ماشینکاری CNC باعث ایجاد انقلابی در تولید مدرن می شود ، اما کدام یک از راه اندازی مناسب نیازهای شما است؟ این که آیا شما یک دستگاه فرز سه محور CNC ، چهار دستگاه فرز CNC محور یا دستگاه آسیاب CNC را در نظر دارید. هر پیکربندی محور قابلیت های منحصر به فردی را برای صنایع مختلف و پیچیدگی های طراحی ارائه می دهد.
در این پست ، تفاوت های اصلی بین دستگاه های CNC 3 محوره ، 4 محور و 5 محوره را می آموزید. ما بررسی خواهیم کرد که چگونه هر محور بر دقت ، هزینه و کارآیی تولید تأثیر می گذارد تا به شما در انتخاب بهترین مناسب برای نیازهای پروژه خود کمک کند.
مبانی ماشینکاری CNC
ماشینکاری CNC (کنترل عددی رایانه) یک فرآیند تولیدی است که از ماشین های کنترل شده با رایانه برای برش ، شکل گیری و به پایان رساندن مواد مختلف استفاده می کند. این نرم افزار به نرم افزار از پیش برنامه ریزی شده برای دیکته حرکت ابزارها و ماشین آلات کارخانه متکی است و دقت ، کارآیی و تکرار بی نظیر را ارائه می دهد.
چگونه ماشینکاری CNC کار می کند
این فرآیند با یک مدل CAD (طراحی رایانه ای) یا طراحی سه بعدی از قسمت مورد نظر آغاز می شود. این مدل سپس با استفاده از نرم افزار CAM (تولید رایانه) به یک برنامه CNC تبدیل می شود. این برنامه شامل دستورالعمل های خاصی است که به عنوان G-Code شناخته می شود ، که ابزارهای دستگاه را برای ایجاد شکل مورد نظر راهنمایی می کند.
مزایای ماشینکاری CNC
در مقایسه با روش های ماشینکاری سنتی ، ماشینکاری CNC چندین مزیت ارائه می دهد:
صنایع با استفاده از ماشینکاری CNC
ماشینکاری CNC در طیف گسترده ای از صنایع استفاده می شود ، از جمله:
هوافضا: ایجاد قطعات پیچیده برای هواپیما و فضاپیما
اتومبیل: تولید اجزای موتور ، قطعات بدنه و ابزارها
پزشکی: تولید ابزارهای جراحی ، کاشت و پروتز
قالب ها و می میرد: ایجاد قالبهای پیچیده برای ریخته گری و قالب گیری تزریق
الکترونیک: ساخت PCB ، محوطه و غرق گرما
درک محورها در ماشینکاری CNC
در ماشینکاری CNC ، محورها به مسیرهایی که ابزار ماشین می تواند در آن حرکت کند اشاره دارد. این حرکات برای ایجاد اشکال دقیق و پیچیده ضروری است. تعداد محورهایی که دستگاه CNC دارد ، قابلیت های خود و انواع قطعاتی را که می تواند تولید کند تعیین می کند.
محورها در ماشینکاری 3 محور
دستگاه های CNC 3 محور متداول ترین و اساسی ترین نوع هستند. آنها سه محور خطی دارند:
محور X: حرکت افقی از چپ به راست
محور y: حرکت افقی از جلو به عقب
محور z: حرکت عمودی به بالا و پایین
این ابزار برای برش قطعه کار در امتداد این محورها حرکت می کند و شکل سه بعدی ایجاد می کند. با این حال ، این ابزار عمود بر قطعه کار باقی مانده و پیچیدگی قطعات تولید شده را محدود می کند.
