Выбор правильного типа станка при многокоординатной обработке с ЧПУ является одним из наиболее важных решений. Он определяет общие возможности процесса, возможные конструкции и общие затраты. 3-осевая, 4-осевая и 5-осевая обработка с ЧПУ — популярный спор, и правильный ответ зависит от требований проекта.
В этом руководстве мы рассмотрим основы многоосевой обработки с ЧПУ и сравним 3-, 4- и 5-осевую обработку с ЧПУ, чтобы помочь сделать правильный выбор.
Введение в 3-осевую обработку
Шпиндель движется линейно в направлениях X, Y и Z, и заготовке необходимы приспособления, которые удерживают ее в одной плоскости. В современных машинах возможна работа в нескольких плоскостях. Но для них требуются специальные приспособления, изготовление которых немного дорогое и требует много времени.
Однако существуют некоторые ограничения на возможности 3-осевого ЧПУ. Многие функции либо экономически нежизнеспособны, несмотря на относительную цену 3-осевых ЧПУ, либо просто невозможны. Например, 3-осевые станки не могут создавать угловые элементы или что-либо еще, что находится в системе координат XYZ.
Напротив, 3-осевые станки могут создавать подрезы. Однако им необходимы некоторые предварительные требования и специальные фрезы, такие как фрезы с Т-образными пазами и фрезы «ласточкин хвост». Выполнение этих требований иногда может привести к резкому росту цен, а иногда становится более целесообразным выбрать 4- или 5-осевое фрезерное решение с ЧПУ.
Введение в 4-осевую обработку
4-осевая обработка более совершенна, чем ее 3-осевые аналоги. Помимо движения режущего инструмента в плоскостях XYZ, они позволяют заготовке вращаться и по оси Z. Это означает, что 4-осевое фрезерование может работать с 4 сторон без каких-либо особых требований, таких как уникальные приспособления или режущие инструменты.
Как указывалось ранее, дополнительная ось на этих станках делает их более экономически выгодными в некоторых случаях, когда трехосные станки могут выполнить работу, но с особыми требованиями. Дополнительные затраты, необходимые для изготовления правильных приспособлений и режущих инструментов для 3-осевого станка, превышают общую разницу в стоимости между 4-осевыми и 3-осевыми станками. Тем самым делая их более жизнеспособным выбором для некоторых проектов.
Более того, еще одним важным аспектом 4-осевого фрезерования является общее качество. Поскольку эти станки могут работать сразу с 4 сторон, перестановка заготовки на приспособлениях не требуется. Тем самым сводя к минимуму вероятность человеческой ошибки и повышая общую точность.
Сегодня существует два типа 4-осевой обработки с ЧПУ; непрерывный и индексирующий.
Непрерывная обработка позволяет режущему инструменту и заготовке двигаться одновременно. Это означает, что машина может резать материал во время вращения. Таким образом, сложные дуги и формы, такие как спирали, становятся очень простыми в обработке.
С другой стороны, индексирующая обработка выполняется поэтапно. Режущий инструмент останавливается, как только заготовка начинает вращаться вокруг плоскости Z. Это означает, что индексирующие машины не обладают такими же возможностями, поскольку они не могут создавать сложные дуги и формы. Единственным преимуществом является тот факт, что заготовку теперь можно обрабатывать с 4 разных сторон без необходимости использования каких-либо специальных приспособлений, которые необходимы на 3-осном станке.
Введение в 5-осевую обработку
5-осевая обработка делает еще один шаг вперед и обеспечивает вращение в двух плоскостях. Многоосевое вращение, а также способность режущего инструмента двигаться в трех направлениях — это два неотъемлемых качества, которые позволяют этим машинам выполнять самые сложные работы.
На рынке доступны два вида 5-осевой обработки с ЧПУ. 3+2-осевая обработка и непрерывная 5-осевая обработка. Оба работают во всех плоскостях, но первый имеет те же ограничения и принцип работы, что и индексирующий 4-осевой станок.
Обработка с ЧПУ по 3+2 осям позволяет сделать вращение независимым друг от друга, но ограничивает одновременное использование обеих координатных плоскостей. Напротив, непрерывная 5-осевая обработка не имеет таких ограничений. Тем самым обеспечивая превосходный контроль и возможность удобной обработки самой сложной геометрии.
Основные различия между 3, 4, 5-осевой обработкой с ЧПУ
Понимание сложностей и ограничений обработки с ЧПУ является неотъемлемой частью обеспечения наилучшего баланса между стоимостью, временем и качеством процесса.
Как указывалось ранее, многие проекты будут обходиться дороже при использовании экономичного 3-осевого фрезерования из-за сложностей, связанных с приспособлениями и процессами. Точно так же простой выбор 5-осевого фрезерования для каждого отдельного проекта был бы синонимом борьбы с тараканами с помощью пулемета. Звучит неэффективно, правда?
Именно по этой причине важно понимать основные различия между 3-, 4- и 5-осевой обработкой. Это может гарантировать, что для любого конкретного проекта будет выбран лучший тип машины без каких-либо компромиссов по основным параметрам качества.
Вот 5 основных различий между видами обработки с ЧПУ.
Принцип работы
Принцип работы всех станков с ЧПУ одинаков. Режущий инструмент, управляемый компьютером, вращается вокруг заготовки, удаляя материал. Кроме того, все станки с ЧПУ используют либо M-коды, либо G-коды для определения движения инструмента относительно заготовки.
