Výběr správného typu stroje pro víceosé CNC obrábění patří mezi nejdůležitější rozhodnutí. Určuje celkové možnosti procesu, možné návrhy a celkové náklady. 3osé vs. 4osé vs. 5osé CNC obrábění je oblíbenou debatou a správná odpověď závisí na požadavcích projektu.
Tato příručka se podívá na základy víceosého CNC obrábění a porovná 3osé, 4osé a 5osé CNC obrábění, aby vám pomohla s výběrem správné volby.
Úvod do tříosého obrábění
Vřeteno se lineárně pohybuje ve směrech X, Y a Z a obrobek potřebuje upínací přípravky, které jej drží v jedné rovině. Možnost pracovat ve více rovinách je u moderních strojů možná. Ty však vyžadují speciální upínací přípravky, jejichž výroba je poněkud nákladná a také zabere hodně času.
Existují však i určitá omezení, co tříosé CNC stroje dokážou. Mnoho prvků je buď ekonomicky neúnosných, a to i přes relativní ceny tříosých CNC strojů, nebo je prostě nemožné. Například tříosé stroje nemohou vytvářet úhlové prvky ani nic, co by se nacházelo v souřadnicovém systému XYZ.
Naopak, tříosé stroje mohou vytvářet podřezané prvky. Vyžadují však několik předpokladů a speciální frézy, jako jsou frézy na T-drážky a rybinové frézy. Splnění těchto požadavků může někdy prudce zvýšit ceny a někdy se stává výhodnější zvolit 4osé nebo 5osé CNC frézovací řešení.
Úvod do 4osého obrábění
Čtyřosé obrábění je pokročilejší než jeho tříosé protějšky. Kromě pohybu řezného nástroje v rovinách XYZ umožňují obrobku také otáčení v ose Z. To znamená, že čtyřosé frézování může pracovat až na 4 stranách bez jakýchkoli speciálních požadavků, jako jsou speciální upínací přípravky nebo řezné nástroje.
Jak již bylo uvedeno, přídavná osa u těchto strojů je činí ekonomicky výhodnějšími v některých případech, kdy tříosé stroje zvládnou danou práci, ale se speciálními požadavky. Dodatečné náklady potřebné k výrobě správných upínacích přípravků a řezných nástrojů na tříosých strojích převyšují celkový cenový rozdíl mezi čtyřosými a tříosými stroji. Díky tomu jsou pro některé projekty vhodnější volbou.
Dalším důležitým aspektem 4osého frézování je celková kvalita. Protože tyto stroje mohou pracovat na 4 stranách najednou, není nutné přemisťovat obrobek na upínacích přípravcích. Tím se minimalizuje riziko lidské chyby a zlepšuje se celková přesnost.
Dnes existují dva typy čtyřosého CNC obrábění: kontinuální a indexovací.
Kontinuální obrábění umožňuje současný pohyb řezného nástroje a obrobku. To znamená, že stroj může řezat materiál i během otáčení. Díky tomu je obrábění složitých oblouků a tvarů, jako jsou šroubovice, velmi snadné.
Indexovací obrábění na druhou stranu pracuje po etapách. Řezný nástroj se zastaví, jakmile se obrobek začne otáčet kolem roviny Z. To znamená, že indexovací stroje nemají stejné možnosti, protože nemohou vytvářet složité oblouky a tvary. Jedinou výhodou je skutečnost, že obrobek lze nyní obrábět ze 4 různých stran bez nutnosti použití speciálních upínacích přípravků, které jsou u tříosého stroje nezbytné.
Úvod do 5osého obrábění
Pětiosé obrábění posouvá věci o krok dále a umožňuje otáčení ve dvou rovinách. Toto víceosé otáčení spolu se schopností řezného nástroje pohybovat se ve třech směrech jsou dvě nedílné vlastnosti, které těmto strojům umožňují zvládat i ty nejsložitější úlohy.
