CNC -koneistus mullistaa modernin valmistuksen, mutta mikä asennus sopii parhaiten tarpeisiisi? Harkitsetko kolmen akselin CNC -jyrsintäkonetta, neljän akselin CNC -jyrsintäkonetta tai viiden akselin CNC -jyrsintäkonetta. Jokainen akselin kokoonpano tarjoaa ainutlaatuisia ominaisuuksia eri toimialoille ja suunnittelun monimutkaisuuksille.
Tässä viestissä opit 3-akselin, 4-akselin ja 5-akselin CNC-koneiden keskeiset erot. Tutkimme, kuinka kukin akseli vaikuttaa tarkkuuden, kustannusten ja tuotannon tehokkuuteen auttaaksesi sinua valitsemaan parhaiten projektin tarpeisiin.
CNC -koneistuksen perusteet
CNC (tietokoneen numeerinen ohjaus) koneistus on valmistusprosessi, joka käyttää tietokoneohjattuja koneita erilaisten materiaalien leikkaamiseen, muotoiluun ja viimeistelyyn. Se luottaa esiohjelmoituihin ohjelmistoihin sanellakseen tehdastyökalujen ja koneiden liikkumisen tarjoamalla vertaansa vailla olevaa tarkkuutta, tehokkuutta ja toistettavuutta.
Kuinka CNC -koneistus toimii
Prosessi alkaa CAD (tietokoneavustettu muotoilu) -mallilla tai halutun osan 3D-suunnittelulla. Tämä malli muunnetaan sitten CNC-ohjelmaksi käyttämällä CAM (tietokoneavustettu valmistus) -ohjelmisto. Ohjelma sisältää erityisiä ohjeita, jotka tunnetaan nimellä G-koodi, jotka ohjaavat koneen työkaluja halutun muodon luomiseen.
CNC -koneistuksen edut
Perinteisiin koneistusmenetelmiin verrattuna CNC -koneistus tarjoaa useita etuja:
Korkeampi tarkkuus ja tarkkuus
Lisääntynyt tuottavuus ja tehokkuus
Vähentynyt inhimilliset virheet ja työvoimakustannukset
Kyky tuottaa monimutkaisia geometrioita
Johdonmukaisuus ja toistettavuus
Teollisuus, joka käyttää CNC -koneistamista
CNC -koneistusta käytetään monilla toimialoilla, mukaan lukien:
Ilmailutila: Monimutkaisten osien luominen lentokoneisiin ja avaruusaluksiin
Automotive: Moottorin komponenttien, korinosien ja työkalujen tuottaminen
Lääketiede: Kirurgisten instrumenttien, implanttien ja proteesien valmistus
Muotit ja suulat: Monimutkaisten muottien luominen valu- ja ruiskuvaluun
Elektroniikka: PCB: n, koteloiden ja jäähdytyselementtien valmistaminen
Akselien ymmärtäminen CNC -koneistuksessa
CNC -koneistuksessa akselit viittaavat ohjeisiin, joissa työstötyökalu voi liikkua. Nämä liikkeet ovat välttämättömiä tarkkojen ja monimutkaisten muotojen luomiseksi. CNC -kone on määrittävien akselien lukumäärä ja määrittelee sen ominaisuudet ja sen tuottamat osien tyypit.
Akselit 3-akselisessa työstössä
3-akselin CNC-koneet ovat yleisin ja perustyyppi. Heillä on kolme lineaarista akselia:
X-akseli: Vaakasuuntainen liike vasemmalta oikealle
Y-akseli: vaakasuora liike edestä taaksepäin
Z-akseli: pystysuora liike ylös ja alas
Työkalu liikkuu näitä akseleita pitkin työkappaleen leikkaamiseksi, mikä luo kolmiulotteisen muodon. Työkalu pysyy kuitenkin kohtisuorassa työkappaleen suhteen rajoittaen tuotettavien osien monimutkaisuutta.
