CNC обработването на революционизира съвременното производство, но коя настройка най -добре отговаря на вашите нужди? Независимо дали обмисляте машина за смилане с три ос, машина за фрезоване с четири ос на меленето на CNC или Five Axis CNC Milling Machine. Всяка конфигурация на Axis предлага уникални възможности за различни индустрии и дизайнерски сложности.
В тази публикация ще научите основните разлики между 3-осни, 4-оси и 5-оси CNC машини. Ще проучим как всяка ос се отразява на прецизността, разходите и ефективността на производството, за да ви помогне да изберете най -доброто за нуждите на вашия проект.
Основи на обработката на ЦПУ
CNC (Компютърно числово управление) Обработката е производствен процес, който използва компютърно контролирани машини за рязане, оформяне и завършване на различни материали. Той разчита на предварително програмиран софтуер, за да диктува движението на фабричните инструменти и машини, предлагайки несравнима точност, ефективност и повторяемост.
Как работи обработката на CNC
Процесът започва с CAD (компютърен дизайн) модел или 3D дизайн на желаната част. След това този модел се преобразува в CNC програма, използвайки софтуер за производство на CAM (компютърно производство). Програмата съдържа конкретни инструкции, известни като G-Code, които ръководят инструментите на машината за създаване на желаната форма.
Предимства на обработката на ЦПУ
В сравнение с традиционните методи за обработка, обработката на ЦПУ предлага няколко предимства:
По -висока точност и точност
Повишена производителност и ефективност
Намалени човешки грешки и разходи за труд
Способност за производство на сложни геометрии
Последователност и повторяемост
Индустрии, използващи обработка на ЦПУ
Обработката на ЦПУ се използва в широк спектър от индустрии, включително:
Аерокосмическо пространство: Създаване на сложни части за самолети и космически кораб
Автомобилно: Производство на компоненти на двигателя, части от тялото и инструменти
Медицински: Производствени хирургически инструменти, импланти и протези
МАРКИ И УМЕНИ: Създаване на сложни форми за леене и инжекционно формоване
Електроника: Изработка на печатни платки, заграждения и радиатор
Разбиране на осите в обработката на ЦПУ
В обработката на ЦПУ осите се отнасят до посоките, в които машинният инструмент може да се движи. Тези движения са от съществено значение за създаването на точни и сложни форми. Броят на осите, които CNC машина има определя своите възможности и видовете части, които могат да произвеждат.
Оси в 3-осе обработка
3-осни CNC машини са най-често срещаният и основен тип. Те имат три линейни оси:
X-ос: хоризонтално движение отляво надясно
Y-ос: хоризонтално движение отпред до гърба
Z-ос: вертикално движение нагоре и надолу
Инструментът се движи по тези оси, за да изреже детайла, създавайки триизмерна форма. Инструментът обаче остава перпендикулярен на детайла, ограничавайки сложността на частите, които могат да бъдат произведени.
Допълнителни оси в 4-ос и 5-осе обработване
За да се преодолеят ограниченията на 3-осе обработване, 4-осни и 5-осни CNC машини въвеждат въртящи се оси:
A-ос: въртене около оста x
B-ос: въртене около оста y
C-ос: въртене около z-оста
4-осни CNC машини обикновено имат три линейни оси (x, y, z) и една въртяща ос (a или b). Тази допълнителна ос позволява на детайла да се върти, което позволява създаването на по -сложни форми и характеристики.
5-осни CNC машини имат три линейни оси (x, y, z) и две въртящи се оси (A/B и C). Тези машини предлагат най -високото ниво на гъвкавост и прецизност, което позволява на инструмента да се приближи до детайла от почти всякакъв ъгъл. Тази способност е от съществено значение за производството на високо сложни части с извити повърхности, дълбоки джобове или подбивания.
3-осе CNC обработка
3-осен CNC обработка е най-основният и широко използван тип обработка на ЦПУ. Той включва инструмент за рязане, който се движи по три линейни оси (x, y и z), за да се създаде детайл. Детайлът остава неподвижен по време на процеса на обработка.
Възможности и ограничения
3-осни CNC машини могат да произвеждат широка гама от прости до умерено сложни части. Те са способни да създават равнинни повърхности, пробиват дупки и режещи нишки. Те обаче са ограничени в способността си да създават сложни геометрии или подбивания, тъй като инструментът за рязане може да се движи само в прави линии и не може да се върти.
