Izbira pravega tipa stroja pri večosni CNC obdelavi je ena najpomembnejših odločitev. Določa celotne zmogljivosti postopka, možne zasnove in celotne stroške. 3-osna v primerjavi s 4-osno v primerjavi s 5-osno CNC obdelavo je priljubljena razprava, pravi odgovor pa je odvisen od zahtev projekta.
Ta priročnik si bo ogledal osnove večosne CNC obdelave in primerjal 3-osno, 4-osno in 5-osno CNC obdelavo, da bi vam pomagal pri pravi izbiri.
Uvod v 3-osno obdelavo
Vreteno se linearno premika v smereh X, Y in Z, obdelovanec pa potrebuje vpenjala, ki ga držijo v eni ravnini. Možnost delovanja v več ravninah je mogoča pri sodobnih strojih. Vendar pa zahtevajo posebna vpenjala, katerih izdelava je nekoliko draga in porabi veliko časa.
Vendar pa obstajajo tudi nekatere omejitve glede tega, kaj lahko počnejo 3-osni CNC-ji. Številne funkcije so bodisi ekonomsko neizvedljive, kljub relativnim cenam 3-osnih CNC-jev, bodisi preprosto nemogoče. Na primer, 3-osni stroji ne morejo ustvariti kotnih funkcij ali česar koli, kar je v koordinatnem sistemu XYZ.
Nasprotno pa lahko 3-osni stroji ustvarijo spodrezane elemente. Vendar pa potrebujejo več predpogojev in posebne rezalnike, kot so rezalniki za T-utore in lastovičje repe. Izpolnjevanje teh zahtev lahko včasih močno poveča cene in včasih postane bolj smiselno izbrati 4-osno ali 5-osno CNC rezkalno rešitev.
Uvod v 4-osno obdelavo
4-osna obdelava je naprednejša od 3-osnih. Poleg gibanja rezalnega orodja v ravninah XYZ omogočajo tudi vrtenje obdelovanca okoli osi Z. To pomeni, da lahko 4-osno rezkanje deluje na kar 4 straneh brez posebnih zahtev, kot so posebna vpenjala ali rezalna orodja.
Kot smo že omenili, dodatna os na teh strojih omogoča večjo ekonomsko upravičenost v nekaterih primerih, ko lahko delo opravijo 3-osni stroji, vendar s posebnimi zahtevami. Dodatni stroški, potrebni za izdelavo pravih vpenjalnih naprav in rezalnih orodij na 3-osnih strojih, presegajo skupno razliko v stroških med 4-osnimi in 3-osnimi stroji. Zaradi tega so za nekatere projekte boljša izbira.
Poleg tega je še en pomemben vidik 4-osnega rezkanja splošna kakovost. Ker lahko ti stroji obdelujejo na 4 straneh hkrati, ni potrebno premeščati obdelovanca na vpenjala. S tem se zmanjša možnost človeške napake in izboljša splošna natančnost.
Danes obstajata dve vrsti 4-osne CNC obdelave: neprekinjena in indeksna.
Neprekinjena obdelava omogoča hkratno premikanje rezalnega orodja in obdelovanca. To pomeni, da lahko stroj reže material med vrtenjem. S tem je obdelava kompleksnih lokov in oblik, kot so vijačnice, zelo enostavna.
Indeksna obdelava pa deluje v fazah. Rezalno orodje se ustavi, ko se obdelovanec začne vrteti okoli ravnine Z. To pomeni, da indeksni stroji nimajo enakih zmogljivosti, ker ne morejo ustvarjati kompleksnih lokov in oblik. Edina prednost je dejstvo, da je obdelovanec zdaj mogoče obdelati na 4 različnih straneh brez potrebe po posebnih vpenjalih, ki so bistvena pri 3-osnem stroju.
Uvod v 5-osno obdelavo
5-osna obdelava gre še korak dlje in omogoča vrtenje v dveh ravninah. To večosno vrtenje skupaj z zmožnostjo rezalnega orodja, da se premika v treh smereh, sta dve ključni lastnosti, ki tem strojem omogočata obvladovanje najkompleksnejših opravil.
