Выбор правильного типа станка для многоосевой обработки с ЧПУ является одним из наиболее важных решений. Он определяет общие возможности процесса, возможные конструкции и общие затраты. 3-осевая, 4-осевая или 5-осевая обработка с ЧПУ является популярным спором, и правильный ответ зависит от требований проекта.
В этом руководстве будут рассмотрены основы многоосевой обработки на станках с ЧПУ и проведено сравнение 3-, 4- и 5-осевой обработки на станках с ЧПУ, что поможет сделать правильный выбор.
Введение в 3-осевую обработку
Шпиндель линейно перемещается в направлениях X, Y и Z, а заготовка нуждается в приспособлениях, которые удерживают ее в одной плоскости. Возможность работы в нескольких плоскостях возможна в современных станках. Но для этого требуются специальные приспособления, изготовление которых немного дорогое и занимает много времени.
Однако существуют некоторые ограничения на то, что могут делать 3-осевые ЧПУ. Многие функции либо экономически невыгодны, несмотря на относительную цену 3-осевых ЧПУ, либо просто невозможны. Например, 3-осевые станки не могут создавать угловые функции или что-либо, что находится в системе координат XYZ.
Напротив, 3-осевые станки могут создавать элементы поднутрения. Однако для них требуются несколько предварительных условий и специальные фрезы, такие как фрезы для Т-образных пазов и ласточкин хвост. Выполнение этих требований иногда может резко повысить цены, а иногда становится более целесообразным выбрать 4-осевое или 5-осевое фрезерное решение с ЧПУ.
Введение в 4-осевую обработку
4-осевая обработка более продвинута, чем ее 3-осевые аналоги. В дополнение к перемещению режущего инструмента в плоскостях XYZ, они также позволяют вращать заготовку по оси Z. Это означает, что 4-осевое фрезерование может работать с 4 сторон без каких-либо специальных требований, таких как уникальные приспособления или режущие инструменты.
Как уже говорилось, дополнительная ось на этих станках делает их более экономически выгодными для некоторых случаев, когда 3-осевые станки могут справиться с работой, но с особыми требованиями. Дополнительные затраты, необходимые для изготовления правильных приспособлений и режущих инструментов на 3-осевых станках, превышают общую разницу в стоимости между 4-осевыми и 3-осевыми станками. Тем самым делая их более выгодным выбором для некоторых проектов.
Более того, еще одним важным аспектом 4-осевого фрезерования является общее качество. Поскольку эти станки могут работать с 4 сторон одновременно, нет необходимости в перепозиционировании заготовки на приспособлениях. Тем самым минимизируется вероятность человеческой ошибки и повышается общая точность.
На сегодняшний день существует два типа 4-осевой обработки с ЧПУ: непрерывная и индексная.
Непрерывная обработка позволяет режущему инструменту и заготовке двигаться одновременно. Это означает, что станок может резать материал, вращаясь. Таким образом, обработка сложных дуг и форм, таких как спирали, становится очень простой.
С другой стороны, индексная обработка работает поэтапно. Режущий инструмент останавливается, как только заготовка начинает вращаться вокруг плоскости Z. Это означает, что индексные станки 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 специальных приспособлений, которые необходимы в 3-осевом станке.
Введение в 5-осевую обработку
5-осевая обработка делает шаг вперед и позволяет вращаться в двух плоскостях. Это многоосевое вращение вместе со способностью режущего инструмента двигаться в трех направлениях являются двумя неотъемлемыми качествами, которые позволяют этим станкам справляться с самыми сложными задачами.
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 вращению быть независимым друг от друга, но ограничивает использование обеих координатных плоскостей одновременно. Напротив, непрерывная 5-осевая обработка не имеет таких ограничений. Тем самым обеспечивая превосходный контроль и возможность удобной обработки самых сложных геометрий.
Основные различия между 3-, 4-, 5-осевой обработкой с ЧПУ
Понимание сложностей и ограничений обработки на станках с ЧПУ является неотъемлемой частью обеспечения наилучшего баланса между стоимостью, временем и качеством процесса.
Как уже говорилось, многочисленные проекты обойдутся дороже на в остальном экономичном 3-осевом фрезеровании из-за сложностей, связанных с приспособлениями и процессами. Аналогично, простой выбор 5-осевого фрезерования для каждого отдельного проекта был бы синонимом борьбы с тараканами с помощью пулемета. Звучит неэффективно, не так ли?
Именно поэтому важно понимать основные различия между 3-осевой, 4-осевой и 5-осевой обработкой. Это может гарантировать, что для любого конкретного проекта будет выбран лучший тип станка без каких-либо компромиссов по основным параметрам качества.
Вот 5 основных различий между видами обработки на станках 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 расшифровки движения инструмента относительно заготовки.
Разница заключается в дополнительной возможности вращения вокруг различных плоскостей. Как 4-осевое, так и 5-осевое фрезерование с ЧПУ допускает вращение вокруг различных координат, и это качество приводит к созданию более сложных форм с относительной легкостью.
