Wybór właściwego typu maszyny do obróbki CNC wieloosiowej jest jedną z najważniejszych decyzji. Określa ona ogólne możliwości procesu, możliwe projekty i ogólne koszty. Obróbka CNC 3-osiowa kontra 4-osiowa kontra 5-osiowa to popularna debata, a prawidłowa odpowiedź zależy od wymagań projektu.
W tym przewodniku przyjrzymy się podstawom obróbki wieloosiowej CNC i porównamy obróbkę 3-osiową, 4-osiową i 5-osiową CNC, co pomoże w dokonaniu właściwego wyboru.
Wprowadzenie do obróbki 3-osiowej
Wrzeciono porusza się liniowo w kierunkach X, Y i Z, a przedmiot obrabiany wymaga uchwytów, które utrzymują go w jednej płaszczyźnie. Możliwość pracy w wielu płaszczyznach jest możliwa w nowoczesnych maszynach. Wymagają one jednak specjalnych uchwytów, których wykonanie jest nieco kosztowne i zajmuje dużo czasu.
Istnieją jednak pewne ograniczenia tego, co mogą robić również 3-osiowe CNC. Wiele funkcji jest albo nieopłacalnych ekonomicznie, pomimo względnych cen 3-osiowych CNC, albo po prostu niemożliwych. Na przykład maszyny 3-osiowe nie mogą tworzyć funkcji kątowych ani niczego, co znajduje się w układzie współrzędnych XYZ.
Wręcz przeciwnie, maszyny 3-osiowe mogą tworzyć podcięcia. Jednak wymagają one kilku warunków wstępnych i specjalnych frezów, takich jak frezy T-slot i Dovetail. Spełnienie tych wymagań może czasami gwałtownie podnieść ceny, a czasami bardziej opłacalne staje się wybranie 4-osiowego lub 5-osiowego rozwiązania frezowania CNC.
Wprowadzenie do obróbki 4-osiowej
Obróbka 4-osiowa jest bardziej zaawansowana niż jej odpowiedniki 3-osiowe. Oprócz ruchu narzędzia tnącego w płaszczyznach XYZ, pozwalają one również na obrót przedmiotu obrabianego na osi Z. Oznacza to, że frezowanie 4-osiowe może działać na maksymalnie 4 stronach bez żadnych specjalnych wymagań, takich jak unikalne oprzyrządowanie lub narzędzia tnące.
Jak wspomniano wcześniej, dodatkowa oś w tych maszynach sprawia, że są one bardziej opłacalne ekonomicznie w niektórych przypadkach, w których maszyny 3-osiowe mogą wykonać zadanie, ale ze specjalnymi wymaganiami. Dodatkowy koszt potrzebny do wykonania odpowiednich przyrządów i narzędzi tnących w maszynach 3-osiowych przekracza ogólną różnicę kosztów między maszynami 4-osiowymi i 3-osiowymi. Dzięki temu są one bardziej opłacalnym wyborem w przypadku niektórych projektów.
Ponadto innym ważnym aspektem frezowania 4-osiowego jest ogólna jakość. Ponieważ maszyny te mogą pracować z 4 stron jednocześnie, nie jest konieczne ponowne pozycjonowanie przedmiotu obrabianego na przyrządach. Minimalizuje to ryzyko błędu ludzkiego i poprawia ogólną dokładność.
Obecnie istnieją dwa typy obróbki CNC 4-osiowej: ciągła i indeksowana.
Ciągła obróbka pozwala narzędziu tnącemu i przedmiotowi obrabianemu poruszać się w tym samym czasie. Oznacza to, że maszyna może ciąć materiał podczas obracania się. Dzięki temu złożone łuki i kształty, takie jak helisy, są bardzo proste w obróbce.
Z drugiej strony obróbka indeksowana odbywa się etapami. Narzędzie tnące zatrzymuje się, gdy przedmiot obrabiany zaczyna obracać się wokół płaszczyzny Z. Oznacza to, że maszyny indeksujące nie mają takich samych możliwości, ponieważ nie mogą tworzyć złożonych łuków i kształtów. Jedyną korzyścią jest fakt, że przedmiot obrabiany można teraz obrabiać z 4 różnych stron bez potrzeby stosowania specjalnych przyrządów, które są niezbędne w maszynie 3-osiowej.
Wprowadzenie do obróbki 5-osiowej
Obróbka 5-osiowa idzie o krok dalej i umożliwia obrót na dwóch płaszczyznach. Ten wieloosiowy obrót wraz ze zdolnością narzędzia skrawającego do poruszania się w trzech kierunkach to dwie integralne cechy, które umożliwiają tym maszynom wykonywanie najbardziej złożonych zadań.