Na trgu sta na voljo dve vrsti 5-osne CNC obdelave. 3+2-osna obdelava in neprekinjena 5-osna obdelava. Obe delujeta v vseh ravninah, vendar ima prva enake omejitve in princip delovanja kot indeksirni 4-osni stroj.
3+2-osna CNC obdelava omogoča neodvisno vrtenje, vendar omejuje hkratno uporabo obeh koordinatnih ravnin. Nasprotno pa neprekinjena 5-osna obdelava nima takšnih omejitev. S tem omogoča vrhunski nadzor in možnost priročne obdelave najkompleksnejših geometrij.
Glavne razlike med 3-, 4- in 5-osno CNC obdelavo
Razumevanje kompleksnosti in omejitev vrste CNC obdelave je ključnega pomena za zagotavljanje najboljšega ravnovesja med stroški, časom in kakovostjo procesa.
Kot smo že omenili, bi bili številni projekti dražji z sicer ekonomičnim 3-osnim rezkanjem zaradi zapletenosti, povezanih z vpenjali in postopki. Podobno bi bila preprosta izbira 5-osnega rezkanja za vsak posamezen projekt sinonim za boj proti ščurkom z mitraljezom. Ne sliši se učinkovito, kajne?
Prav zato je bistveno razumeti glavne razlike med 3-osno, 4-osno in 5-osno obdelavo. S tem lahko zagotovimo, da se za kateri koli projekt izbere najboljši stroj, ne da bi pri tem ogrozili bistvene parametre kakovosti.
Tukaj je 5 glavnih razlik med vrstami CNC obdelave.
Načelo delovanja
Načelo delovanja vseh CNC obdelovalnih strojev je enako. Rezalno orodje, ki ga vodi računalnik, se vrti okoli obdelovanca, da odstrani material. Poleg tega vsi CNC stroji uporabljajo bodisi M-kode bodisi G-kode za dešifriranje gibanja orodja glede na obdelovanec.
Razlika je v dodatni zmožnosti vrtenja okoli različnih ravnin. Tako 4-osno kot 5-osno CNC rezkanje omogoča vrtenje okoli različnih koordinat, kar omogoča relativno enostavno ustvarjanje bolj kompleksnih oblik.
Natančnost in točnost
CNC obdelava je znana po svoji natančnosti in nizkih tolerancah. Vendar pa vrsta CNC stroja vpliva na končne tolerance izdelka. 3-osni CNC stroj, čeprav zelo natančen, ima večjo verjetnost naključnih napak zaradi doslednega premikanja obdelovanca. Za večino aplikacij je ta meja napake zanemarljiva. Vendar pa lahko pri občutljivih aplikacijah, povezanih z vesoljsko in avtomobilsko industrijo, že najmanjše odstopanje povzroči težave.
Tako 4-osna kot 5-osna CNC obdelava nimata te težave, saj ne potrebujeta nobenega ponovnega pozicioniranja. Omogočata rezanje na več ravninah na enem samem vpenjalu. Poleg tega je pomembno omeniti, da je to edini vir neskladij v kakovosti 3-osne obdelave. Razen tega splošna kakovost glede natančnosti in točnosti ostaja enaka.
Aplikacije
Razlike v vrsti CNC-ja niso povezane z naravo izdelka, temveč z naravo izdelka. Na primer, razlika med 3-osnimi, 4-osnimi in 5-osnimi rezkalnimi izdelki bo temeljila na celotni kompleksnosti zasnove in ne na sami industriji.
Preprost del za vesoljski sektor je mogoče razviti na 3-osnem stroju, medtem ko nekaj kompleksnega za kateri koli drug sektor lahko zahteva uporabo 4-osnega ali 5-osnega stroja.
Stroški
Stroški so med glavnimi razlikami med 3-, 4- in 5-osnimi CNC rezkalnimi stroji. 3-osni stroji so seveda bolj ekonomični za nakup in vzdrževanje. Vendar pa so stroški njihove uporabe odvisni od dejavnikov, kot so vpenjala in razpoložljivost operaterjev. Medtem ko stroški operaterjev ostajajo pri 4-osnih in 5-osnih strojih enaki, vpenjala še vedno predstavljajo znaten del stroškov.
