Jaka jest różnica między frezowaniem 3-osiowym, 4-osiowym i 5-osiowym?

CloudNC
10 listopada 2020 r.
Jaka jest różnica między frezowaniem 3-osiowym, 4-osiowym i 5-osiowym?

W CloudNC posiadamy szereg najnowocześniejszych frezarek 3-osiowych, 4-osiowych i 5-osiowych. Jako projektant, zrozumienie, na jakim typie maszyny część będzie produkowana, ma kluczowe znaczenie dla optymalizacji projektu. Projektując część obrabianą CNC, mogłeś nie pomyśleć o tym, na jakim typie maszyny będzie ona obrabiana, ale złożoność i rodzaj geometrii, którą możesz zaprojektować, będą różne dla różnych typów maszyn.

Główną różnicą między obróbką 3-osiową, 4-osiową i 5-osiową jest złożoność ruchu, jaki mogą wykonywać względem siebie zarówno obrabiany przedmiot, jak i narzędzie tnące. Im bardziej złożony jest ruch obu części, tym bardziej złożona może być geometria końcowej części poddanej obróbce.

OBRÓBKA 3-OSIOWA

Najprostszy rodzaj obróbki, w którym przedmiot obrabiany jest zamocowany w jednej pozycji. Ruch wrzeciona jest dostępny w kierunkach liniowych X, Y i Z.

Obróbka 3-osiowa

Maszyny 3-osiowe są zwykle używane do obróbki geometrii 2D i 2,5D. Obróbka wszystkich 6 boków części jest możliwa w obróbce 3-osiowej, ale dla każdej strony wymagany jest nowy zestaw mocowania, co może być kosztowne (więcej na ten temat poniżej). W przypadku pojedynczego oprzyrządowania można obrabiać tylko jedną stronę części.

Dla każdej strony części wymagana jest unikalna konfiguracja

Wiele skomplikowanych i praktycznych kształtów może być wytwarzanych za pomocą 3-osiowego frezowania CNC, zwłaszcza gdy jest to wykonywane przez światowej klasy zakład obróbki CNC. Obróbka 3-osiowa najlepiej nadaje się do produkcji płaskich profili frezowanych, wierceń i otworów gwintowanych w linii z osią. Podcięcia są możliwe dzięki zastosowaniu frezów z rowkami teowymi i frezów typu "jaskółczy ogon".

Czasami jednak zaprojektowana cecha fizycznie nie może być wyprodukowana przez maszynę 3-osiową lub cecha może być bardziej ekonomicznie opłacalna do obróbki na maszynie 4- lub 5-osiowej.

Cechy, które nie są możliwe w przypadku frezowania 3-osiowego, obejmują wszelkie cechy ustawione pod kątem w stosunku do układu współrzędnych X-Y-Z, nawet jeśli sama cecha jest płaska. Istnieją dwa rodzaje cech kątowych, które można zaprojektować, a zrozumienie różnicy między nimi jest ważne przy projektowaniu części do frezowania CNC.

FUNKCJA KĄTOWA

Jest to element obrabiany pod kątem do jednej z osi X, Y lub Z. Na przykład, płaska frezowana powierzchnia poniżej jest ustawiona pod kątem 45° do osi X, np. obrót osi A.

Element frezowany pod kątem 45° w jednej płaszczyźnie

FUNKCJA KĄTA ZŁOŻONEGO

Jest to element obrabiany pod kątem do dwóch osi. Na przykład płaska frezowana powierzchnia poniżej jest obrabiana pod kątem 45° do osi X i 30° do osi Z.

Zarówno kątowe, jak i złożone elementy kątowe nie mogą być obrabiane przez 3-osiowe maszyny CNC.

OBRÓBKA 4-OSIOWA

Powoduje to dodanie obrotu wokół osi X, zwanej osią A. Wrzeciono ma 3 liniowe osie ruchu (X-Y-Z), podobnie jak w przypadku obróbki 3-osiowej, a dodatkowo oś A obraca się wokół przedmiotu obrabianego. Istnieje kilka różnych układów dla maszyn 4-osiowych, ale zazwyczaj są one typu "obróbka pionowa", gdzie wrzeciono obraca się wokół osi Z. Przedmiot obrabiany jest zamontowany w osi X i może obracać się wraz z uchwytem w osi A. W przypadku konfiguracji z pojedynczym mocowaniem można obrabiać 4 boki części.