Na rynku dostępne są dwa rodzaje obróbki CNC 5-osiowej. Obróbka 3+2-osiowa i ciągła obróbka 5-osiowa. Oba działają we wszystkich płaszczyznach, ale pierwszy ma takie same ograniczenia i zasadę działania jak indeksująca maszyna 4-osiowa.
Obróbka CNC 3+2 osi pozwala na niezależne od siebie obroty, ale ogranicza jednoczesne użycie obu płaszczyzn współrzędnych. Natomiast ciągła obróbka 5-osiowa nie wiąże się z takimi ograniczeniami. Umożliwia to lepszą kontrolę i możliwość wygodnej obróbki najbardziej złożonych geometrii.
Główne różnice między obróbką CNC 3, 4 i 5 osi
Zrozumienie złożoności i ograniczeń poszczególnych rodzajów obróbki CNC jest kluczowe dla zapewnienia najlepszej równowagi pomiędzy kosztami, czasem i jakością procesu.
Jak wspomniano wcześniej, wiele projektów byłoby droższych w przypadku ekonomicznego frezowania 3-osiowego ze względu na zawiłości związane z osprzętem i procesami. Podobnie, po prostu wybór frezowania 5-osiowego dla każdego pojedynczego projektu byłby równoznaczny ze zwalczaniem karaluchów karabinem maszynowym. Nie brzmi to skutecznie, prawda?
Właśnie dlatego tak ważne jest zrozumienie głównych różnic między obróbką 3-osiową, 4-osiową i 5-osiową. Dzięki temu można mieć pewność, że do konkretnego projektu zostanie wybrany najlepszy rodzaj maszyny bez żadnych kompromisów w zakresie podstawowych parametrów jakościowych.
Oto 5 głównych różnic pomiędzy rodzajami obróbki CNC.
Zasada działania
Zasada działania wszystkich maszyn CNC jest taka sama. Narzędzie tnące sterowane przez komputer obraca się wokół przedmiotu obrabianego, aby usunąć materiał. Ponadto wszystkie maszyny CNC wykorzystują kody M lub kody G, aby rozszyfrować ruch narzędzia względem przedmiotu obrabianego.
Różnica polega na dodatkowej możliwości obracania się wokół różnych płaszczyzn. Zarówno frezowanie CNC 4-osiowe, jak i 5-osiowe umożliwia obracanie się wokół różnych współrzędnych, a ta jakość skutkuje tworzeniem bardziej złożonych kształtów z względną łatwością.
Precyzja i dokładność
Obróbka CNC jest znana ze swojej dokładności i niskich tolerancji. Jednak rodzaj CNC wpływa na ostateczne tolerancje produktu. 3-osiowe CNC, choć bardzo dokładne, będzie miało większe szanse na przypadkowe błędy z powodu ciągłego repozycjonowania obrabianego przedmiotu. W większości zastosowań ten margines błędu jest pomijalny. Jednak w przypadku wrażliwych zastosowań związanych z lotnictwem i motoryzacją nawet najmniejsze odchylenie może powodować problemy.
Zarówno obróbka CNC 4-osiowa, jak i 5-osiowa nie mają tego problemu, ponieważ nie wymagają żadnego ponownego pozycjonowania. Umożliwiają cięcie w wielu płaszczyznach na jednym uchwycie. Co więcej, ważne jest, aby zauważyć, że jest to jedyne źródło rozbieżności w jakości obróbki 3-osiowej. Poza tym ogólna jakość pod względem precyzji i dokładności pozostaje taka sama.
Aplikacje
Zamiast zastosowań w całej branży, różnice w typie CNC dotyczą natury produktu. Na przykład różnica między produktami frezowania 3-osiowego, 4-osiowego i 5-osiowego będzie oparta na ogólnej złożoności projektu, a nie na samej branży.
Prostą część przeznaczoną dla sektora lotniczego można opracować na maszynie 3-osiowej, natomiast bardziej złożona część przeznaczona dla innych sektorów może wymagać zastosowania maszyny 4- lub 5-osiowej.
Koszty
Koszty są jedną z głównych różnic między frezowaniem CNC 3-, 4- i 5-osiowym. Maszyny 3-osiowe są naturalnie bardziej ekonomiczne w zakupie i utrzymaniu. Jednak koszty ich użytkowania zależą od czynników takich jak osprzęt i dostępność operatorów. Podczas gdy koszty ponoszone na operatorów pozostają takie same w przypadku maszyn 4- i 5-osiowych, osprzęt nadal pochłania znaczną część kosztów.
