Izbira pravega tipa stroja pri večosni CNC obdelavi je med najbolj ključnimi odločitvami. Določa splošne zmogljivosti procesa, možne zasnove in skupne stroške. 3-osna vs. 4-osna vs. 5-osna CNC obdelava je priljubljena razprava in pravi odgovor je odvisen od zahtev projekta.
V tem priročniku si bomo ogledali osnove večosnega CNC obdelovanja in primerjali 3-osno, 4-osno in 5-osno CNC obdelovanje, da vam bomo pomagali pri pravilni izbiri.
Uvod v 3-osno obdelavo
Vreteno se premika linearno v smereh X, Y in Z, obdelovanec pa potrebuje vpenjala, ki ga držijo v eni ravnini. V sodobnih strojih je možna možnost delovanja na več ravninah. Zahtevajo pa posebne napeljave, ki so nekoliko drage za izdelavo in porabijo tudi veliko časa.
Vendar pa obstajajo nekatere omejitve glede tega, kaj lahko počnejo tudi 3-osni CNC-ji. Številne funkcije so ekonomsko neuporabne kljub relativnim cenam 3-osnih CNC-jev ali pa preprosto nemogoče. Na primer, 3-osni stroji ne morejo ustvariti poševnih elementov ali česar koli v koordinatnem sistemu XYZ.
Nasprotno pa lahko 3-osni stroji ustvarijo spodrezane funkcije. Vendar pa potrebujejo več predpogojev in posebne rezkarje, kot so rezila s T-režo in lastovičji rep. Izpolnjevanje teh zahtev lahko včasih skokovito dvigne cene in včasih postane bolj izvedljivo, da se odločite za 4-osno ali 5-osno CNC rezkalno rešitev.
Uvod v 4-osno obdelavo
4-osna obdelava je naprednejša od svojih 3-osnih primerkov. Poleg gibanja rezalnega orodja v ravninah XYZ omogočajo vrtenje obdelovanca tudi na Z-osi. To pomeni, da lahko 4-osno rezkanje deluje na kar 4 straneh brez kakršnih koli posebnih zahtev, kot so edinstvena vpenjala ali rezalna orodja.
Kot je bilo že omenjeno, so zaradi dodatne osi na teh strojih bolj ekonomsko upravičeni v nekaterih primerih, ko lahko 3-osni stroji opravijo delo, vendar s posebnimi zahtevami. Dodatni stroški, potrebni za izdelavo ustreznih vpenjal in rezalnih orodij na 3-osih, presegajo skupno razliko v stroških med 4-osnimi in 3-osnimi stroji. Zaradi tega so bolj izvedljiva izbira za nekatere projekte.
Še en pomemben vidik 4-osnega rezkanja je splošna kakovost. Ker lahko ti stroji delajo na 4 straneh hkrati, premeščanje obdelovanca na vpenjala ni potrebno. S tem zmanjšamo možnosti človeške napake in izboljšamo splošno natančnost.
Danes obstajata dve vrsti 4-osne CNC obdelave; neprekinjeno in indeksiranje.
Neprekinjena obdelava omogoča, da se rezalno orodje in obdelovanec premikata hkrati. To pomeni, da lahko stroj reže material, medtem ko se vrti. Zaradi tega so zapleteni loki in oblike, kot so vijačnice, zelo enostavni za obdelavo.
Po drugi strani pa indeksiranje poteka v stopnjah. Rezalno orodje se ustavi, ko se obdelovanec začne vrteti okoli Z-ravnine. To pomeni, da stroji za indeksiranje nimajo enakih zmogljivosti, ker ne morejo ustvariti kompleksnih lokov in oblik. Edina prednost je dejstvo, da je obdelovanec zdaj mogoče obdelati na 4 različnih straneh, ne da bi potrebovali kakršna koli posebna vpenjala, ki so bistvenega pomena pri 3-osnem stroju.
Uvod v 5-osno obdelavo
5-osna obdelava popelje stvari še korak dlje in omogoča vrtenje v dveh ravninah. Ta večosna rotacija skupaj z zmožnostjo rezalnega orodja, da se premika v treh smereh, sta dve sestavni lastnosti, ki omogočata tem strojem, da opravljajo najzapletenejša dela.