محورهای اضافی در ماشینکاری 4 محور و 5 محور
برای غلبه بر محدودیت های ماشینکاری 3 محور ، ماشین های CNC 4 محور و 5 محور محورهای چرخشی را معرفی می کنند:
دستگاه های CNC 4 محور به طور معمول دارای سه محور خطی (x ، y ، z) و یک محور چرخشی (a یا b) هستند. این محور اضافی اجازه می دهد تا قطعه کار بچرخد و امکان ایجاد اشکال و ویژگی های پیچیده تر را فراهم می کند.
دستگاه های CNC 5 محور دارای سه محور خطی (x ، y ، z) و دو محور چرخشی (a/b و c) هستند. این دستگاه ها بالاترین سطح انعطاف پذیری و دقت را ارائه می دهند و به این ابزار امکان می دهد تا تقریباً از هر زاویه ای به قطعه کار نزدیک شود. این توانایی برای تولید قطعات بسیار پیچیده با سطوح خمیده ، جیب های عمیق یا زیرپوش ها ضروری است.
ماشینکاری 3 محور CNC
ماشینکاری CNC 3 محور اساسی ترین و به طور گسترده ترین نوع ماشینکاری CNC است. این شامل یک ابزار برش است که در امتداد سه محور خطی (X ، Y و Z) حرکت می کند تا یک قطعه کار ایجاد شود. قطعه کار در طی فرآیند ماشینکاری ثابت است.
قابلیت ها و محدودیت ها
دستگاه های CNC 3 محور می توانند طیف گسترده ای از قطعات ساده و متوسط را تولید کنند. آنها قادر به ایجاد سطوح مسطح ، سوراخ های حفاری و برش نخ هستند. با این حال ، آنها در توانایی خود در ایجاد هندسه های پیچیده یا زیربناها محدود هستند ، زیرا ابزار برش فقط می تواند در خطوط مستقیم حرکت کند و نمی تواند بچرخد.
ماشینکاری 3 محور
مزایا
مقرون به صرفه بودن : دستگاههای CNC 3 محور به طور کلی مقرون به صرفه تر از همتایان 4 محور و 5 محور خود هستند و آنها را برای بسیاری از برنامه ها به یک راه حل مقرون به صرفه تبدیل می کنند.
سادگی : برنامه نویسی و کارکرد ماشین های 3 محور نسبتاً ساده است و در مقایسه با دستگاه های پیشرفته تر CNC نیاز به آموزش و تخصص کمتری دارد.
تکرارپذیری و دقت بالا : برای قطعات ساده ، ماشینکاری CNC 3 محوره تکرارپذیری و دقت بسیار خوبی را ارائه می دهد و از کیفیت مداوم در طول تولید اطمینان می دهد.
محدودیت ها
هندسه های محدود : ماشین های 3 محور محدود به ایجاد هندسه های ساده هستند و به راحتی نمی توانند شکل های پیچیده یا زیربنایی تولید کنند.
تنظیمات چندگانه : ماشینکاری قطعات پیچیده در CNC 3 محوره اغلب به چندین مجموعه نیاز دارد که می تواند زمان و هزینه های تولید را افزایش دهد.
بهره وری پایین تر : برای طرح های پیچیده ، ماشینکاری 3 محور ممکن است در مقایسه با ماشین های 4 محور یا 5 محور ، بهره وری کمتری داشته باشد ، زیرا نمی تواند عملیات برش همزمان را انجام دهد.
برنامه ها و صنایع مشترک
ماشینکاری CNC 3 محوره به طور گسترده در صنایع مختلف از جمله:
خودرو: اجزای موتور ، براکت ها و قطعات ساده بدنه
هوافضا: اجزای ساختاری ساده و سخت افزار نصب
پزشکی: ابزارهای اساسی جراحی و اجزای کاشت
الکترونیک: محفظه ها ، هیت سینک ها و PCB های ساده
برنامه های ایده آل
ماشینکاری CNC 3 محور به بهترین وجه مناسب است:
ماشینکاری CNC 4 محور
ماشینکاری CNC 4 محور یک فرآیند پیشرفته ماشینکاری است که یک محور چرخشی (محور A) را به محورهای استاندارد X ، Y و Z که در ماشینکاری 3 محور یافت می شود ، اضافه می کند. این محور اضافی به قطعه کار اجازه می دهد تا در محور x بچرخد در حالی که ابزار برش عملیات خود را انجام می دهد.