Lisäakselit 4-akselisessa ja 5-akselisessa työstössä
3-akselin koneistuksen rajoitusten voittamiseksi 4-akseliset ja 5-akseliset CNC-koneet tuovat kiertävät akselit:
A-akseli: kierto x-akselin ympärillä
B-akseli: kierto y-akselin ympärillä
C-akseli: Kierto Z-akselin ympärillä
4-akselin CNC-koneissa on tyypillisesti kolme lineaarista akselia (x, y, z) ja yksi pyörivä akseli (A tai B). Tämän ylimääräisen akselin avulla työkappale voi pyöriä, mikä mahdollistaa monimutkaisempien muotojen ja ominaisuuksien luomisen.
5-akselin CNC-koneissa on kolme lineaarista akselia (x, y, z) ja kaksi pyörivää akselia (a/b ja c). Nämä koneet tarjoavat korkeimman joustavuuden ja tarkkuuden, jolloin työkalu voi lähestyä työkappalaa melkein mistä tahansa kulmasta. Tämä ominaisuus on välttämätöntä erittäin monimutkaisten osien tuottamiseksi kaarevilla pinnoilla, syvilla taskuilla tai alituotteilla.
3-akselin CNC-koneistus
3-akselin CNC-koneistus on perusteellisin ja laajalti käytetty CNC-koneistus. Siihen sisältyy leikkaustyökalu, joka liikkuu kolmen lineaarisen akselin (x, y ja z) pitkin työkappaleen luomiseksi. Työkappale pysyy paikallaan koneistusprosessin aikana.
Ominaisuudet ja rajoitukset
3-akselin CNC-koneet voivat tuottaa laajan valikoiman yksinkertaisia tai kohtalaisen monimutkaisia osia. Ne kykenevät luomaan tasomaisia pintoja, poraamaan reikiä ja leikkauslankoja. Niitä on kuitenkin rajoitettu kykyyn luoda monimutkaisia geometrioita tai alittaa, koska leikkaustyökalu voi liikkua vain suorissa linjoissa eikä voi pyöriä.
3-akselin koneistus
Edut
Kustannustehokkuus : 3-akselin CNC-koneet ovat yleensä edullisempia kuin niiden 4-akseliset ja 5-akseliset vastaavat, mikä tekee niistä kustannustehokkaan ratkaisun moniin sovelluksiin.
Yksinkertaisuus : 3-akselin koneiden ohjelmointi ja toiminta on suhteellisen yksinkertaista, mikä vaatii vähemmän koulutusta ja asiantuntemusta edistyneempiin CNC-koneisiin verrattuna.
Korkea toistettavuus ja tarkkuus : Yksinkertaisten osien osalta 3-akselin CNC-koneistus tarjoaa erinomaisen toistettavuuden ja tarkkuuden, mikä varmistaa yhdenmukaisen laadun tuotanto-ajoissa.
Rajoitukset
Rajoitetut geometriat : 3-akseliset koneet rajoittuvat yksinkertaisten geometrioiden luomiseen, eivätkä ne pysty helposti tuottamaan monimutkaisia muotoja tai aliarvioita.
Useat asetukset : Koneiden koneistuskompleksien osia 3-akselisessa CNC: ssä vaatii usein useita asetuksia, jotka voivat lisätä tuotantoaikaa ja kustannuksia.
Pienempi tuottavuus : Monimutkaisissa malleissa 3-akselin työstö voi olla alhaisempi tuottavuus verrattuna 4-akseliin tai 5-akseliin, koska se ei pysty suorittamaan samanaikaisia leikkaustoimintoja.
