Разница между 3, 4 и 5 осями в обработке на станках с ЧПУ

3-осевая, 4-осевая и 5-осевая обработка с ЧПУ

Сравнение 5-осевой, 3-осевой и 4-осевой обработки на станках с ЧПУ затрагивает такие фундаментальные вопросы, как сложность детали, первоначальная стоимость, требования к техническому обслуживанию, квалификация специалистов и продолжительность цикла. Производителю следует уделить особое внимание этим факторам, поскольку они различны для каждого станка. 

Из этих трёх типов обработки 3-осевая обработка является наиболее простой, поскольку она использует всего три линейные оси. Ограниченное количество осей упрощает использование станка, но при изготовлении сложных деталей потребуется больше времени из-за многочисленных настроек. По сути, именно поэтому станок лучше всего подходит для деталей простой геометрии. 

При переходе на 4-осевой станок с ЧПУ добавляется поворотная ось, что позволяет обрабатывать сложные детали за один проход. Сложность деталей ещё больше возрастает при использовании 5-осевого станка с ЧПУ, который имеет две поворотные оси в дополнение к трём линейным. 

На рынке представлены три типа станков, но конкретный тип, используемый для обработки деталей, определяет ряд важных аспектов. Именно поэтому понимание возможностей, областей применения, преимуществ и ограничений 4-, 5- и 3-осевых станков с ЧПУ имеет решающее значение. 

В основе этой статьи лежит сравнение 5-осевой, 3-осевой и 4-осевой обработки на станках с ЧПУ. Читайте дальше, чтобы узнать больше. 

Что такое оси в обработке на станках с ЧПУ?

В станках с ЧПУ оси описывают направления, в которых режущий инструмент может перемещаться относительно заготовки. Понимание количества осей помогает производителям выбрать правильный метод обработки, достаточно ли стандартной настройки или нет. многоосевая обработка Это необходимо для более сложных деталей.

Линейные оси

Эти оси происходят из декартовой системы координат, используемой в производстве. Основой этой системы является пересечение трёх взаимно перпендикулярных осей, также называемых линейными осями. 

Декартова система координат для станков с ЧПУ

Вот что означают линейные оси:

По оси X: Движение справа налево

Ось Y: движение вперед-назад 

По оси Z: Движение вверх-вниз 

Поворотные оси

В обработке на станках с ЧПУ используется ещё один набор осей, называемых поворотными осями. Оси A, B и C повышают точность обработки на станках с ЧПУ, в частности, за счёт увеличения углов, под которыми режущий инструмент может приближаться к заготовке. 

Их называют поворотными осями, поскольку они вращаются вокруг линейных осей. Вот как выглядит взаимодействие:

Ось: Вращается или наклоняется вокруг оси X

Ось В: Вращается вокруг оси Y 

Ось С: Вращается вокруг оси Z

Сколько существует осей? 

Большинство стандартных станков с ЧПУ имеют от 3 до 5 осей, но специализированные станки с ЧПУ могут иметь больше. Некоторые станки имеют до 9 или даже 12 осей! Количество осей в станке напрямую влияет на возможную сложность детали и производительность станка. 

Что такое 3-осевая обработка?

3-осевая обработка с ЧПУ Установка характеризуется неподвижной заготовкой и режущим инструментом, движущимся в трёх линейных плоскостях – X, Y и Z. Это фундаментальный метод обработки, который по-прежнему удовлетворяет большинству требований к обработке деталей. Сочетание экономичности и надёжности привлекает производителей. 

Как Схема 3-осевого станка с ЧПУ Как показано ниже, 3-осевая обработка на станке с ЧПУ не так сложна, как обработка с большим количеством осей. 

Схема 3-осевого станка с ЧПУ

Что может делать 3-осевой станок с ЧПУ? 

Производители используют 3-координатные станки с ЧПУ для создания базовых форм и контуров, включая плоские поверхности, базовые геометрические формы и контуры. На 3-координатном станке можно выполнять такие геометрические операции, как сверление с ЧПУ, торцевание с ЧПУ и т.д. фрезерные с ЧПУ. 

Вот некоторые популярные детали, которые легко изготавливаются на 3-осевом станке с ЧПУ:

• Пластины
• Кронштейнов 

Деталь, обработанная на 3-осевом станке с ЧПУ

Когда следует выбирать 3-осевую обработку с ЧПУ

Операторы станков предпочитают использовать 3-осевую обработку с ЧПУ, когда:

1. Детали плоские и имеют простую геометрию, например, пластины, кронштейны и корпуса.
2. Особенности в основном находятся на одной стороне заготовки.
3. Им нужен доступный метод для небольших тиражей и создания прототипов.
4. Требуются жесткие допуски, но не слишком сложные.