محور A چگونه کار می کند
در یک دستگاه CNC 4 محور ، محور A به طور معمول با نصب قطعه کار روی یک میز دوار یا یک چاک حاصل می شود. با حرکت ابزار برش در امتداد محورهای X ، Y و Z ، قطعه کار به طور همزمان در محور x (محور A) می چرخد. این چرخش ابزار برش را قادر می سازد بدون نیاز به تغییر مکان دستی ، به طرف های مختلف قطعه کار دسترسی پیدا کند.
ویژگی آسیاب شده در یک صفحه واحد در 45 درجه
انواع ماشینکاری 4 محور
دو نوع اصلی ماشینکاری 4 محور وجود دارد:
نمایه سازی : محور A به یک زاویه خاص می چرخد و در حالی که ابزار برش عملیات خود را انجام می دهد ، در جای خود قفل می شود. پس از اتمام ، محور A به زاویه مورد نظر بعدی می چرخد و روند تکرار می شود.
مداوم : محور A به طور مداوم می چرخد در حالی که ابزار برش در حال حرکت است و امکان ایجاد سطوح پیچیده ، منحنی و کانتورها را فراهم می کند.
مزایای ماشینکاری بیش از 3 محور
تنظیمات کاهش یافته : ماشینکاری 4 محور اجازه می دهد تا چندین طرف یک قطعه کار در یک مجموعه واحد ماشینکاری شود و نیاز به تغییر مکان دستی و کوتاه کردن زمان چرخه کلی را کاهش می دهد.
دقت بهبود یافته : با به حداقل رساندن تعداد تنظیمات ، ماشینکاری 4 محور دقت بالاتری و تحمل محکم تر برای قطعات چند طرفه را حفظ می کند.
محدودیت ها
چرخش تک هواپیما : ماشینکاری 4 محور محدود به چرخش در اطراف یک محور واحد (محور x) است که ممکن است برای قطعاتی که به حرکات پیچیده و چند محوره نیاز دارند مناسب نباشد.
دسترسی به ابزار : در بعضی موارد ، جدول دوار یا چاک می تواند مانع دسترسی ابزار به مناطق خاصی از قطعه کار شود و پیچیدگی هندسه هایی را که می توان به دست آورد ، محدود کند.
برنامه های ایده آل
ماشینکاری CNC 4 محور به ویژه برای:
قطعاتی با سطوح یا ویژگی های زاویه دار
تیغه های توربین و پروانه ها
پروفایل ها و کانتورها خمیده
اجزای چند طرفه که به دقت بالایی نیاز دارند
یک راه اندازی منحصر به فرد برای هر طرف یک قسمت لازم است
5 محور ماشینکاری CNC
5 محور ماشینکاری CNC پیشرفته ترین و همه کاره ترین نوع ماشینکاری CNC است. این دو محور چرخشی دیگر (B و C) را به محورهای استاندارد X ، Y و Z که در ماشینکاری 3 محور یافت می شود ، اضافه می کند. این محورهای اضافی به ابزار برش یا قطعه کار اجازه می دهد تا شیب و چرخش شود و امکان ایجاد هندسه های بسیار پیچیده و سطوح مجسمه سازی را فراهم می کند.
چگونه محورهای B و C کار می کنند
در ماشینکاری CNC 5 محوره ، محور B به طور معمول به چرخش اطراف محور y اشاره دارد ، در حالی که محور c به چرخش اطراف محور z اشاره دارد. این محورهای دوار را می توان در جدول دستگاه (سبک Trunnion) یا سر دوک نخ ریسی (به سبک چرخان) قرار داد. ترکیبی از این محورها با محورهای خطی x ، y و z اجازه می دهد تا ابزار برش از تقریباً هر زاویه به قطعه کار نزدیک شود.
