Val av rätt typ av maskin vid fleraxlig CNC-bearbetning är bland de mest avgörande besluten. Det bestämmer processens övergripande kapacitet, designen som är möjlig och de totala kostnaderna. 3-axlig vs 4-axlig vs 5-axlig CNC-bearbetning är en populär debatt och det rätta svaret beror på projektets krav.
Den här guiden tar en titt på grunderna för fleraxlig CNC-bearbetning och jämför 3-axlig, 4-axlig och 5-axlig CNC-bearbetning för att hjälpa dig att göra rätt val.
Introduktion till 3-axlig bearbetning
Spindeln rör sig linjärt i X-, Y- och Z-riktningar och arbetsstycket behöver fixturer som håller det i ett plan. Möjligheten att arbeta på flera plan är möjlig i moderna maskiner. Men de kräver speciella armaturer som är lite dyra att tillverka och som tar mycket tid också.
Det finns dock vissa begränsningar för vad 3-axliga CNC:er kan göra också. Många funktioner är antingen ekonomiskt olönsamma, trots de relativa priserna för 3-axliga CNC:er, eller är helt enkelt omöjliga. Till exempel kan 3-axliga maskiner inte skapa vinklade funktioner eller något som finns på XYZ-koordinatsystemet.
Tvärtom kan 3-axliga maskiner skapa underskurna funktioner. Däremot behöver de flera pre-requites och speciella fräsar som T-slits och Dovetail fräsar. Att uppfylla dessa krav kan ibland skjuta i höjden priserna och ibland blir det mer lönsamt att välja en 4-axlig eller 5-axlig CNC-fräslösning.
Introduktion till 4-axlig bearbetning
4-axlig bearbetning är mer avancerad än dess 3-axliga motsvarigheter. Förutom rörelsen av skärverktyget i XYZ-plan tillåter de arbetsstycket att rotera på Z-axeln också. Att göra det innebär att 4-axlig fräsning kan arbeta på så många som 4 sidor utan några speciella krav som unika fixturer eller skärverktyg.
Som nämnts tidigare gör den extra axeln på dessa maskiner dem mer ekonomiskt lönsamma för vissa fall där 3-axliga maskiner kan få jobbet gjort, men med speciella krav. Den extra kostnaden som krävs för att göra rätt fixturer och skärverktyg på 3-axliga överstiger den totala kostnadsskillnaden mellan de 4-axliga och 3-axliga maskinerna. Det gör dem därmed till ett mer hållbart val för vissa projekt.
En annan viktig aspekt av 4-axlig fräsning är den övergripande kvaliteten. Eftersom dessa maskiner kan arbeta på 4 sidor samtidigt, behövs inte ompositionering av arbetsstycket på fixturerna. Därmed minimerar riskerna för mänskliga fel och förbättrar den övergripande noggrannheten.
Idag finns det två typer av 4-axlig CNC-bearbetning; kontinuerlig och indexering.
Kontinuerlig bearbetning gör att skärverktyget och arbetsstycket kan röra sig samtidigt. Detta innebär att maskinen kan skära material medan den roterar. Därmed blir komplexa bågar och former som helixar mycket enkla att bearbeta.
Indexeringsbearbetning, å andra sidan, fungerar i etapper. Skärverktyget stannar när arbetsstycket börjar rotera runt Z-planet. Det betyder att indexeringsmaskiner inte har samma möjligheter eftersom de inte kan skapa komplexa bågar och former. Den enda fördelen är det faktum att arbetsstycket nu kan bearbetas på 4 olika sidor utan att behöva några speciella fixturer som är nödvändiga i en 3-axlig maskin.
Introduktion till 5-axlig bearbetning
5-axlig bearbetning tar saker ett steg längre och tillåter rotation på två plan. Denna fleraxliga rotation tillsammans med skärverktygets förmåga att röra sig i tre riktningar är de två integrerade egenskaperna som gör det möjligt för dessa maskiner att hantera de mest komplexa jobben.