Разница заключается в дополнительной возможности вращаться вокруг разных плоскостей. Как 4-осевое, так и 5-осевое фрезерование с ЧПУ допускают вращение вокруг разных координат, и это качество приводит к сравнительно легкому созданию более сложных форм.
Точность и аккуратность
Обработка с ЧПУ известна своей точностью и низкими допусками. Однако тип ЧПУ влияет на конечные допуски изделия. 3-осевой ЧПУ, хотя и очень точный, будет иметь больше шансов на случайные ошибки из-за последовательного изменения положения заготовки. Для большинства приложений эта погрешность незначительна. Однако в чувствительных приложениях, относящихся к аэрокосмической и автомобильной промышленности, даже малейшее отклонение может вызвать проблемы.
Как 4-осевая, так и 5-осевая обработка с ЧПУ не имеет этой проблемы, поскольку не требует никакого изменения положения. Они позволяют резать в нескольких плоскостях на одном приспособлении. Кроме того, важно отметить, что это единственный источник несоответствия качества 3-осевой обработки. Помимо этого, общее качество с точки зрения точности и аккуратности остается прежним.
Приложения
Различия в типе ЧПУ касаются не общеотраслевого применения, а характера продукта. Например, разница между продуктами для 3-, 4- и 5-осного фрезерования будет зависеть от общей сложности конструкции, а не от самой отрасли.
Простая деталь для аэрокосмического сектора может быть разработана на 3-осном станке, а сложная деталь для любого другого сектора может потребовать использования 4- или 5-осевого станка.
Затраты
Затраты являются одним из основных различий между 3, 4 и 5-осевым фрезерованием с ЧПУ. 3-осные станки, естественно, более экономичны в покупке и обслуживании. Однако расходы на их использование зависят от таких факторов, как оснащение и доступность операторов. Хотя затраты операторов в случае 4- и 5-осных станков остаются одинаковыми, приспособления по-прежнему занимают значительную часть расходов.
С другой стороны, 4- и 5-осевая обработка более технологичны и имеют лучшие характеристики. Поэтому они, естественно, дорогие. Тем не менее, они предоставляют множество возможностей и являются жизнеспособным выбором во многих уникальных случаях. Один из них уже обсуждался ранее: теоретически возможная конструкция трехосного станка потребует множества специальных приспособлений. Тем самым увеличивая общие затраты и делая 4- или 5-осевую обработку более выгодным вариантом.
Время выполнения
Когда дело доходит до общего времени выполнения заказа, 5-осевые станки непрерывного действия обеспечивают наилучшие общие результаты. Они могут обрабатывать даже самые сложные формы в кратчайшие сроки благодаря отсутствию остановок и одноэтапной обработке.
Затем следуют 4-осные станки непрерывного действия, поскольку они допускают вращение по одной оси и могут обрабатывать только плоские угловые элементы за один проход.
Наконец, 3-осевые станки с ЧПУ имеют самое длительное время выполнения заказа, поскольку резка происходит поэтапно. Кроме того, ограничения 3-осевых станков означают, что придется часто перемещать заготовку, что приведет к увеличению общего времени выполнения любого проекта.
3-осевое, 4-осевое и 5-осевое фрезерование: что лучше?
В производстве не существует абсолютно лучшего метода или универсального решения. Правильный выбор зависит от сложности проекта, общего бюджета, времени и требований к качеству.
3-осевой, 4-осный или 5-осевой — все они имеют свои преимущества и недостатки. Естественно, 5-осевой режим может создавать более сложную трехмерную геометрию, а 3-осевой может быстро и последовательно создавать более простые детали.
Подводя итог, нет ответа на вопрос, какой из них лучше. Любой метод обработки, обеспечивающий идеальный баланс между стоимостью, временем и результатами, будет идеальным выбором для конкретного проекта.
Подробнее: Фрезерование с ЧПУ против токарной обработки с ЧПУ: что выбрать правильно?
Начните свои проекты с услугами обработки с ЧПУ Guansheng
Для любого проекта или бизнеса правильный партнер-производитель может стать решающим фактором успеха или неудачи. Производство является неотъемлемой частью процесса разработки продукта, и правильный выбор на этом этапе может иметь большое значение для обеспечения жизнеспособности продукта. Компания Guangsheng — идеальный производственный выбор для любой ситуации, поскольку она стремится предоставлять лучшее с максимальной последовательностью.
Компания Guangsheng, оснащенная современным оборудованием и опытной командой, может выполнять все виды 3-, 4- или 5-осевой обработки. Благодаря строгим проверкам качества мы можем гарантировать, что готовые детали в обязательном порядке пройдут все виды проверок качества.
Кроме того, что отличает Guangsheng, так это самые быстрые сроки выполнения заказов и самые конкурентоспособные цены на рынке. Более того, процесс также оптимизирован для облегчения работы клиента. Просто загрузите проекты, чтобы получить комплексный анализ DFM и мгновенное ценовое предложение, чтобы приступить к работе.
Автоматизация и онлайн-решения являются ключом к будущему производства, и компания Guangsheng это понимает. Вот почему все, что вам нужно для достижения наилучших результатов, находится на расстоянии одного клика.
Заключение
Все 3-, 4- и 5-осевые ЧПУ разные, и каждый тип имеет свои сильные и слабые стороны. Однако правильный выбор сводится к уникальным требованиям проекта и его требованиям. В производстве нет правильного выбора. Правильный подход – найти наиболее оптимальное сочетание качества, стоимости и времени. Все три типа ЧПУ могут обеспечить что-то в зависимости от требований конкретного проекта.
Время публикации: 29 ноября 2023 г.