انواع ماشینکاری 5 محور
3+2 ماشینکاری محور : همچنین به عنوان ماشینکاری 5 محور موقعیتی شناخته می شود ، این روش شامل قرار دادن قطعه کار با استفاده از محورهای B و C است ، سپس قفل کردن آنها در محل در حالی که ابزار برش با استفاده از محورهای X ، Y و Z عملیات را انجام می دهد.
ماشینکاری کاملاً مداوم 5 محور : در این روش ، هر پنج محور به طور همزمان و مداوم در طی فرآیند ماشینکاری حرکت می کنند. این امکان ایجاد سطوح و کانتورهای بسیار پیچیده و مجسمه را فراهم می کند.
مزایا
هندسه های با دقت بالا و پیچیده : ماشینکاری 5 محور می تواند قطعاتی با اشکال پیچیده ، حفره های عمیق و زیرپوش هایی را تولید کند که دستیابی به آن با ماشینکاری 3 محوره یا 4 محور دشوار یا غیرممکن است.
کاهش زمان ماشینکاری : با اجازه دادن به ابزار برش برای دسترسی به چندین طرف قطعه کار در یک مجموعه واحد ، ماشینکاری 5 محوره باعث کاهش زمان کلی ماشینکاری و بهبود کارایی می شود.
ایده آل برای قطعات با دقت بالا : موقعیت یابی ابزار پیشرفته و قابلیت های دسترسی به ماشینکاری 5 محوره ، آن را برای تولید قطعات با دقت بالا با تحمل های محکم مناسب می کند.
محدودیت ها
هزینه بالا : دستگاه های CNC 5 محوره به دلیل قابلیت های پیشرفته و ساخت و سازهای پیچیده ، به طور قابل توجهی گران تر از همتایان 3 محوره و 4 محور هستند.
پیچیدگی برنامه نویسی : ایجاد برنامه هایی برای ماشینکاری 5 محوره نیاز به نرم افزار پیشرفته CAM و برنامه نویسان ماهر آشنا با تولید ابزار چند محوره دارد.
مهارت اپراتور : کار با دستگاه های CNC 5 محوره برای اطمینان از نتایج بهینه و جلوگیری از خطاهای پرهزینه ، اپراتورهای بسیار ماهر و با تجربه را می طلبد.
برنامه های ایده آل
5 محور ماشینکاری CNC معمولاً در صنایعی استفاده می شود که به قطعات پیچیده و با دقت بالا نیاز دارند ، مانند:
عوامل در انتخاب تنظیمات ماشینکاری CNC
انتخاب بهترین راه اندازی دستگاه CNC نیاز به تجزیه و تحلیل چندین عامل کلیدی دارد. چه برای قطعات ساده و چه برای طرح های پیچیده ، هر پیکربندی-3 محور ، 4 محور و 5 محور-مزایای مشخصی را بر اساس اهداف تولید ، نیازهای طراحی و بودجه ایجاد می کند.
پیچیدگی هندسه های قسمت
پیچیدگی هندسه قسمت هنگام انتخاب بین 3 محور ، 4 محور و 5 محور CNC ، مورد توجه اصلی است. قطعات ساده با سطوح مسطح و برش های مستقیم برای ماشینکاری 3 محور مناسب هستند ، در حالی که قطعاتی با ویژگی های زاویه دار یا سطوح خمیده در یک هواپیما ممکن است به ماشینکاری 4 محور نیاز داشته باشند. برای سطوح بسیار پیچیده ، مجسمه دار و هندسه های پیچیده ، ماشینکاری 5 محور اغلب بهترین انتخاب است.
