În calitate de furnizor profesionist de componente mecanice de precizie, echipa noastră de ingineri primește frecvent întrebări de la clienți, cum ar fi: „Această piesă necesită absolut prelucrare pe 5-axe sau poate fi făcută mai ieftin pe o mașină cu 4 axe?” sau „Dacă alegem prelucrarea pe 3 axe pentru a economisi bani, dar necesită șase operații de repoziționare și prindere, va afecta acest lucru în mod semnificativ produsul finit?” În domeniul producției de precizie, alegerea tipului potrivit de mașină-uneltă nu este doar o problemă tehnică, ci și o chestiune de rentabilitate.
Bazându-se pe experiența sa vastă de producție în producția de precizie, Hansheng vă oferă o-comparație aprofundată a prelucrării CNC pe 3 axe, 4 axe și 5 axe în ceea ce privește costul, precizia, geometria și dimensiunea lotului, ajutându-vă să faceți cea mai potrivită alegere.
Pentru a citi în continuare, acest articol se concentrează în principal pe comparații. Dacă doriți să aflați mai multe despre detaliile unei anumite tehnologii, vă rugăm să consultați articolele noastre dedicate:
Ce este prelucrarea CNC pe 4 axe?
Ce este prelucrarea CNC pe 5 axe?
Comparația de bază
Pentru a face comparația dintre cele trei opțiuni mai clară, am compilat un tabel de comparație cuprinzător pentru referință rapidă.
| Dimensiune | Prelucrare CNC cu 3 axe | Prelucrare CNC cu 4 axe | Prelucrare CNC cu 5 axe |
|---|---|---|---|
| Principiul mișcării | Mișcare liniară în axele X, Y, Z. Unealta de tăiere este întotdeauna perpendiculară pe piesa de prelucrat. | Mișcare liniară în axele X, Y, Z + axa A-(piesa de prelucrat se rotește în jurul axei X-). | Mișcare liniară în axele X, Y, Z + axele A/B/C (piesa de prelucrat se poate roti/înclina în toate orientările). |
| Capacitatea de bază | Poate prelucra numai suprafața superioară sau un singur plan de referință. | Poate prelucra patru fețe într-o singură configurație; potrivit pentru piese cilindrice și caracteristici elicoidale. | Poate prelucra cinci fețe într-o singură configurație; capabil să prelucreze suprafețe continue extrem de complexe și decupări. |
| Costul de prelucrare | Cel mai mic (de exemplu, tarife orare mai mici). | Moderat (cost-eficient, reduce costurile de configurare manuală). | Cel mai mare (echipament scump, programare complexă). |
| Complexitatea programării | Simplu, poate fi configurat de un operator obișnuit. | Moderat, necesită luarea în considerare a interferenței axei de rotație. | Foarte ridicat, necesită software CAM avansat și ingineri experimentați. |
| Piese potrivite | Plăci plate, carcase simple, piese cu găurire pe o singură{0}}lateră. | Arbori, angrenaje, carcase cu orificii laterale, gravare cilindrica. | Pale de turbine, componente structurale aerospațiale, implanturi ortopedice. |
| Principalele limitări | Sunt necesare mai multe setări pentru prelucrarea cu mai multe-fațe, ceea ce duce la erori acumulate și eficiență scăzută. | Nu se pot prelucra găuri unghiulare care nu sunt perpendiculare pe axa de rotație; zone moarte mai există. | Cost ridicat; cerințe extrem de ridicate privind proiectarea dispozitivului de fixare. |
Cum să alegi în funcție de proiectul tău?
Hansheng Automation vă ajută să evaluați numărul de axe necesare pentru proiectul dvs. din două perspective.
Caracteristicile geometrice și complexitatea părților proiectului
1. Dacă piesele sunt în primul rând plane, cu caracteristici (găuri, fante, cavități) concentrate în una sau două direcții opuse sau dacă piesa necesită prelucrare pe cel mult două suprafețe și cerințele de toleranță permit răsturnarea manuală (de exemplu, +/- 0.05mm sau mai mult), atunci prelucrarea pe 3 axe este cea mai economică opțiune.
2. Dacă piesele proiectului sunt cilindrice sau caracteristicile sunt distribuite în jurul unei axe centrale (cum ar fi roți dințate sau bucșe cu găuri laterale) sau dacă piesele dumneavoastră pătrate necesită prelucrare extinsă pe laturi, prelucrarea pe 4 axe poate finaliza lucrul pe patru suprafețe într-o singură configurație, evitând problemele de pierdere a originii asociate cu setările repetate pe o mașină cu 3 axe.
3.Dacă designul dvs. include suprafețe organice complexe (cum ar fi rotoarele), găuri unghiulare complexe din punct de vedere spațial (ne-verticale, ne-orizontale) sau cavități adânci și fante înguste care necesită înclinarea sculei pentru a menține rigiditatea sau dacă trebuie să mențineți toleranțe de precizie de poziție extrem de ridicate (de exemplu, +/{6}}mm de precizie doar pe suprafețe de prelucrare de cinci, apoi de 5 mm de precizie a unei late de prelucrare). satisface nevoile dvs.