Na trgu sta na voljo dve vrsti 5-osne CNC obdelave. 3+2-osna obdelava in kontinuirana 5-osna obdelava. Oba delujeta v vseh ravninah, vendar ima prvi enake omejitve in princip delovanja kot indeksirni 4-osni stroj.
3+2 osna CNC obdelava omogoča, da je rotacija neodvisna ena od druge, vendar omejuje uporabo obeh koordinatnih ravnin hkrati. Nasprotno pa neprekinjena 5-osna obdelava nima takšnih omejitev. S tem omogoča vrhunski nadzor in možnost priročne obdelave najbolj zapletenih geometrij.
Glavne razlike med 3, 4, 5 osno CNC obdelavo
Razumevanje zapletenosti in omejitev vrste CNC obdelave je sestavni del zagotavljanja najboljšega ravnovesja med stroški, časom in kakovostjo postopka.
Kot je bilo že omenjeno, bi bili številni projekti dražji pri sicer ekonomičnem 3-osnem rezkanju zaradi zapletenosti v zvezi z vpenjali in postopki. Podobno bi bila preprosta odločitev za 5-osno rezkanje za vsak posamezen projekt sinonim za boj proti ščurkom z mitraljezom. Ne zveni učinkovito, kajne?
Ravno zaradi tega je bistveno razumeti glavne razlike med 3-osno, 4-osno in 5-osno obdelavo. S tem lahko zagotovite, da je izbrana najboljša vrsta stroja za vsak posamezen projekt brez kakršnega koli kompromisa glede bistvenih parametrov kakovosti.
Tukaj je 5 glavnih razlik med vrstami CNC obdelave.
Načelo delovanja
Načelo delovanja vseh CNC obdelav je enako. Rezalno orodje, ki ga vodi računalnik, se vrti okoli obdelovanca, da odstrani material. Poleg tega vsi CNC-stroji uporabljajo bodisi M-kode ali 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 rotacijo okoli različnih koordinat in ta kakovost povzroči ustvarjanje bolj zapletenih oblik z relativno lahkoto.
Natančnost in natančnost
CNC obdelava je znana po svoji natančnosti in nizkih tolerancah. Vendar vrsta CNC-ja vpliva na končne tolerance izdelka. 3-osni CNC, čeprav zelo natančen, bo imel več možnosti za naključne napake zaradi doslednega premeščanja obdelovanca. Za večino aplikacij je ta meja napake zanemarljiva. Vendar pa lahko pri občutljivih aplikacijah, ki se nanašajo na vesoljske in avtomobilske aplikacije, že najmanjše odstopanje povzroči težave.
Tako 4-osna kot 5-osna CNC obdelava nimata te težave, saj ne potrebujeta premeščanja. Omogočajo rezanje v več ravninah na enem vpenjalu. Poleg tega je pomembno omeniti, da je to tudi edini vir neskladja v kakovosti 3-osne obdelave. Poleg tega ostaja splošna kakovost v smislu natančnosti in točnosti enaka.
Aplikacije
Razlike v vrsti CNC-ja se ne nanašajo na uporabo v celotni industriji, ampak na naravo izdelka. Na primer, razlika med 3-osnimi, 4-osnimi in 5-osnimi rezkalnimi izdelki bo temeljila na splošni kompleksnosti zasnove in ne na sami industriji.
Preprost del za vesoljski sektor je mogoče razviti na 3-osnem stroju, medtem ko bo nekaj zapletenega za kateri koli drug sektor morda zahtevalo uporabo 4-osnega ali 5-osnega stroja.
Stroški
Stroški so med glavnimi razlikami med 3-, 4- in 5-osnim CNC rezkanjem. 3-osni stroji so seveda bolj ekonomični za nakup in vzdrževanje. Vendar pa so stroški njihove uporabe odvisni od dejavnikov, kot so oprema in razpoložljivost operaterjev. Medtem ko stroški, ki jih imajo operaterji, ostajajo enaki pri 4-osnih in 5-osnih strojih, vpenjala še vedno predstavljajo pomemben del stroškov.