3-осе обработка
Предимства
Ефективност на разходите : 3-осите CNC машините обикновено са по-достъпни от техните 4-осни и 5-оси колеги, което ги прави рентабилно решение за много приложения.
Простота : Програмирането и експлоатацията на 3-осни машини са сравнително прости, като се изисква по-малко обучение и опит в сравнение с по-напредналите машини за ЦПУ.
Висока повторяемост и прецизност : За прости части 3-осен CNC обработка предлага отлична повторяемост и прецизност, като гарантира постоянно качество в производствените писти.
Ограничения
Ограничени геометрии : 3-осите машините са ограничени до създаване на прости геометрии и не могат лесно да произвеждат сложни форми или подбивания.
Множество настройки : обработването на сложни части на 3-осен CNC често изисква множество настройки, които могат да увеличат времето и разходите за производство.
По-ниска производителност : За сложни дизайни 3-осата обработка може да има по-ниска производителност в сравнение с 4-осни или 5-осни машини, тъй като не може да извършва едновременни операции за рязане.
Общи приложения и индустрии
3-осен CNC обработката се използва широко в различни индустрии, включително:
Автомобил: Компоненти на двигателя, скоби и прости части на тялото
Аерокосмическо пространство: Прости структурни компоненти и монтажен хардуер
Медицински: Основни хирургични инструменти и компоненти на имплантата
Електроника: Заграждения, радиатори и прости PCB
Идеални приложения
3-осен CNC обработка е най-подходяща за:
Планарни профили и плитки кухини
Операции за пробиване и резба
Прости части с ограничена сложност
4-осе CNC обработка
4-осен CNC обработка е усъвършенстван процес на обработка, който добавя въртяща ос (A-ос) към стандартните оси x, y и z, намиращи се в 3-осе обработване. Тази допълнителна ос позволява на детайла да се върти около оста x, докато инструментът за рязане извършва своите операции.
Как работи A-ос
В 4-осна CNC машина A-оста обикновено се постига чрез монтиране на детайла върху въртяща се маса или патронник. Докато режещият инструмент се движи по осите X, Y и Z, детайлът едновременно се върти около оста x (A-ос). Това въртене позволява на режещия инструмент да има достъп до различни страни на детайла, без да е необходимо ръчно препозициониране.
Смилана функция, ъгъл в една равнина при 45 °
Видове 4-осе обработка
Има два основни типа обработка на 4 оси:
Индексиране : A-оста се върти до определен ъгъл и след това се заключва на място, докато инструментът за рязане извършва своите операции. След като бъде завършен, оста A се върти до следващия желания ъгъл и процесът се повтаря.
Непрекъснато : A-оста се върти непрекъснато, докато режещият инструмент е в движение, което позволява създаването на сложни, извити повърхности и контури.
Предимства над 3-осената обработка
Намалени настройки : 4-осната обработка позволява да се обработи множество страни на детайла в една настройка, намалявайки нуждата от ръчно препозициониране и съкращаване на общите времена на цикъла.
Подобрена точност : Чрез минимизиране на броя на настройките, 4-осената обработка поддържа по-висока точност и по-строги допустими отклонения за многостранни части.
Ограничения
Връщане с една равнина : 4-осата обработка е ограничена до въртене около една ос (x-ос), която може да не е подходяща за части, изискващи сложни движения с многооси.
Достъпност за инструменти : В някои случаи въртящата се таблица или патронник може да възпрепятства достъпа на инструмента до определени области на детайла, ограничавайки сложността на геометриите, които могат да бъдат постигнати.
Идеални приложения
4-осен CNC обработка е особено подходяща за:
Части с ъглови повърхности или характеристики
Турбинни остриета и витла
Извити профили и контури
Многостранни компоненти, изискващи висока точност
За всяка страна на част е необходима уникална настройка
5-осе CNC обработка
5-осен CNC обработка е най-модерният и универсален тип обработка на ЦПУ. Той добавя още две въртящи се оси (B и C) към стандартните оси x, y и z, намиращи се в 3-осе обработване. Тези допълнителни оси позволяват на режещия инструмент или детайла да се въртят и въртят, което позволява създаването на високо сложни геометрии и изваяни повърхности.