Yleiset sovellukset ja teollisuudenalat
3-akselin CNC-koneistusta käytetään laajasti eri toimialoilla, mukaan lukien:
Automotive: moottorin komponentit, kiinnikkeet ja yksinkertaiset korin osat
Ilmailutila: Yksinkertaiset rakenteelliset komponentit ja asennuslaitteistot
Lääketiede: Kirurgiset työkalut ja implanttikomponentit
Elektroniikka: kotelot, jäähdytyselementit ja yksinkertaiset PCB: t
Ihanteelliset sovellukset
3-akselin CNC-koneistus sopii parhaiten:
Tasomaiset profiilit ja matalat ontelot
Poraus- ja kierretoiminnot
Yksinkertaiset osat rajoitetulla monimutkaisuudella
4-akselin CNC-koneistus
4-akselin CNC-koneistus on edistyksellinen koneistusprosessi, joka lisää kierto-akselin (A-akseli) standardi X-, Y- ja Z- ja Z-akseleille, jotka löytyvät 3-akselin koneistamisesta. Tämän ylimääräisen akselin avulla työkappale voi pyöriä x-akselin ympäri, kun leikkaustyökalu suorittaa toimintaansa.
Kuinka A-akseli toimii
4-akselisessa CNC-koneessa A-akseli saavutetaan tyypillisesti asentamalla työkappale kiertopöydälle tai istukka. Kun leikkaustyökalu liikkuu x-, y- ja z-akseleita pitkin, työkappale pyörii samanaikaisesti x-akselin (A-akselin) ympäri. Tämä kierto mahdollistaa leikkaustyökalun käyttää työkappaleen eri puolia ilman manuaalista uudelleensijoittamista.
Hihnalla oleva ominaisuus, joka on kulmassa yhdellä tasolla 45 °: ssa
4-akselin koneistustyypit
4-akselin koneistusta on kahta päätyyppiä:
Indeksointi : A-akseli pyörii tiettyyn kulmaan ja lukittuu sitten paikoilleen, kun leikkaustyökalu suorittaa toimintansa. Kun A-akseli kiertyy seuraavaan haluttuun kulmaan, ja prosessi toistuu.
Jatkuva : A-akseli pyörii jatkuvasti, kun leikkaustyökalu on liikkeessä, mikä mahdollistaa monimutkaisten, kaarevien pintojen ja ääriviivat.
Edut 3-akselin koneistus
Alennetut asetukset : 4-akselin koneistus mahdollistaa työkappaleen useita puolia yhdestä asennuksesta, mikä vähentää käsikirjan uudelleensijoittamisen ja kokonaismääräaikojen lyhentämisen tarvetta.
Parannettu tarkkuus : Minimoimalla asetusten lukumäärä 4-akselin koneistus ylläpitää monipuolisten osien suurempaa tarkkuutta ja tiukempia toleransseja.
Rajoitukset
Yhden tason kierto : 4-akselin koneistus rajoittuu kiertoon yhden akselin (X-akselin) ympärillä, mikä ei välttämättä sovellu osiin, jotka vaativat monimutkaisia, moni-akselisia liikkeitä.
Työkalujen saavutettavuus : Joissakin tapauksissa kiertopöytä tai chuck voi estää työkalun pääsyn tietyille työkappaleen alueille rajoittaen saavutettujen geometrioiden monimutkaisuutta.
Ihanteelliset sovellukset
4-akselin CNC-koneistus soveltuu erityisen hyvin:
Osat, joissa on kulmapinnat tai ominaisuudet
Turbiinin terät ja potkurit
Kaarevat profiilit ja ääriviivat
Monipuoliset komponentit, jotka vaativat suurta tarkkuutta
Ainutlaatuinen asennus vaaditaan osan molemmille puolille
5-akselin CNC-koneistus
5-akselin CNC-koneistus on edistynein ja monipuolisin CNC-koneistus. Se lisää vielä kaksi kiertävää akselia (B ja C) tavanomaisiin x-, y- ja z-akseleihin, joita löytyy 3-akselisesta koneistuksesta. Nämä ylimääräiset akselit antavat leikkaustyökalun tai työkappaleen kallistua ja pyöriä, mikä mahdollistaa erittäin monimutkaisten geometrioiden ja veistettyjen pintojen luomisen.
