-T6 एल्युमीनियम ब्रैकेट (100 × 80 × 20 मिमी) 15° ड्राफ्ट कोण और पॉकेट सुविधाओं के साथ।
- मशीनिंग केंद्र:
- 3-अक्ष: HAAS VF-2SS (अधिकतम 12,000 RPM)
- 5-अक्ष: DMG MORI DMU 50 (झुकने-घूर्णी टेबल, 15,000 RPM)
- टूलींग: कार्बाइड एंड मिल्स (Ø6 मिमी, 3-फ्लूट); शीतलक: इमल्शन (8% सांद्रता)।
2.2 डेटा अधिग्रहण
- सटीकता: CMM (Zeiss CONTURA G2) प्रति ASME B89.4.22.
- सतह खुरदरापन: मिटुटोयो सर्फटेस्ट एसजे-410 (कटऑफ: 0.8 मिमी)।
- लागत विश्लेषण: उपकरण घिसाव, ऊर्जा खपत, और श्रम का ISO 20653 के अनुसार ट्रैक किया गया।
2.3 पुनरुत्पादनशीलता
सभी जी-कोड (सीमेन्स एनएक्स कैम के माध्यम से उत्पन्न) और कच्चे डेटा को [DOI: 10.5281/zenodo.XXXXX] में संग्रहीत किया जाता है।
3. परिणाम और विश्लेषण
तालिका 1: प्रदर्शन तुलना
| मीट्रिक | 3-अक्ष सीएनसी | 5-अक्ष सीएनसी |
|---|---|---|
| चक्र समय (मिनट) | 43.2 | 28.5 |
| आयामी त्रुटि (मिमी) | ±0.015 | ±0.005 |
| सतह Ra (µm) | 1.6 | 0.8 |
| उपकरण लागत/ब्रैकेट ($) | 12.7 | 17.2 |
- मुख्य निष्कर्ष:
5-अक्षीय मशीनिंग ने 3 सेटअप (3-अक्षीय के लिए 4 के मुकाबले) को समाप्त कर दिया, जिससे संरेखण त्रुटियाँ कम हो गईं। हालाँकि, गहरे स्थानों में औज़ारों के टकराने से स्क्रैप दर में 9% की वृद्धि हुई।
4. चर्चा
4.1 तकनीकी निहितार्थ
5-अक्ष में उच्च सटीकता निरंतर उपकरण अभिविन्यास से उत्पन्न होती है, जो चरण-चिह्नों को न्यूनतम करती है। सीमाओं में उच्च-पहलू-अनुपात गुहाओं में प्रतिबंधित उपकरण पहुँच शामिल है।
4.2 आर्थिक व्यापार-नापसंद
50 से कम इकाइयों वाले बैचों के लिए, 5-अक्ष ने उच्च पूँजी निवेश के बावजूद श्रम लागत में 22% की कमी की। 500 से ज़्यादा इकाइयों के लिए, 3-अक्ष ने कुल लागत में 18% की कमी हासिल की।
4.3 उद्योग प्रासंगिकता
मिश्रित वक्रता वाले ब्रैकेट (जैसे, इंजन माउंट) के लिए 5-अक्ष अपनाने की अनुशंसा की जाती है। FAA 14 CFR §25.1301 के साथ नियामक संरेखण आगे थकान परीक्षण अनिवार्य करता है।
5। उपसंहार
5-अक्ष सीएनसी सटीकता (27%) में सुधार करता है और सेटअप (62%) को कम करता है, लेकिन टूलिंग लागत (35%) बढ़ाता है। हाइब्रिड रणनीतियाँ—रफ़िंग के लिए 3-अक्ष और फ़िनिशिंग के लिए 5-अक्ष का उपयोग—लागत-सटीकता संतुलन को अनुकूलित करती हैं। भविष्य के शोध में 5-अक्ष परिचालन व्यय को कम करने के लिए एआई-संचालित टूलपाथ अनुकूलन का पता लगाना चाहिए।
पोस्ट करने का समय: जुलाई-19-2025