Z drugiej strony obróbka 4- i 5-osiowa jest bardziej zaawansowana technologicznie i ma lepsze funkcje. Dlatego są naturalnie drogie. Jednak wnoszą wiele możliwości i są opłacalnym wyborem w wielu wyjątkowych przypadkach. Jeden z nich został już wcześniej omówiony, gdzie projekt teoretycznie możliwy do wykonania przy użyciu maszyny 3-osiowej wymagałby wielu niestandardowych przyrządów. Zwiększając tym samym ogólne koszty i czyniąc obróbkę 4- lub 5-osiową bardziej opłacalną opcją.
Czas realizacji
Jeśli chodzi o całkowity czas realizacji, maszyny 5-osiowe ciągłe zapewniają najlepsze ogólne wyniki. Mogą przetwarzać nawet najbardziej złożone kształty w najkrótszym czasie ze względu na brak przestojów i obróbkę jednoetapową.
Kolejnymi maszynami są maszyny 4-osiowe, które umożliwiają obrót wokół jednej osi i mogą wykonywać tylko płaskie elementy kątowe na raz.
Wreszcie, maszyny CNC 3-osiowe mają najdłuższy czas realizacji, ponieważ cięcie odbywa się etapami. Ponadto ograniczenia maszyn 3-osiowych oznaczają, że będzie dużo repozycjonowania przedmiotu obrabianego, co skutkowałoby zwiększeniem ogólnego czasu realizacji dla każdego projektu.
Frezowanie 3-osiowe, 4-osiowe czy 5-osiowe – które jest lepsze?
W produkcji nie ma czegoś takiego jak absolutnie lepsza metoda lub rozwiązanie uniwersalne. Właściwy wybór zależy od zawiłości projektu, ogólnego budżetu, czasu i wymagań jakościowych.
3-osiowe kontra 4-osiowe kontra 5-osiowe, wszystkie mają swoje zalety i wady. Naturalnie, 5-osiowe może tworzyć bardziej złożone geometrie 3D, podczas gdy 3-osiowe mogą szybko i konsekwentnie produkować prostsze elementy.
Podsumowując, nie ma odpowiedzi na pytanie, który z nich jest lepszym wyborem. Każda metoda obróbki, która zapewnia idealną równowagę między kosztami, czasem i wynikami, będzie idealnym wyborem dla konkretnego projektu.
Przeczytaj więcej: Frezowanie CNC kontra toczenie CNC: co jest lepsze?
Rozpocznij swoje projekty z usługami obróbki CNC firmy Guansheng
W przypadku każdego projektu lub firmy odpowiedni partner produkcyjny może być różnicą między sukcesem a porażką. Produkcja jest integralną częścią procesu rozwoju produktu, a właściwe wybory na tym etapie mogą w dużym stopniu przyczynić się do uczynienia produktu wykonalnym. Guangsheng jest idealnym wyborem produkcyjnym w każdej sytuacji ze względu na nacisk na dostarczanie najlepszych produktów z najwyższą spójnością.
Wyposażony w najnowocześniejszy sprzęt i doświadczony zespół, Guangsheng może obsługiwać wszelkiego rodzaju prace obróbcze 3-osiowe, 4-osiowe lub 5-osiowe. Dzięki rygorystycznym kontrolom jakości możemy zagwarantować, że końcowe części bezbłędnie spełniają wszelkiego rodzaju kontrole jakości.
Ponadto, tym, co wyróżnia Guangsheng, są najszybsze terminy realizacji i najbardziej konkurencyjne ceny na rynku. Ponadto proces jest również zoptymalizowany, aby ułatwić pracę klientowi. Wystarczy przesłać projekty, aby uzyskać kompleksową analizę DFM i natychmiastową wycenę, aby rozpocząć.
Automatyzacja i rozwiązania online są kluczem do przyszłości produkcji, a Guangsheng to rozumie. Dlatego wszystko, czego potrzebujesz do uzyskania najlepszych wyników, jest tylko kliknięcie dalej.
Wniosek
Wszystkie 3-, 4- i 5-osiowe CNC są różne, a każdy typ ma swoje mocne i słabe strony. Właściwy wybór sprowadza się jednak do unikalnych wymagań projektu i jego wymagań. W produkcji nie ma właściwego wyboru. Prawidłowym podejściem jest znalezienie najbardziej optymalnej kombinacji jakości, kosztów i czasu. Coś, co wszystkie trzy typy CNC mogą dostarczyć w oparciu o wymagania konkretnego projektu.
Czas publikacji: 29-11-2023