Kuinka B- ja C -akselit toimivat
5-akselisessa CNC-koneistuksessa B-akseli viittaa tyypillisesti y-akselin ympärillä olevaan pyörimiseen, kun taas C-akseli viittaa Z-akselin ympärillä olevaan kiertoon. Nämä pyörivät akselit voidaan sijoittaa konekohtaiseen (trunnion-tyyli) tai karan päähän (kääntyvä tyyli). Näiden akselien yhdistelmä lineaaristen X-, Y- ja Z -akselien kanssa antaa leikkaustyökalun lähestyä työkappalaa melkein mistä tahansa kulmasta.
5-akselin koneistustyypit
3+2-akselin koneistus : tunnetaan myös nimellä 5-akselin koneistus, tämä menetelmä sisältää työkappaleen sijoittamisen B- ja C-akseleilla ja lukitsemalla ne sitten paikoilleen, kun leikkaustyökalu suorittaa toimintoja käyttämällä X-, Y- ja Z-akseleita.
Täysin jatkuva 5-akselin koneistus : Tässä menetelmässä kaikki viisi akselia liikkuvat samanaikaisesti ja jatkuvasti koneistusprosessin aikana. Tämä mahdollistaa erittäin monimutkaisten, veistettyjen pintojen ja ääriviivojen luomisen.
Edut
Suuri tarkkuus ja monimutkaiset geometriat : 5-akselin koneistus voi tuottaa osia, joissa on monimutkaisia muotoja, syviä onteloita ja alituotteita, joita on vaikea tai mahdotonta saavuttaa 3-akselisella tai 4-akselisella koneistuksella.
Vähentynyt koneistusaika : Antamalla leikkuukkaan käyttää työkappaleen useita puolia yhdessä asennuksessa, 5-akselin koneistus vähentää kokonais koneistusaikaa ja parantaa tehokkuutta.
Ihanteellinen tarkkaan osiin : 5-akselin koneistuksen parannettu työkalujen sijoittaminen ja pääsyominaisuudet tekevät siitä sopivan tarkan osien tuottamiseen tiukalla toleranssilla.
Rajoitukset
Korkeat kustannukset : 5-akselin CNC-koneet ovat huomattavasti kalliimpia kuin niiden 3-akseliset ja 4-akseliset vastineet niiden edistyneiden ominaisuuksien ja monimutkaisen rakenteen vuoksi.
Ohjelmoinnin monimutkaisuus : Ohjelmien luominen 5-akselin koneistukselle vaatii edistyneitä CAM-ohjelmistoja ja ammattitaitoisia ohjelmoijia, jotka tuntevat moni-akselin työkalupatian luomisen.
Operaattorin taito : 5-akselin CNC-koneet vaativat korkeasti koulutettuja ja kokeneita operaattoreita optimaalisten tulosten varmistamiseksi ja kalliiden virheiden välttämiseksi.
Ihanteelliset sovellukset
5-akselin CNC-koneistusta käytetään yleisesti toimialoilla, jotka vaativat monimutkaisia, tarkkaa osia, kuten:
Ilmailu-
Lääketieteelliset implantit ja proteesit
Puolustus- ja sotilasvarusteet
Muotit ja suolivat monimutkaiset muodot
Tekijät CNC -koneistuskokoonpanojen valinnassa
Parhaan CNC -koneen asetusten valitseminen vaatii useiden avaintekijöiden analysoinnin. Olipa yksinkertaisia osia tai monimutkaisia malleja, jokainen kokoonpano-3-akseli, 4-akseli ja 5-akseli-antavat selkeät edut tuotantotavoitteiden, suunnittelutarpeiden ja budjetin perusteella.