Преимущества 3-осевой обработки

• Простота программирования и использования
• Может использоваться для 2D-резки
• Относительно экономичный

Ограничения 3-осевого ЧПУ

• Невозможность обработки сложной геометрии 
• Для сложных деталей требуется несколько настроек

Что такое 4-осевая обработка? 

В то время как 3-осевое фрезерование с ЧПУ В то время как другие методы 3-осевой обработки ограничиваются тремя линейными осями, 4-осевая обработка идёт дальше, добавляя вращательное движение вокруг одной из линейных осей. Это позволяет сократить количество необходимых наладок. 

4-осевой станок с ЧПУ

В частности, 4-осевая обработка на станке с ЧПУ позволяет обрабатывать угловые профили и цилиндрические формы без нескольких установок. 

Как работает 4-осевой станок с ЧПУ?

Три линейные оси работают как в трёхкоординатном станке, но четвёртая ось в четырёхкоординатной обработке с ЧПУ вращает режущую головку или заготовку. Эти движения происходят скоординированно, что позволяет станку производить сложные профили и формы за один установ. 

Когда следует выбирать 4-осевую обработку с ЧПУ

Метод 4-осевой обработки с ЧПУ идеален, когда:

1. Детали требуют обработки с нескольких сторон за одну установку
2. Детали цилиндрические 
3. Необходимо сократить время цикла обработки
4. Требуется сложная детализация

Деталь, обработанная на 4-осевом станке с ЧПУ

Преимущества 4-осевого ЧПУ обработка

• Более высокая точность и прецизионность
• Меньше требований к многократным настройкам
• Более универсальный, чем 3-осевой ЧПУ

Ограничения 4-осевой обработки с ЧПУ

• Сложность программирования выше
• Более высокие первоначальные и текущие расходы

Что такое 5-осевая обработка с ЧПУ?

Имеется дополнительная ось вращения. 5-осевой ЧПУ обработки, в результате чего общее количество этих типов осей становится равным 2. Таким образом, при 5-координатной обработке имеется три линейные оси и две оси вращения. 

5-осевой станок с ЧПУ

Эффект этой дополнительной оси вращения огромен: режущий инструмент может приближаться к заготовке практически под любым углом. Станок с такой возможностью позволяет обрабатывать детали более сложной геометрии быстрее и за один установ. Это идеальный станок для индивидуальные услуги по механической обработке с ЧПУ. 

Как работает 5-осевая обработка с ЧПУ? 

Рабочий процесс 5-осевого станка с ЧПУ прост, но при этом высокоэффективен. Все 5 осей работают согласованно. Оси спроектированы для бесперебойной и одновременной работы, обеспечивая оптимальную обработку без таких проблем, как отклонение режущего инструмента. 

Как работает 5-осевая обработка с ЧПУ

Работа 5-координатного станка позволяет существенно сократить время цикла обработки сложных деталей. 

Каковы допуски для 5-осевого станка?

В то время как 5-осевые станки применяются в обработка с жесткими допускамиОни не обеспечивают абсолютных допусков, поскольку на результаты влияют такие факторы, как сложность детали, целостность станка и качество инструмента. Как правило, допуски для этих станков находятся в диапазоне от ±0.001″ до ±0.0002″. 

В Boda допуски при 5-осевой обработке могут составлять всего ±0.0002 дюйма (0.005 мм). Это означает, что станки с ЧПУ позволяют производить детали с превосходной чистотой поверхности, сложной формы и плавными изгибами — всё за один установ и с меньшими общими затратами. 

Когда следует выбирать 5-осевую обработку с ЧПУ

В качестве эксклюзивной формы обработки на станках с ЧПУ следует рассмотреть 5-осевой уровень:

1. Высокоточные детали с превосходной отделкой поверхности
2. Дисковые детали для автомобилей
3. Многофункциональные детали в одной установке, которые обычно требуются для электроники
4. Детали по индивидуальному заказу со специальными формами

Изготовленные на заказ сложные 5-осевые детали с ЧПУ

Преимущества 5-осевого ЧПУ 

• Отличная чистота поверхности и точность обработки
• Легко выполняется сложная обработка на станке с ЧПУ в одной настройке

Ограничения 5-осевого ЧПУ

• Высокая инвестиционная стоимость
• Требуются высококвалифицированные машинисты 

В чем разница между 3-осевыми и 5-осевыми станками с ЧПУ?  