Det finns två typer av 5-axlig CNC-bearbetning tillgängliga på marknaden. 3+2-axlig bearbetning och kontinuerlig 5-axlig bearbetning. Båda fungerar i alla plan men den förra har samma begränsningar och arbetsprincip som en indexerande 4-axlig maskin.
Den 3+2-axliga CNC-bearbetningen tillåter rotation att vara oberoende av varandra men begränsar användningen av båda koordinatplanen samtidigt. Däremot kommer kontinuerlig 5-axlig bearbetning inte med sådana restriktioner. Därigenom tillåts överlägsen kontroll och förmågan att bekvämt bearbeta de mest komplexa geometrierna.
Huvudsakliga skillnader mellan 3, 4, 5-axlig CNC-bearbetning
Att förstå komplexiteten och begränsningarna för typen av CNC-bearbetning är en viktig del för att säkerställa den bästa balansen mellan kostnaden, tiden och kvaliteten på processen.
Som nämnts tidigare skulle många projekt bli dyrare på en annars ekonomisk 3-axlig fräsning på grund av krångligheterna relaterade till fixturer och processer. På samma sätt skulle helt enkelt välja en 5-axlig fräsning för varje enskilt projekt vara synonymt med att bekämpa kackerlackor med ett maskingevär. Låter inte effektivt, eller hur?
Det är just därför det är viktigt att förstå de viktigaste skillnaderna mellan 3-axlig, 4-axlig och 5-axlig bearbetning. Genom att göra det kan du säkerställa att den bästa typen av maskin väljs för ett visst projekt utan att kompromissa med de väsentliga kvalitetsparametrarna.
Här är de 5 huvudsakliga skillnaderna mellan typerna av CNC-bearbetning.
Arbetsprincip
Arbetsprincipen för all CNC-bearbetning är densamma. Skärverktyget som styrs av en dator roterar runt arbetsstycket för att ta bort material. Dessutom använder alla CNC-maskiner antingen M-koder eller G-koder för att dechiffrera verktygets rörelse i förhållande till arbetsstycket.
Skillnaden kommer i den extra förmågan att rotera runt olika plan. Både 4-axlig och 5-axlig CNC-fräsning tillåter rotation kring olika koordinater och denna kvalitet resulterar i skapandet av mer komplexa former med relativt lätthet.
Precision & noggrannhet
CNC-bearbetning är känd för sin noggrannhet och låga toleranser. Men typen av CNC påverkar produktens slutliga toleranser. 3-axlig CNC, om än mycket exakt, kommer att ha fler chanser för slumpmässiga fel på grund av konsekvent ompositionering av arbetsstycket. För de flesta applikationer är denna felmarginal försumbar. Men för känsliga applikationer som hänför sig till flyg- och biltillämpningar kan även den minsta avvikelsen orsaka problem.
Både 4-axlig och 5-axlig CNC-bearbetning har inte det problemet eftersom de inte behöver någon ompositionering. De tillåter skärning på flera plan på en enda fixtur. Dessutom är det viktigt att notera att detta är den enda källan till diskrepans i kvaliteten på 3-axlig bearbetning också. Bortsett från detta förblir den övergripande kvaliteten vad gäller precision och noggrannhet densamma.
Ansökningar
Skillnaderna i typen av CNC hänför sig snarare än till en industriomfattande tillämpning på produktens natur. Till exempel kommer skillnaden mellan 3-axliga, 4-axliga och 5-axliga fräsprodukter att baseras på designens övergripande komplexitet snarare än industrin själv.
En enkel del för flygsektorn kan utvecklas på en 3-axlig maskin medan något komplext för alla andra sektorer kan kräva användning av en 4-axlig eller 5-axlig maskin.
Kostnader
Kostnaderna är bland de primära skillnaderna mellan 3-, 4- och 5-axlig CNC-fräsning. 3-axliga maskiner är naturligtvis mer ekonomiska att köpa och underhålla. Men kostnaderna för att använda dem beror på faktorer som fixturer och operatörernas tillgänglighet. Även om utgifterna för operatörerna förblir desamma för 4-axliga och 5-axliga maskiner, tar fixturerna fortfarande en betydande del av kostnaderna.