Po drugi strani pa so 4- in 5-osne obdelave tehnološko naprednejše in imajo boljše lastnosti. Zato so seveda drage. Vendar pa prinašajo veliko zmogljivosti in so v mnogih edinstvenih primerih izvedljiva izbira. Ena od njih je bila že obravnavana, kjer bi zasnova, ki bi bila teoretično mogoča s 3-osnim strojem, zahtevala veliko prilagojenih vpenjal. S tem se povečajo skupni stroški in 4-osna ali 5-osna obdelava postane bolj izvedljiva možnost.
Čas izvedbe
Kar zadeva skupne dobavne čase, neprekinjeni 5-osni stroji zagotavljajo najboljše skupne rezultate. Zaradi pomanjkanja zastojev in enostopenjske obdelave lahko obdelajo tudi najkompleksnejše oblike v najkrajšem možnem času.
Sledijo neprekinjeni 4-osni stroji, saj omogočajo vrtenje v eni osi in lahko naenkrat obdelajo le ravninske kotne značilnosti.
Končno imajo 3-osni CNC stroji najdaljši dobavni rok, ker rezanje poteka v fazah. Poleg tega omejitve 3-osnih strojev pomenijo, da bo treba obdelovanec veliko premeščati, kar bi povzročilo povečanje skupnih dobavnih rokov za kateri koli projekt.
3-osno v primerjavi s 4-osnim ali 5-osnim rezkanjem, katero je boljše?
V proizvodnji ni absolutno boljše metode ali univerzalne rešitve. Prava izbira je odvisna od zapletenosti projekta, celotnega proračuna, časa in zahtev glede kakovosti.
3-osni, 4-osni in 5-osni, vsi imajo svoje prednosti in slabosti. Seveda lahko 5-osni ustvari bolj kompleksne 3D-geometrije, medtem ko lahko 3-osni hitro in dosledno ustvari enostavnejše kose.
Če povzamemo, ni odgovora na vprašanje, katera je boljša izbira. Vsaka metoda obdelave, ki zagotavlja popolno ravnovesje med stroški, časom in rezultati, bi bila idealna izbira za določen projekt.
Preberite več: CNC rezkanje v primerjavi s CNC struženjem: katera je prava izbira
Začnite svoje projekte z Guanshengovimi CNC obdelovalnimi storitvami
Za vsak projekt ali podjetje je lahko pravi proizvodni partner razlika med uspehom in neuspehom. Proizvodnja je sestavni del procesa razvoja izdelka in prave odločitve v tej fazi lahko močno pripomorejo k temu, da je izdelek uspešna uporaba. Guangsheng je idealna proizvodna izbira za vsako situacijo zaradi vztrajnosti pri zagotavljanju najboljšega z največjo doslednostjo.
Opremljen z najsodobnejšim obratom in izkušeno ekipo, lahko Guangsheng obdeluje vse vrste 3-osnih, 4-osnih ali 5-osnih strojnih del. Z vzpostavljenimi strogimi kontrolami kakovosti lahko zagotovimo, da končni deli brezhibno izpolnjujejo vse vrste kontrol kakovosti.
Poleg tega Guangsheng ločijo najhitrejši dobavni roki in najbolj konkurenčne cene na trgu. Poleg tega je postopek optimiziran za lažje delo strank. Preprosto naložite načrte, da dobite celovito analizo DFM in takojšnjo ponudbo za začetek.
Avtomatizacija in spletne rešitve so ključ do prihodnosti proizvodnje in Guangsheng to razume. Zato je vse, kar potrebujete za najboljše rezultate, oddaljeno le en klik.
Zaključek
Vsi 3-, 4- in 5-osni CNC-ji so različni in vsaka vrsta ima svoje prednosti ali slabosti. Prava izbira pa je odvisna od edinstvenih zahtev projekta in njegovih zahtev. V proizvodnji ni prave izbire. Pravilen pristop je najti najbolj optimalno kombinacijo kakovosti, stroškov in časa. Nekaj, kar lahko zagotovijo vse tri vrste CNC-jev glede na zahteve določenega projekta.
Čas objave: 29. november 2023