3-осевые и 5-осевые станки с ЧПУ имеют принципиальные различия, связанные с требованиями к настройке, сложностью обрабатываемых деталей и временем цикла. 3-осевым станкам требуется несколько установок для обработки сложной детали, которую можно обработать за одну установку на 5-осевом станке. 

5-осевой станок делает это, обеспечивая при этом превосходное качество поверхности, которое 3-осевой станок не может воспроизвести. 

Разница между 3-осевой против 5-осевого ЧПУ Механическая обработка очевидна из-за разницы в сложности деталей. 

Что такое 3+2-осевая обработка с ЧПУ?

3+2-осевая обработка с ЧПУ, также называемая «позиционной 5-осевой обработкой», представляет собой специализированный метод, который сочетает в себе универсальность 5-осевой обработки с ЧПУ с точными возможностями фрезерования 3-осевой обработки с ЧПУ. 

Режущий инструмент фиксируется в наклонном положении, а рабочий стол может вращаться вокруг двух осей. Другими словами, режущий инструмент не подвергается никаким манипуляциям в процессе обработки. 

5-осевая и (3+2)-осевая обработка с ЧПУ

Такой подход предпочтителен, когда для резки требуются более короткие и жесткие режущие инструменты. 

Что такое одновременная 5-осевая обработка с ЧПУ?

Одновременная 5-осевая обработка с ЧПУ отличается от 3+2-осевой обработки с ЧПУ тем, что в ходе процесса обработки режущий инструмент непрерывно манипулируется. 

В чем разница между 3-осевым, 4-осевым и 5-осевым ЧПУ?

Аналогично, 3-, 4- и 5-осевые станки с ЧПУ различаются по ряду параметров, таких как первоначальные инвестиции, требования к программированию, сложность деталей, требования к квалификации оператора и уровень программирования. Сочетание этих факторов делает каждый из них типы станков с ЧПУ подходит для конкретных производственных сред. 

Факторы, которые следует учитывать при выборе между 3, 4 и 5 осями при обработке на станках с ЧПУ

Наиболее важными факторами, которые следует учитывать при выборе между тремя стилями, являются универсальность, требования к программированию, точность и стоимость. 

Универсальность машины

Эти станки отлично подходят для изготовления плоских базовых деталей, таких как пластины и кронштейны. Однако универсальность 3-осевой обработки с ЧПУ ограничена при обработке более сложных деталей. Для максимальной гибкости обработки рассмотрите использование 5-осевой системы ЧПУ. 

Требования к программированию

Сложность программирования напрямую зависит от количества движений (осей) станка. Поэтому 5-осевая обработка на станках с ЧПУ требует более высокого уровня знаний в области программирования, чем 3-осевая и 4-осевая обработка на станках с ЧПУ. 

Простая программа ЧПУ (G-код)

Требуемая точность обработки

Хотя все три станка обладают невероятной точностью, количество осей в конечном итоге определяет точность, которую может достичь станок. Наивысшую точность демонстрируют 5-осевые станки с ЧПУ, которые могут производить сложные детали с высокой точностью за один установ. 

Стоимость обработки 

По сути, чем сложнее движения режущего инструмента, тем дороже процесс. Это делает 3-осевую обработку с ЧПУ наиболее доступной, а 5-осевую — наименее доступной из трёх. 

Как количество осей влияет на точность конечного продукта?

Количество осей в станке с ЧПУ существенно влияет на точность обработки детали или компонента. Чем больше количество осей, тем больше степеней свободы у станка с ЧПУ. 

Например, при многокоординатной обработке на 5-координатном станке с ЧПУ две вращающиеся оси позволяют режущему инструменту приближаться к заготовке под разными углами. Процесс обработки на станке с ЧПУ становится более точным, поскольку количество настроек значительно сокращается. 

Сила резания и тепловыделение также снижаются, что значительно повышает вероятность обработки детали в соответствии с проектом. Технологические деформации минимальны, если вообще возникают, поэтому качество поверхности и точность размеров детали остаются высокими. 

Заключение

Разработка проекта для станка с ЧПУ — это лишь часть работы; необходимо выбрать подходящий станок с ЧПУ и поставщика. Что касается станка с ЧПУ, то одним из главных факторов, определяющих его пригодность, является количество осей, обычно 3, 4 или 5.

Компания Boda готова поддержать ваш проект, используя обширный производственный опыт, современное оборудование с ЧПУ и опыт работы с клиентами по всему миру. Независимо от того, нужны ли вам прецизионные прототипы или серийные детали, мы предлагаем широкий выбор продукции. токарно-фрезерные услуги обеспечивает надежное качество и быстрые сроки поставки.

Запросите сегодня коммерческое предложение и узнайте о наилучшем производственном решении для вашего проекта.