Точность и аккуратность
Обработка на станках с ЧПУ известна своей точностью и низкими допусками. Однако тип ЧПУ влияет на конечные допуски продукта. 3-осевой ЧПУ, хотя и очень точный, будет иметь больше шансов на случайные ошибки из-за постоянного изменения положения заготовки. Для большинства приложений эта погрешность незначительна. Однако для чувствительных приложений, относящихся к аэрокосмической и автомобильной промышленности, даже самое маленькое отклонение может вызвать проблемы.
Как 4-осевая, так и 5-осевая обработка с ЧПУ не имеют этой проблемы, поскольку им не требуется перепозиционирование. Они позволяют резать в нескольких плоскостях на одном приспособлении. Кроме того, важно отметить, что это единственный источник расхождений в качестве 3-осевой обработки. Помимо этого, общее качество с точки зрения точности и аккуратности остается прежним.
Приложения
Различия в типе ЧПУ относятся не к общеотраслевому применению, а к природе продукта. Например, разница между 3-осевыми, 4-осевыми и 5-осевыми фрезерными изделиями будет основана на общей сложности конструкции, а не на самой отрасли.
Простую деталь для аэрокосмической отрасли можно изготовить на 3-осевом станке, в то время как для сложной детали для любого другого сектора может потребоваться использование 4-осевого или 5-осевого станка.
Расходы
Расходы являются одним из основных различий между 3-, 4- и 5-осевым фрезерованием с ЧПУ. 3-осевые станки, естественно, более экономичны в приобретении и обслуживании. Однако расходы на их использование зависят от таких факторов, как приспособления и доступность операторов. В то время как расходы на операторов остаются такими же в случае 4-осевых и 5-осевых станков, приспособления по-прежнему занимают значительную часть расходов.
С другой стороны, 4- и 5-осевая обработка более технологичны и имеют лучшие характеристики. Поэтому они, естественно, дороги. Однако они привносят много возможностей и являются жизнеспособным выбором во многих уникальных случаях. Один из них уже обсуждался ранее, когда теоретически возможная конструкция с 3-осевым станком потребовала бы большого количества специальных приспособлений. Тем самым увеличивая общие затраты и делая 4- или 5-осевую обработку более жизнеспособным вариантом.
Время выполнения
Что касается общих сроков выполнения заказов, непрерывные 5-осевые станки обеспечивают наилучшие общие результаты. Они могут обрабатывать даже самые сложные формы в кратчайшие сроки из-за отсутствия остановок и одношаговой обработки.
Далее следуют непрерывные 4-осевые станки, которые 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 будет много перепозиционирования заготовки, что приведет к увеличению общего времени выполнения любого проекта.
3-осевая, 4-осевая или 5-осевая фрезерная обработка: 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 против 4-осевого против 5-осевого, все имеют свои достоинства и недостатки. Естественно, 5-осевой может создавать более сложные 3D-геометрии, в то время как 3-осевой может быстро и последовательно штамповать более простые детали.
Подводя итог, нет ответа на вопрос, какой из них лучше. Любой метод обработки, который обеспечивает идеальный баланс между стоимостью, временем и результатами, будет идеальным выбором для конкретного проекта.
Подробнее: Фрезерование с ЧПУ против точения с ЧПУ: что выбрать?
Начните свои проекты с услугами по обработке на станках с ЧПУ от Guansheng
Для любого проекта или бизнеса правильный производственный партнер может стать решающим фактором между успехом и неудачей. Производство является неотъемлемой частью процесса разработки продукта, и правильный выбор на этом этапе может иметь большое значение для создания жизнеспособного продукта. Guangsheng — идеальный выбор для производства в любой ситуации, поскольку компания настаивает на предоставлении лучшего с максимальной последовательностью.
Оснащенная современным оборудованием и опытной командой, Guangsheng может обрабатывать все виды 3-осевых, 4-осевых или 5-осевых обрабатывающих работ. Благодаря строгим проверкам качества мы можем гарантировать, что конечные детали безошибочно соответствуют всем видам проверок качества.
Кроме того, Guangsheng выделяется своими самыми быстрыми сроками выполнения заказов и самыми конкурентоспособными ценами на рынке. Более того, процесс также оптимизирован для облегчения работы клиента. Просто загрузите проекты, чтобы получить комплексный анализ DFM и мгновенную смету, чтобы начать работу.
Автоматизация и онлайн-решения — это ключи к будущему производства, и Guangsheng это понимает. Вот почему все, что вам нужно для наилучших результатов, находится всего в одном клике.
Заключение
Все 3-, 4- и 5-осевые ЧПУ отличаются друг от друга, и каждый тип имеет свои сильные и слабые стороны. Однако правильный выбор зависит от уникальных требований проекта и его потребностей. В производстве нет правильного выбора. Правильный подход — найти наиболее оптимальное сочетание качества, стоимости и времени. Что-то, что все три типа ЧПУ могут предоставить в зависимости от требований конкретного проекта.
Время публикации: 29-11-2023