Obróbka 4-osiowa może być wykorzystywana jako bardziej opłacalny sposób obróbki części teoretycznie możliwych do wykonania na maszynie 3-osiowej. Na przykład, w przypadku części, którą ostatnio obrabialiśmy, stwierdziliśmy, że użycie maszyny 3-osiowej wymagałoby dwóch unikalnych uchwytów, których koszt wynosiłby odpowiednio 1000 i 800 funtów. Dzięki wykorzystaniu możliwości obróbki 4-osiowej w osi A, wymagane było tylko jedno mocowanie, którego koszt wyniósł 1000 funtów. Wyeliminowało to również potrzebę wymiany oprzyrządowania, co jeszcze bardziej obniżyło koszty. Wyeliminowanie ryzyka błędu ludzkiego oznaczało, że obrabialiśmy część do wysokiej jakości bez potrzeby przeprowadzania kosztownych kontroli jakości. Usunięcie konieczności zmiany oprzyrządowania ma dodatkową zaletę, że można zachować ściślejsze tolerancje między elementami po różnych stronach części. Utrata dokładności spowodowana mocowaniem i ponownym ustawianiem została wyeliminowana.

Złożone profile, takie jak krzywki, mogą być obrabiane na maszynie 4-osiowej.

Istnieją dwa rodzaje 4-osiowej obróbki CNC: indeksowanie i ciągła.

Indeksowa 4-osiowa obróbka CNC ma miejsce, gdy czwarta oś (oś A) obraca się, podczas gdy maszyna nie tnie materiału. Po wybraniu prawidłowego obrotu uruchamiany jest hamulec i maszyna wznawia cięcie.

W ciągłej obróbce 4-osiowej maszyna może ciąć materiał w tym samym czasie, co obrót w osi A. Umożliwia to obróbkę złożonych łuków, takich jak profil krzywek i spirali.

Obróbka 4-osiowa daje nam możliwość obróbki elementów pod kątem, co nie jest możliwe w przypadku maszyny 3-osiowej. Należy pamiętać, że obróbka 4-osiowa pozwala na jedną oś obrotu na konfigurację oprzyrządowania, więc wszystkie elementy kątowe muszą być ustawione pod kątem wokół tych samych osi lub należy zastosować dodatkowe oprzyrządowanie.

Obróbka spiralna możliwa na maszynach 4-osiowych

OBRÓBKA 5-OSIOWA

Te frezarki CNC wykorzystują 2 z 3 możliwych osi obrotu, w zależności od typu maszyny. Maszyna wykorzystuje albo obrót w osi A i osi C, albo obrót w osi B i osi C. Obrót wykonywany jest albo przez obrabiany przedmiot, albo przez wrzeciono.

Istnieją dwa główne typy 5-osiowych maszyn CNC: Maszyny 3+2 oraz w pełni ciągłe maszyny 5-osiowe.

W obróbce 3+2-osiowej dwie osie obrotowe działają niezależnie od siebie, co oznacza, że obrabiany przedmiot może być obracany o dowolny kąt w stosunku do narzędzia skrawającego w celu uzyskania obrabianych elementów. Obrót dwóch osi jednocześnie podczas obróbki nie jest jednak możliwy. Obróbka 3+2 umożliwia tworzenie bardzo złożonych kształtów 3D. W pełni ciągła obróbka 5-osiowa może jednocześnie obracać dwie osie obrotu, jednocześnie z obróbką i narzędziem tnącym poruszającym się liniowo we współrzędnych XYZ.

Obróbka 5-osiowa

Ciągła obróbka 5-osiowa może wytwarzać bardzo złożone kształty 3D, nie tylko płaskie złożone elementy kątowe, ale także złożone zakrzywione powierzchnie 3D, dając nam możliwość produkcji części zwykle zarezerwowanych dla procesów formowania.

Obróbka 5-osiowa daje projektantom ogromną elastyczność w projektowaniu bardzo złożonej geometrii 3D. Zrozumienie możliwości każdego rodzaju obróbki CNC jest niezbędne przy projektowaniu części obrabianych CNC. Jeśli Twój projekt wymaga użycia 5-osiowego CNC, wykorzystaj je w pełni! Jakie inne cechy mogą skorzystać z możliwości obróbki 5-osiowej?

W CloudNC pracujemy nad oprogramowaniem, które uprości obróbkę skrawaniem - automatyzując dużą część procesu i pomagając osobom z mniejszym doświadczeniem korzystać z maszyn CNC tak, jak robią to eksperci. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej, zapoznaj się z naszą technologią, aby zobaczyć nasze rozwiązanie CAM Assist , obejrzyj film o tym, dokąd mogą nas zaprowadzić nasze rozwiązania, naszą misję i wizję lub zajrzyj na naszą stronę kariery!