Na trhu jsou k dispozici dva druhy 5osého CNC obrábění. 3+2osé obrábění a kontinuální 5osé obrábění. Oba pracují ve všech rovinách, ale první z nich má stejná omezení a pracovní princip jako 4osý stroj s indexováním.
3+2osé CNC obrábění umožňuje nezávislé otáčení, ale omezuje současné použití obou souřadnicových rovin. Naproti tomu kontinuální 5osé obrábění s takovými omezeními není spojeno. To umožňuje vynikající kontrolu a možnost pohodlného obrábění i těch nejsložitějších geometrií.
Hlavní rozdíly mezi 3, 4 a 5osým CNC obráběním
Pochopení složitosti a omezení CNC obrábění je nedílnou součástí zajištění nejlepší rovnováhy mezi náklady, časem a kvalitou procesu.
Jak již bylo řečeno, řada projektů by byla dražších s jinak ekonomickým tříosým frézováním kvůli složitosti upínacích přípravků a procesů. Podobně by pouhá volba pětiosého frézování pro každý jednotlivý projekt byla synonymem pro boj se šváby kulometem. Nezní to efektivně, že?
Právě proto je nezbytné pochopit hlavní rozdíly mezi 3osým, 4osým a 5osým obráběním. Díky tomu lze zajistit, že pro jakýkoli konkrétní projekt bude vybrán nejlepší typ stroje bez kompromisů v oblasti základních parametrů kvality.
Zde je 5 hlavních rozdílů mezi druhy CNC obrábění.
Princip fungování
Princip fungování všech CNC obrábění je stejný. Řezný nástroj řízený počítačem se otáčí kolem obrobku a odebírá materiál. Kromě toho všechny CNC stroje používají buď M-kódy, nebo G-kódy k dešifrování pohybu nástroje vzhledem k obrobku.
Rozdíl spočívá v dodatečné možnosti otáčení kolem různých rovin. Jak 4osé, tak 5osé CNC frézování umožňuje otáčení kolem různých souřadnic a tato vlastnost vede k relativně snadnému vytváření složitějších tvarů.
Přesnost a správnost
CNC obrábění je známé svou přesností a nízkými tolerancemi. Typ CNC však ovlivňuje konečné tolerance výrobku. Tříosé CNC, i když je velmi přesné, bude mít větší pravděpodobnost náhodných chyb v důsledku konzistentního přemisťování obrobku. Pro většinu aplikací je tato tolerance chyby zanedbatelná. U citlivých aplikací týkajících se leteckého a automobilového průmyslu však může i ta nejmenší odchylka způsobit problémy.
Čtyřosé i pětiosé CNC obrábění tento problém nemají, protože nevyžadují žádné přemisťování. Umožňují řezání ve více rovinách na jednom upínacím přípravku. Dále je důležité poznamenat, že toto je jediný zdroj rozdílů v kvalitě i tříosého obrábění. Kromě toho celková kvalita z hlediska přesnosti a správnosti zůstává stejná.
Aplikace
Rozdíly v typu CNC se spíše než v celoodvětvovém využití týkají povahy produktu. Například rozdíl mezi 3osými, 4osými a 5osými frézovacími produkty bude založen na celkové složitosti konstrukce, nikoli na samotném odvětví.
Jednoduchý díl pro letecký průmysl lze vyvinout na tříosém stroji, zatímco něco složitého pro jakýkoli jiný sektor může vyžadovat použití čtyřosého nebo pětiosého stroje.
Náklady
Náklady patří mezi hlavní rozdíly mezi 3-, 4- a 5-osými CNC frézkami. Tříosé stroje jsou přirozeně ekonomičtější na pořízení a údržbu. Náklady na jejich používání však závisí na faktorech, jako jsou upínací přípravky a dostupnost obsluhy. Zatímco náklady na obsluhu zůstávají u 4- a 5-osých strojů stejné, upínací přípravky stále tvoří významnou část nákladů.