Как работят B и C осите
При 5-осе CNC обработка, B-ос обикновено се отнася до въртенето около оста y, докато оста на c се отнася до въртенето около z-оста. Тези въртящи се оси могат да бъдат разположени на машинната маса (стил на Трън) или главата на шпиндела (въртящ се стил). Комбинацията от тези оси с линейните оси X, Y и Z позволява на режещия инструмент да се приближи до детайла от почти всеки ъгъл.
Видове 5-осе обработка
3+2 Оба Обработка : Известен също като позиционна 5-осе обработка, този метод включва позициониране на детайла с помощта на осите B и C, след което ги заключва на място, докато режещият инструмент извършва операции, използвайки осите x, y и z.
Напълно непрекъсната обработка на 5-ос : В този метод всичките пет оси се движат едновременно и непрекъснато по време на процеса на обработка. Това дава възможност за създаване на силно сложни, изваяни повърхности и контури.
Предимства
Висока прецизност и сложни геометрии : 5-осата обработка може да произвежда части със сложни форми, дълбоки кухини и подбивания, които са трудни или невъзможни за постигане с 3-осна или 4-очна обработка.
Намалено време за обработка : Като позволявате на инструмента за рязане да имат достъп до множество страни на детайла в една настройка, 5-осата обработка намалява общото време за обработка и подобрява ефективността.
Идеален за части с висока точност : Подобрените възможности за позициониране и достъп на инструменти на 5-осена обработка го правят подходящ за производство на части с висока точност с тесни допустими отклонения.
Ограничения
Висока цена : CNC машините с 5 оси са значително по-скъпи от техните 3-осни и 4-оси колеги поради техните усъвършенствани възможности и сложна конструкция.
Сложност на програмиране : Създаването на програми за 5-осе обработване изисква усъвършенстван софтуер на CAM и квалифицирани програмисти, запознати с производството на инструменти с многооси.
Умение на оператора : Оперативните 5-осни CNC машини изискват висококвалифицирани и опитни оператори, за да осигурят оптимални резултати и да избегнат скъпи грешки.
Идеални приложения
5-осе CNC обработката обикновено се използва в индустрии, които изискват сложни, високоточни части, като: например:
Аерокосмически компоненти (турбинни остриета, трупи)
Медицински импланти и протези
Отбрана и военно оборудване
Форми и умира със сложни форми
Фактори при избора на конфигурации за обработка на ЦПУ
Изборът на най -добрата настройка на CNC машина изисква анализ на няколко ключови фактора. Независимо дали за прости части или сложни дизайни, всяка конфигурация-оси, 4-оси и 5-оси-отразява различни предимства въз основа на производствените цели, дизайнерските нужди и бюджета.
Сложност на геометриите на частта
Сложността на геометрията на частта е основно съображение при избора между 3-оси, 4-ос и 5-осе CNC обработка. Прости части с равнинни повърхности и прави разфасовки са добре подходящи за 3-осе обработване, докато части с ъглови характеристики или извити повърхности в една равнина може да изискват 4-осе обработване. За високо сложни, изваяни повърхности и сложни геометрии, 5-осата обработка често е най-добрият избор.
Прецизност и точност на обработка
Нивото на точност и точност, необходими за вашия проект, е друг съществен фактор. 3-осната обработка е подходяща за части с умерени изисквания за прецизност, докато 4-осената обработка предлага подобрена точност за многостранни части поради намалени настройки. 5-осната обработка осигурява най-високото ниво на прецизност и точност, което го прави идеален за сложни части със тесни допустими отклонения.
Времена на настройка и ефективност
Времето за настройка може значително да повлияе на общата ефективност на производството. 3-осата обработка може да изисква множество настройки за сложни части, увеличавайки времето и разходите за производство. 4-осната обработка намалява времето за настройка, като позволява множество страни на част да бъдат обработени в една настройка. 5-осната обработка предлага най-ефективните времена на настройка, тъй като може да се справи с сложни части с минимални настройки.
Съображения за разходите
Цената на CNC машината, обучението на оператора и поддръжката също трябва да се вземат предвид. 3-осите машините са най-достъпният вариант, с по-ниски разходи за инвестиции и поддръжка. 4-осе машините имат умерена цена, по-висока от 3-осе, но по-ниски от 5-осе машини. Машините с 5 оси са най-скъпите поради техните усъвършенствани възможности, необходимото ниво на умения и нуждите за поддръжка.