ماشینکاری دقت و دقت
سطح دقت و صحت مورد نیاز برای پروژه شما یکی دیگر از عوامل اساسی است. ماشینکاری 3 محور برای قطعاتی با شرایط با دقت متوسط مناسب است ، در حالی که ماشینکاری 4 محور به دلیل کاهش تنظیمات ، دقت بهبود یافته برای قطعات چند طرفه را ارائه می دهد. ماشینکاری 5 محور بالاترین سطح دقت و دقت را ارائه می دهد ، و آن را برای قطعات پیچیده با تحمل های محکم ایده آل می کند.
زمان راه اندازی و کارآیی
زمان راه اندازی می تواند به طور قابل توجهی بر کارایی کلی تولید تأثیر بگذارد. ماشینکاری 3 محور ممکن است برای قطعات پیچیده ، افزایش زمان و هزینه های تولید ، به چندین تنظیم نیاز داشته باشد. ماشینکاری 4 محور با اجازه دادن به چندین طرف یک قسمت در یک تنظیم واحد ، زمان تنظیم را کاهش می دهد. ماشینکاری 5 محور کارآمدترین زمان تنظیم را ارائه می دهد ، زیرا می تواند قطعات پیچیده را با حداقل تنظیمات کنترل کند.
ملاحظات هزینه
هزینه دستگاه CNC ، آموزش اپراتور و تعمیر و نگهداری نیز باید در نظر گرفته شود. دستگاه های 3 محور مقرون به صرفه ترین گزینه هستند و هزینه های سرمایه گذاری و نگهداری کمتری دارند. ماشین های 4 محور دارای هزینه متوسط ، بالاتر از 3 محور اما پایین تر از دستگاه های 5 محور هستند. دستگاه های 5 محور به دلیل قابلیت های پیشرفته ، سطح مهارت مورد نیاز و نیازهای نگهداری ، گرانترین هستند.
حجم تولید
حجم تولید پروژه شما همچنین می تواند بر انتخاب پیکربندی ماشینکاری CNC تأثیر بگذارد. برای تولید کم حجم یا نمونه سازی ، ماشینکاری 3 محور ممکن است مقرون به صرفه ترین راه حل باشد. با افزایش حجم تولید ، بازده و کاهش زمان تنظیم ماشینکاری 4 محور و 5 محوره می تواند منجر به کاهش هزینه های هر بخشی و زمان چرخش سریع تر شود و آنها را برای تولید با حجم بالا مناسب تر می کند.
انعطاف پذیری در طراحی و ساخت
انعطاف پذیری در طراحی و ساخت ارائه شده توسط هر پیکربندی ماشینکاری CNC نیز باید در نظر گرفته شود. ماشینکاری 3 محور از انعطاف پذیری طراحی محدود برخوردار است و برای قطعات ساده و ساده مناسب است. ماشینکاری 4 محور انعطاف پذیری بیشتری را برای قطعات با ویژگی های زاویه دار و سطوح خمیده فراهم می کند. 5 محور ماشینکاری حداکثر انعطاف پذیری طراحی را ارائه می دهد و امکان ایجاد قطعات بسیار پیچیده با هندسه های پیچیده را فراهم می کند.
پایان
انتخاب بین 3 محور ، 4 محور و 5 محور CNC CNC بستگی به پیچیدگی ، نیازهای دقیق و بودجه هر پروژه دارد. محور 3 برای طرح های ساده تر و مسطح مناسب است. 4 محور انعطاف پذیری چرخشی را برای ویژگی های زاویه دار اضافه می کند ، در حالی که ماشین های 5 محور هندسه های پیچیده و چند طرفه را در یک مجموعه واحد کنترل می کنند. درک این اختلافات برای به حداکثر رساندن بهره وری و مقرون به صرفه در تولید ضروری است. انتخاب پیکربندی مناسب ، دقت را تضمین می کند ، زمان تنظیم را کاهش می دهد و تولید را برای صنایع مختلف ، از هوافضا تا پزشکی بهینه می کند. دانستن اینکه چه موقع از هر نوع محور استفاده کنید ، تفاوت در تولید کارآمد را ایجاد می کند.