Osageometrioiden monimutkaisuus
Osan geometrian monimutkaisuus on ensisijainen huomio valittaessa 3-akselista, 4-akselista ja 5-akselista CNC-koneistamista. Yksinkertaiset osat tasomaiset pinnat ja suorat leikkaukset sopivat hyvin 3-akseliseen koneistukseen, kun taas osilla, joissa on kulmaominaisuudet tai kaarevat pinnat yhdellä tasolla, voivat vaatia 4-akselin koneistamista. Erittäin monimutkaisissa, veistetyissä pinnoissa ja monimutkaisissa geometrioissa 5-akselin koneistus on usein paras valinta.
Koneistus tarkkuus ja tarkkuus
Projektillesi vaadittava tarkkuuden ja tarkkuuden taso on toinen olennainen tekijä. 3-akselin koneistus sopii osiin, joilla on kohtalainen tarkkuusvaatimus, kun taas 4-akselin koneistus tarjoaa paremman tarkkuuden monipuolisille osille vähentyneiden asetusten vuoksi. 5-akselin koneistus tarjoaa korkeimman tarkkuuden ja tarkkuuden, mikä tekee siitä ihanteellisen monimutkaisille osille, joilla on tiukka toleranssit.
Asennusajat ja tehokkuus
Asennusajat voivat vaikuttaa merkittävästi tuotannon kokonaistehokkuuteen. 3-akselin koneistus voi vaatia useita asennuksia monimutkaisille osille, mikä lisää tuotantoaikaa ja kustannuksia. 4-akselin koneistus vähentää asennusaikoja sallimalla osan useat puolet, jotka voidaan koneistaa yhdessä asennuksessa. 5-akselin koneistus tarjoaa tehokkaimmat asennusajat, koska se pystyy käsittelemään monimutkaisia osia minimaalisilla asennuksilla.
Kustannusnäkökohdat
CNC -koneen, operaattorin koulutuksen ja ylläpidon kustannukset tulisi myös ottaa huomioon. 3-akseliset koneet ovat edullisin vaihtoehto, alhaisemmat sijoitus- ja ylläpitokustannukset. 4-akselin koneissa on kohtalainen kustannus, korkeampi kuin 3-akseli, mutta pienempi kuin 5-akselinen kone. 5-akselin koneet ovat kalleimpia niiden edistyneiden ominaisuuksien, vaadittavan taitotason ja ylläpitotarpeiden takia.
Tuotantomäärä
Projektisi tuotantomäärä voi myös vaikuttaa CNC -koneistuskokoonpanon valintaan. Pienen volyymin tuotantoa tai prototyyppiä varten 3-akselin koneistus voi olla kustannustehokkain ratkaisu. Tuotantomäärien lisääntyessä 4-akselin ja 5-akselin koneistusten tehokkuus ja vähentyneet asetukset voivat johtaa pienempiin kustannuksiin ja nopeampaan käännösaikoihin, mikä tekee niistä sopivamman suuren määrän tuotantoon.
Joustavuus suunnittelussa ja valmistuksessa
Jokaisen CNC -koneistuskokoonpanon tarjoaman suunnittelun ja valmistuksen joustavuus tulisi myös harkita. 3-akselin koneistuksella on rajoitettu muotoilu joustavuus ja se sopii parhaiten yksinkertaisiin, suoraviivaisiin osiin. 4-akselin koneistus tarjoaa lisääntyneen joustavuuden osille, joilla on kulma-ominaisuudet ja kaarevat pinnat. 5-akselin koneistus tarjoaa maksimaalisen suunnittelun joustavuuden, mikä mahdollistaa erittäin monimutkaisten osien luomisen monimutkaisten geometrioiden kanssa.
Johtopäätös
Kolmen akselin, 4-akselin ja 5-akselin CNC-koneistus riippuu kunkin projektin monimutkaisuudesta, tarkkuustarpeista ja budjetista. 3-akseli on täydellinen yksinkertaisemmille, tasaisille malleille; 4-akseli lisää kiertojoustavuutta kulma-ominaisuuksiin, kun taas 5-akselin koneet käsittelevät kompleksia, monipuolisia geometrioita yhdessä asennuksessa. Näiden erojen ymmärtäminen on välttämätöntä tuottavuuden maksimoimiseksi ja tuotannon kustannustehokkuudesta. Oikean kokoonpanon valitseminen varmistaa tarkkuuden, vähentää asennusaikaa ja optimoi tuotannon eri toimialoille ilmailu- ja lääketieteelliseen. Jokaisen akselin tyypin käyttäminen tekee kaikesta erotuksesta tehokkaassa valmistuksessa.