Обем на производството
Обемът на производството на вашия проект може също да повлияе на избора на конфигурация на обработката на ЦПУ. За производство или прототипиране с нисък обем, 3-осната обработка може да бъде най-рентабилното решение. С увеличаването на обема на производството, ефективността и намалените времена на настройка на 4-осе и 5-осе обработване могат да доведат до по-ниски разходи на части и по-бързи времена на обороти, което ги прави по-подходящи за производство на голям обем.
Гъвкавост в дизайна и производството
Трябва да се вземе предвид и гъвкавостта в дизайна и производството, предлагани от всяка конфигурация на обработка на ЦПУ. 3-осната обработка има ограничена гъвкавост на дизайна и е най-подходяща за прости, прости части. 4-осната обработка осигурява повишена гъвкавост за части с ъглови характеристики и извити повърхности. 5-осната обработка предлага максимална гъвкавост на дизайна, което позволява създаването на високо сложни части със сложни геометрии.
Заключение
Изборът между 3-оси, 4-осен и 5-осен CNC обработка зависи от сложността на всеки проект, прецизните нужди и бюджета. 3-осата е идеална за по-прости, плоски дизайни; 4-осата добавя въртяща се гъвкавост за ъглови функции, докато 5-осите машини обработват сложни, многостранни геометрии в една настройка. Разбирането на тези различия е от съществено значение за максимална производителност и ефективност на разходите в производството. Изборът на правилната конфигурация гарантира прецизност, намалява времето за настройка и оптимизира производството за различни индустрии, от аерокосмическото до медицински. Знанието кога да използвате всеки тип ос прави всичко различно в ефективното производство.
Team MFG разбира важността на избора на правилната конфигурация на обработката на ЦПУ за вашия проект. Нашият опитен екип е тук, който да ви преведе през процеса, като се имат предвид фактори като сложност на части, прецизни изисквания, обем на производството и бюджет. Доверете ни се да предоставим оптималното решение за вашите производствени нужди.
Референтни източници
числов контрол
Услуги за обработка на ЦПУ
Често задавани въпроси (често задавани въпроси)
Въпрос: Кои са основните разлики между 3-ос, 4-ос и 5-осе CNC обработка?
О: Основните разлики се крият в броя на осите, по които може да се движи инструментът за рязане. 3-осите машините имат три линейни оси (x, y, z), 4-осата добавя една въртяща ос (A или B), а 5-осата машини имат три линейни и две въртящи се оси (A/B и C).
Въпрос: Как да реша между 3-ос, 4-осе и 5-осе CNC обработка за моя проект?
О: Помислете за фактори като сложност на части, изисквания за прецизност, обем на производството и бюджет. 3-осата е подходяща за прости части, 4-ос за части с ъглови характеристики и 5-ос за сложни, изваяни геометрии. Машините с по-висока ос предлагат по-голяма гъвкавост, но идват на по-висока цена.
Въпрос: Какви са предимствата на използването на 5-осе CNC машина в сравнение с 3-осе машина?
О: 5-осовите CNC машини могат да произвеждат сложни, контурирани части в една настройка, намалявайки нуждата от множество настройки и подобряване на точността. Те също така позволяват по -къси дължини на инструмента, намаляване на вибрацията на инструмента и подобряване на повърхностното покритие. Въпреки това, 5-осите машини са по-скъпи и изискват квалифицирани оператори.
В: Как да програмирам 4-осе CNC машина?
A: Програмиране на 4-осна CNC машина включва дефиниране на пътищата на инструмента за трите линейни оси (x, y, z) и допълнителната въртяща ос (a или b). Ще трябва да използвате CAM софтуер, който поддържа 4-осен обработка и има постпроцесори за вашата конкретна машина. Софтуерът ще ви помогне да създадете G-кода, който контролира движенията на машината.
Въпрос: Какви са някои общи приложения за 4-осна и 5-осе CNC обработка?
О: 4-осната обработка често се използва за части с ъглови характеристики, като лопатки на турбини, трупи и спирални флейти. 5-осата обработка е идеална за сложни, изваяни геометрии, открити в аерокосмическите, медицински и автомобилни компоненти, като части на двигателя, протези и инструменти за плесен. Както 4-осната, така и 5-осата обработка могат да подобрят ефективността и прецизността за определени части в сравнение с 3-осената обработка.