Å andra sidan är 4- och 5-axlig bearbetning mer tekniskt avancerad och har bättre funktioner. Därför är de naturligtvis dyra. Men de tillför många möjligheter till bordet och är ett gångbart val i många unika fall. En av dem har redan diskuterats tidigare där en design som är teoretiskt möjlig med en 3-axlig maskin skulle behöva många specialanpassade fixturer. Därigenom ökar de totala kostnaderna och gör 4-axlig eller 5-axlig bearbetning till ett mer genomförbart alternativ.
Ledtid
När det gäller de totala ledtiderna ger kontinuerliga 5-axliga maskiner de bästa totalresultaten. De kan bearbeta även de mest komplexa former på kortast tid på grund av brist på stopp och enstegsbearbetning.
Kontinuerliga 4-axliga maskiner kommer efter det eftersom de tillåter rotation i en axel och kan bara hantera plana vinkelegenskaper på en gång.
Slutligen har 3-axliga CNC-maskiner den längsta ledtiden eftersom skärningen sker i etapper. Dessutom innebär begränsningarna för 3-axliga maskiner att det blir mycket ompositionering av arbetsstycket, vilket skulle resultera i en ökning av de totala ledtiderna för alla projekt.
3 Axis vs 4 Axis vs 5 Axis Fräsning, vilket är bättre?
Inom tillverkning finns det inget som heter en absolut bättre metod eller en lösning som passar alla. Rätt val beror på projektets krångligheter, den övergripande budgeten, tiden och kvalitetskraven.
3-axlig vs 4-axlig vs 5-axlig, alla har sina fördelar och nackdelar. Naturligtvis kan 5-axlarna skapa mer komplexa 3D-geometrier, medan 3-axlarna snabbt och konsekvent kan ta fram enklare bitar.
Sammanfattningsvis finns det inget svar på frågan om vilken som är det bästa valet. Varje bearbetningsmetod som ger den perfekta balansen mellan kostnad, tid och resultat skulle vara ett idealiskt val för ett visst projekt.
Läs mer: CNC-fräsning vs CNC-svarvning: Vilket är rätt att välja
Starta dina projekt med Guanshengs CNC-bearbetningstjänster
För alla projekt eller företag kan rätt tillverkningspartner vara skillnaden mellan framgång och misslyckande. Tillverkning är en integrerad del av produktutvecklingsprocessen och rätt val i det skedet kan räcka långt för att göra en produkt livskraftig. Guangsheng är det perfekta tillverkningsvalet för alla situationer på grund av dess insisterande på att leverera det bästa med yttersta konsekvens.
Utrustad med en toppmodern anläggning och erfaret team, kan Guangsheng hantera alla typer av 3-axliga, 4-axliga eller 5-axliga bearbetningsjobb. Med stränga kvalitetskontroller på plats kan vi garantera att slutdelarna klarar alla typer av kvalitetskontroller utan att misslyckas.
Dessutom är det som skiljer Guangsheng från dess snabbaste ledtider och de mest konkurrenskraftiga priserna på marknaden. Dessutom är processen också optimerad för att underlätta för kunden. Ladda bara upp designen för att få en omfattande DFM-analys och en omedelbar offert för att komma igång.
Automation och onlinelösningar är nycklarna till framtidens tillverkning och Guangsheng förstår det. Det är därför allt du behöver för bästa resultat bara är ett klick bort.
Slutsats
Alla 3-, 4- och 5-axliga CNC:er är olika och varje typ kommer med sina styrkor eller svagheter. Rätt val beror dock på de unika kraven på ett projekt och dess krav. Det finns inget rätt val i tillverkningen. Det korrekta tillvägagångssättet är att hitta den mest optimala kombinationen av kvalitet, kostnad och tid. Något alla tre typer av CNC kan leverera baserat på kraven i ett visst projekt.
Posttid: 2023-nov-29