Team MFG اهمیت انتخاب پیکربندی ماشینکاری CNC مناسب برای پروژه خود را درک می کند. تیم باتجربه ما در اینجا برای هدایت شما در طی فرایند ، با در نظر گرفتن عواملی مانند پیچیدگی جزئی ، الزامات دقیق ، حجم تولید و بودجه در اینجا است. به ما اعتماد کنید تا راه حل بهینه برای نیازهای تولید خود را ارائه دهیم.
منابع مرجع
کنترل عددی
خدمات ماشینکاری CNC
سوالات متداول (سؤالات متداول)
س: تفاوتهای اصلی بین ماشینکاری CNC 3 محور ، 4 محور و 5 محور چیست؟
پاسخ: تفاوت های اصلی در تعداد محورهایی است که در طی آن ابزار برش می تواند حرکت کند. دستگاه های 3 محور دارای سه محور خطی (X ، Y ، Z) ، 4 محور یک محور دوار (A یا B) اضافه می کنند و دستگاه های 5 محور دارای سه محور خطی و دو چرخشی (A/B و C) هستند.
س: چگونه می توانم بین 3 محور ، 4 محور و 5 محور CNC برای پروژه خود تصمیم بگیرم؟
پاسخ: عواملی مانند پیچیدگی جزئی ، الزامات دقیق ، حجم تولید و بودجه را در نظر بگیرید. محور 3 برای قطعات ساده ، 4 محور برای قطعات با ویژگی های زاویه دار و 5 محور برای هندسه های پیچیده و مجسمه ای مناسب است. ماشین های محور بالاتر انعطاف پذیری بیشتری را ارائه می دهند اما با هزینه بالاتری همراه هستند.
س: مزایای استفاده از دستگاه CNC 5 محوره در مقایسه با دستگاه 3 محور چیست؟
پاسخ: دستگاه های CNC 5 محوره می توانند قطعات پیچیده و محصور را در یک مجموعه واحد تولید کنند و نیاز به تنظیمات متعدد و بهبود دقت را کاهش دهند. آنها همچنین امکان طول ابزار کوتاه تر ، کاهش لرزش ابزار و بهبود سطح سطح را فراهم می کنند. با این حال ، ماشین های 5 محور گران تر هستند و به اپراتورهای ماهر احتیاج دارند.
س: چگونه می توانم یک دستگاه CNC 4 محور را برنامه ریزی کنم؟
پاسخ: برنامه نویسی یک دستگاه CNC 4 محوره شامل تعریف مسیرهای ابزار برای سه محور خطی (x ، y ، z) و محور چرخشی اضافی (a یا b) است. شما باید از نرم افزار CAM استفاده کنید که از ماشینکاری 4 محور پشتیبانی می کند و برای دستگاه خاص شما فرآیند پس از فرآیند دارد. این نرم افزار به شما در ایجاد کد G که حرکات دستگاه را کنترل می کند ، کمک می کند.
س: برخی از برنامه های متداول برای ماشینکاری CNC 4 محوره و 5 محور چیست؟
پاسخ: ماشینکاری 4 محور اغلب برای قطعاتی با ویژگی های زاویه دار مانند تیغه های توربین ، پروانه و فلوت های مارپیچ استفاده می شود. ماشینکاری 5 محور برای هندسه های پیچیده و مجسمه ای که در قطعات هوافضا ، پزشکی و خودرو مانند قطعات موتور ، پروتز و ابزار قالب وجود دارد ، ایده آل است. هر دو ماشینکاری 4 محور و 5 محور می توانند در مقایسه با ماشینکاری 3 محور ، کارایی و دقت را برای برخی از قسمت ها بهبود بخشند.