Team MFG ymmärtää, kuinka tärkeää on valita oikea CNC -koneistuskokoonpano projektillesi. Kokenut tiimimme on täällä opastamassa sinua prosessin läpi ottaen huomioon tekijät, kuten osittain monimutkaisuus, tarkkuusvaatimukset, tuotannon määrät ja budjetti. Luota meihin toimittamaan optimaalinen ratkaisu valmistustarpeisiisi.
Viitilähteet
numeerinen hallinta
CNC -koneistuspalvelut
Usein kysyttyjä kysymyksiä (usein kysytyt kysymykset)
K: Mitkä ovat tärkeimmät erot 3-akselin, 4-akselin ja 5-akselin CNC-koneistuksen välillä?
V: Tärkeimmät erot ovat akselien lukumäärässä, joita pitkin leikkaustyökalu voi liikkua. 3-akselikoneissa on kolme lineaarista akselia (x, y, z), 4-akseliset lisäävät yhden pyörivän akselin (A tai B) ja 5-akselikoneissa on kolme lineaarista ja kaksi pyörivää akselia (A/B ja C).
K: Kuinka päätän 3-akselin, 4-akselin ja 5-akselin CNC-koneistuksen välillä projektilleni?
V: Harkitse tekijöitä, kuten osa monimutkaisuutta, tarkkuusvaatimuksia, tuotannon määrää ja budjettia. 3-akseli sopii yksinkertaisiin osiin, 4-akseliin osille, joilla on kulma-ominaisuudet ja 5-akseli monimutkaisille, veistettyille geometrioille. Korkeamman akselin koneet tarjoavat enemmän joustavuutta, mutta ne ovat korkeammat kustannukset.
K: Mitkä ovat 5-akselisen CNC-koneen käytön edut verrattuna 3-akseliseen koneeseen?
V: 5-akselin CNC-koneet voivat tuottaa monimutkaisia, muotoillut osat yhdessä asennuksessa, vähentäen useiden asetusten tarvetta ja parantavan tarkkuuden. Ne sallivat myös lyhyemmät työkalupituudet, vähentämällä työkalujen tärinää ja parantavan pinnan viimeistelyä. 5-akselin koneet ovat kuitenkin kalliimpia ja vaativat ammattitaitoisia operaattoreita.
K: Kuinka ohjelmoidaan 4-akselin CNC-kone?
V: 4-akselisen CNC-koneen ohjelmointi sisältää kolmen lineaarisen akselin (x, y, z) ja ylimääräisen kierto-akselin (A tai B) työkalupolkujen määrittelemisen. Sinun on käytettävä CAM-ohjelmistoa, joka tukee 4-akselista koneista ja jolla on jälkikäsittelijät tiettyyn koneeseesi. Ohjelmisto auttaa sinua luomaan G-koodin, joka ohjaa koneen liikkeitä.
K: Mitkä ovat joitain yleisiä sovelluksia 4-akseliseen ja 5-akseliseen CNC-koneistukseen?
V: 4-akselin työstöä käytetään usein osiin, joissa on kulmaominaisuudet, kuten turbiinin terät, juoksupyörät ja spiraalihuilut. 5-akselin koneistus on ihanteellinen monimutkaisille, veistettyille geometrioille, joita löytyy ilmailu-, lääketieteellisistä ja autokomponenteista, kuten moottorin osista, proteesista ja hometyökaluista. Sekä 4-akselin että 5-akselin koneistus voivat parantaa tiettyjen osien tehokkuutta ja tarkkuutta verrattuna 3-akselin koneistukseen.