Po drugi strani pa sta 4- in 5-osna obdelava tehnološko naprednejša in imata boljše lastnosti. Zato so seveda dragi. Vendar pa ponujajo veliko zmogljivosti in so primerna izbira v številnih edinstvenih primerih. O eni izmed njih smo že razpravljali prej, ko bi teoretično izvedljiva zasnova s 3-osnim strojem potrebovala veliko vpenjal po meri. S tem se povečajo skupni stroški in postane 4-osna ali 5-osna obdelava bolj izvedljiva možnost.
Čas izvedbe
Kar zadeva skupne pretočne čase, zagotavljajo neprekinjeni 5-osni stroji najboljše splošne rezultate. Zaradi pomanjkanja zastojev in enostopenjske obdelave lahko v najkrajšem času obdelajo tudi najbolj zapletene oblike.
Neprekinjeni 4-osni stroji so na vrsti za tem, saj omogočajo vrtenje v eni osi in lahko obdelujejo le ravninske kotne značilnosti naenkrat.
Nazadnje, 3-osni CNC stroji imajo najdaljši pretočni čas, ker rezanje poteka v stopnjah. Poleg tega omejitve 3-osnih strojev pomenijo, da bo veliko premeščanja obdelovanca, kar bi povzročilo povečanje skupnih časov priprave za kateri koli projekt.
3-osno v primerjavi s 4-osnim ali 5-osnim rezkanjem, katero je boljše?
V proizvodnji ne obstaja absolutno boljša metoda ali rešitev, ki bi ustrezala vsem. Prava izbira je odvisna od zapletenosti projekta, celotnega proračuna, časa in zahtev glede kakovosti.
3-osni ali 4-osni ali 5-osni, vsi imajo svoje prednosti in slabosti. Seveda lahko 5-osni ustvari bolj zapletene 3D geometrije, medtem ko lahko 3-osni hitro in dosledno izdela enostavnejše kose.
Če povzamem, odgovora na vprašanje, katera je boljša izbira, ni. 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: kaj je prava izbira
Začnite svoje projekte s storitvami CNC obdelave podjetja Guansheng
Za vsak projekt ali podjetje je lahko pravi proizvodni partner razlika med uspehom in neuspehom. Proizvodnja je sestavni del procesa razvoja izdelka in prave izbire v tej fazi lahko veliko pripomorejo k temu, da bo izdelek uspešen. Guangsheng je idealna proizvodna izbira za vsako situacijo zaradi vztrajanja pri zagotavljanju najboljšega z največjo doslednostjo.
Guangsheng, opremljen z najsodobnejšim objektom in izkušeno ekipo, lahko opravi vse vrste 3-osnih, 4-osnih ali 5-osnih obdelav. Z vzpostavljenimi strogimi preverjanji kakovosti lahko zagotovimo, da končni deli brez napak izpolnjujejo vse vrste preverjanj kakovosti.
Poleg tega Guangsheng loči od najhitrejših dobavnih rokov in najbolj konkurenčnih cen na trgu. Poleg tega je postopek optimiziran za olajšanje stranke. Preprosto naložite načrte, da dobite celovito analizo DFM in takojšnjo ponudbo za začetek.
Avtomatizacija in spletne rešitve so ključ do prihodnosti proizvodnje in Guangsheng se tega zaveda. Zato je vse, kar potrebujete za najboljše rezultate, le en klik stran.
Zaključek
Vsi 3-, 4- in 5-osni CNC-ji so različni in vsak tip ima svoje prednosti ali slabosti. Prava izbira pa je odvisna od edinstvenih zahtev projekta in njegovih zahtev. Pri izdelavi ni prave izbire. Pravilen pristop je najti najbolj optimalno kombinacijo kakovosti, stroškov in časa. Nekaj, kar lahko zagotovijo vse tri vrste CNC glede na zahteve določenega projekta.
Čas objave: 29. nov. 2023