Na druhou stranu, 4osé a 5osé obrábění je technologicky vyspělejší a má lepší vlastnosti. Proto je přirozeně drahé. Přináší však mnoho možností a je schůdnou volbou v mnoha unikátních případech. Jeden z nich již byl diskutován dříve, kde by konstrukce teoreticky možná s 3osým strojem vyžadovala mnoho vlastních upínacích přípravků. Tím se zvyšují celkové náklady a 4osé nebo 5osé obrábění se stává schůdnější volbou.
Dodací lhůta
Pokud jde o celkové dodací lhůty, kontinuální 5osé stroje poskytují nejlepší celkové výsledky. Díky absenci prostojů a obrábění v jednom kroku dokáží zpracovat i ty nejsložitější tvary v nejkratším čase.
Následují kontinuální čtyřosé stroje, protože umožňují otáčení v jedné ose a dokáží najednou zpracovat pouze rovinné úhlové prvky.
Konečně, tříosé CNC stroje mají nejdelší dodací lhůtu, protože řezání probíhá po etapách. Omezení tříosých strojů navíc znamenají, že bude nutné často přemisťovat obrobek, což by vedlo k prodloužení celkových dodacích lhůt u jakéhokoli projektu.
3osé vs. 4osé vs. 5osé frézování, které je lepší?
Ve výrobě neexistuje nic jako absolutně lepší metoda nebo univerzální řešení. Správná volba závisí na složitosti projektu, celkovém rozpočtu, čase a požadavcích na kvalitu.
3osý vs. 4osý vs. 5osý, všechny mají své výhody a nevýhody. 5osý systém dokáže přirozeně vytvářet složitější 3D geometrie, zatímco 3osý systém dokáže rychle a konzistentně produkovat jednodušší díly.
Stručně řečeno, neexistuje odpověď na otázku, která z nich je lepší volbou. Pro konkrétní projekt by byla ideální volbou jakákoli metoda obrábění, která poskytuje perfektní rovnováhu mezi náklady, časem a výsledky.
Čtěte více: CNC frézování vs. CNC soustružení: Která je správná volba
Začněte své projekty s CNC obráběcími službami Guansheng
Pro jakýkoli projekt nebo podnikání může být správný výrobní partner rozdílem mezi úspěchem a neúspěchem. Výroba je nedílnou součástí procesu vývoje produktu a správná rozhodnutí v této fázi mohou výrazně přispět k tomu, aby byl produkt životaschopný. Guangsheng je ideální volbou výroby pro jakoukoli situaci, protože klade důraz na poskytování toho nejlepšího s maximální konzistencí.
Společnost Guangsheng, vybavená nejmodernějším zařízením a zkušeným týmem, zvládne všechny druhy 3osého, 4osého nebo 5osého obrábění. Díky přísným kontrolám kvality můžeme zaručit, že finální díly bezchybně splňují všechny druhy kontrol kvality.
Společnost Guangsheng se navíc odlišuje nejrychlejšími dodacími lhůtami a nejkonkurenceschopnějšími cenami na trhu. Celý proces je navíc optimalizován pro usnadnění práce zákazníka. Stačí nahrát návrhy a získat komplexní analýzu DFM a okamžitou cenovou nabídku.
Automatizace a online řešení jsou klíčem k budoucnosti výroby a Guangsheng to chápe. Proto je vše, co potřebujete pro dosažení nejlepších výsledků, jen jedno kliknutí daleko.
Závěr
Všechny 3, 4 a 5osé CNC stroje se liší a každý typ má své silné a slabé stránky. Správná volba však závisí na jedinečných požadavcích projektu a jeho náročnosti. Ve výrobě neexistuje žádná správná volba. Správným přístupem je najít nejoptimálnější kombinaci kvality, nákladů a času. Něco, co všechny tři typy CNC strojů dokáží na základě požadavků konkrétního projektu poskytnout.
Čas zveřejnění: 29. listopadu 2023