Economia proiectului și scara de producție
1.Pentru prototipuri și loturi foarte mici (aproximativ 1-10 bucăți), prelucrarea pe 3 axe este de obicei alegerea preferată datorită costului inițial cel mai mic. Dacă geometria nu vă obligă să utilizați prelucrarea pe mai multe axe, încercați să simplificați designul pentru a se potrivi cu prelucrarea pe 3 axe.
2.Pentru producția de volum mediu-(10-500 de bucăți), prelucrarea pe 4 axe oferă cea mai bună rentabilitate. Deși rata orară pentru o mașină cu 4 axe este puțin mai mare decât o mașină cu 3 axe, economisește o cantitate semnificativă de timp de configurare manuală. De exemplu, o piesă care necesită trei răsturnări pe o mașină cu 3 axe poate fi finalizată într-o singură configurare pe o mașină cu 4 axe, rezultând o reducere semnificativă a costului total.
3. Pentru producția de volum mare-cu cerințe de înaltă precizie și necesitatea de a garanta o precizie de poziție extrem de ridicată sau dacă piesele sunt extrem de complexe, recomandarea noastră este că, deși prelucrarea pe 5-axe are un cost unitar mai mare, elimină timpii de așteptare și riscurile de deșeuri în fluxurile de lucru cu mai multe-procese și poate fi mai rentabilă în ceea ce privește ciclul general al proiectului.
Concepții greșite obișnuite despre prelucrarea cu mai multe-axe
Concepție greșită 1: „Cu cât o mașină are mai multe axe, cu atât calitatea prelucrării va fi mai bună.”
Această înțelegere nu este în întregime corectă. Calitatea prelucrării depinde de mai mulți factori, cum ar fi rigiditatea mașinii-unelte, selecția sculelor de tăiere și nivelul de calificare al inginerilor. Nu ar trebui să urmărim orbește tehnologia înaltă, optând pentru mașini cu cinci-axe; ar trebui să luăm în considerare nevoile reale ale proiectului.
Concepție greșită 2: „Mașinile-unelte cu cinci-axe pot face orice”.
Adevărul este că mașinile cu cinci-axe au și ele limitări. Au un risc foarte mare de interferență cu dispozitivul de fixare, iar lungimea sculei este limitată. În plus, timpul de programare și depanare pentru prelucrarea cu cinci-axe este mult mai lung decât pentru prelucrarea cu trei-axe. Pentru piese simple, folosirea unei mașini cu cinci-axe este ca „a folosi o supermașină pentru a livra produse la pachet”-este posibil, dar este o risipă uriașă de resurse.
În concluzie
La Hansheng Automation, aderăm la o filozofie a „producției practice”. Nu vom încerca să vă vindem procese costisitoare pur și simplu pentru că avem echipamente-de ultimă generație. În schimb, ne angajăm să găsim echilibrul optim între calitate și cost prin analiza DFM (Design for Manufacturability).
FAQ
Î: Dacă piesa mea poate fi prelucrată pe o mașină cu 3 axe, pot solicita totuși prelucrarea pe 5 axe?
R: Din punct de vedere tehnic, este posibil, dar de obicei este o risipă inutilă. Cu excepția cazului în care aveți cerințe extrem de ridicate pentru finisarea suprafeței piesei (de exemplu, necesitatea prelucrarii simultane pe 5-axe pentru a reduce semnele de tăiere de la o freză cu bile-), vă recomandăm să urmați „principiul celui mai simplu proces” și să utilizați prelucrarea pe 3 axe pentru cea mai bună rentabilitate.
Î: Din perspectiva proiectării, cum pot reduce costul prelucrării cu mai multe-axe?
R: Maximizați raza fileurilor interne (evitați utilizarea instrumentelor cu diametru extrem de mic).
Reduceți numărul de caracteristici cu toleranțe extrem de strânse (specificați doar toleranțe stricte pe suprafețele de îmbinare).
Caracteristici de proiectare cu dimensiuni standard ori de câte ori este posibil pentru a permite utilizarea instrumentelor standard în locul instrumentelor personalizate.
Î: Ce formate de fișiere acceptați pentru evaluare?
R: Pentru a determina cu precizie dacă o piesă este potrivită pentru prelucrarea cu 3 axe, 4 axe sau 5 axe, avem nevoie de un model CAD 3D (format .STEP sau .IGES). Vă rugăm să includeți și un desen PDF 2D pentru a specifica orice găuri cu toleranțe, specificații ale filetului și cerințele de rugozitate a suprafeței.
Î: Prelucrarea cu 5 axe va avea un timp de livrare mai lung?
R: Aceasta depinde de complexitatea piesei. Programarea inițială (CAM) și timpul de simulare a coliziunii pentru prelucrarea pe 5 axe sunt într-adevăr mai lungi decât pentru 3 axe. Cu toate acestea, odată ce începe prelucrarea, viteza reală de producție este adesea mai rapidă, deoarece reduce timpul de transfer și de așteptare dintre procese. Pentru prototipurile urgente și complexe, 5 axe este de obicei opțiunea mai rapidă.
Referințe
Manualul Mașinilor (ediția a 31-a) – Presa industrială, 2020
Seria ISO 10791: Condiții de încercare pentru centrele de prelucrare – Organizația Internațională de Standardizare