Oikean konetyypin valinta moniakselisessa CNC-työstyksessä on yksi tärkeimmistä päätöksistä. Se määrittää prosessin yleiset ominaisuudet, mahdolliset mallit ja kokonaiskustannukset. 3-akselinen vs 4-akseli vs 5-akselinen CNC-työstö on suosittu keskustelu, ja oikea vastaus riippuu projektin vaatimuksista.
Tässä oppaassa tarkastellaan moniakselisen CNC-työstön perusteita ja verrataan 3-akselista, 4-akselista ja 5-akselista CNC-työstöä auttamaan oikean valinnan tekemisessä.
Johdatus 3-akseliseen koneistukseen
Kara liikkuu lineaarisesti X-, Y- ja Z-suunnissa ja työkappale tarvitsee kiinnikkeet, jotka pitävät sitä yhdessä tasossa. Mahdollisuus toimia useilla koneilla on mahdollista nykyaikaisissa koneissa. Mutta ne vaativat erityisiä kalusteita, jotka ovat hieman kalliita valmistaa ja kuluttavat myös paljon aikaa.
On kuitenkin olemassa joitain rajoituksia sille, mitä 3-akseliset CNC:t voivat tehdä. Monet ominaisuudet ovat joko taloudellisesti kannattamattomia 3-akselisten CNC:iden suhteellisista hinnoista huolimatta tai ne ovat yksinkertaisesti mahdottomia. Esimerkiksi 3-akseliset koneet eivät voi luoda kulmikkaita piirteitä tai mitään, mikä on XYZ-koordinaatistossa.
Sitä vastoin 3-akseliset koneet voivat luoda alileikkausominaisuuksia. Ne tarvitsevat kuitenkin useita esivarusteita ja erikoisleikkureita, kuten T-ura- ja Dovetail-leikkurit. Näiden vaatimusten täyttäminen voi joskus nostaa hinnat pilviin, ja joskus on kannattavampaa valita 4- tai 5-akselinen CNC-jyrsintäratkaisu.
Johdatus 4-akseliseen koneistukseen
4-akselinen koneistus on edistyneempi kuin sen 3-akseliset vastineet. Leikkaustyökalun XYZ-tasoissa liikkumisen lisäksi ne mahdollistavat työkappaleen pyörimisen myös Z-akselilla. Tämä tarkoittaa, että 4-akselinen jyrsintä voi toimia jopa neljällä sivulla ilman erityisvaatimuksia, kuten ainutlaatuisia kiinnikkeitä tai leikkaustyökaluja.
Kuten aiemmin todettiin, näiden koneiden lisäakseli tekee niistä taloudellisesti kannattavampia joissakin tapauksissa, joissa 3-akseliset koneet voivat tehdä työn, mutta erityisvaatimuksin. Oikeiden kiinnikkeiden ja leikkaustyökalujen tekemiseen 3-akselilla tarvittavat lisäkustannukset ylittävät 4- ja 3-akselisten koneiden kokonaiskustannuseron. Tämä tekee niistä kannattavamman valinnan joihinkin projekteihin.
Lisäksi toinen tärkeä näkökohta 4-akselisessa jyrsinnässä on yleinen laatu. Koska nämä koneet voivat työskennellä neljällä sivulla kerralla, työkappaletta ei tarvitse asettaa uudelleen kiinnikkeisiin. Näin minimoidaan inhimillisten virheiden mahdollisuus ja parannetaan yleistä tarkkuutta.
Nykyään on olemassa kahdenlaisia 4-akselisia CNC-työstöjä; jatkuva ja indeksoiva.
Jatkuva työstö mahdollistaa leikkaustyökalun ja työkappaleen liikkumisen samanaikaisesti. Tämä tarkoittaa, että kone voi leikata materiaalia pyöriessään. Näin monimutkaisista kaarista ja muodoista, kuten helikseistä, on erittäin helppo työstää.
Indeksointikoneistus puolestaan toimii vaiheittain. Leikkaustyökalu pysähtyy, kun työkappale alkaa pyöriä Z-tason ympäri. Tämä tarkoittaa, että indeksointikoneilla ei ole samoja ominaisuuksia, koska ne eivät voi luoda monimutkaisia kaaria ja muotoja. Ainoa hyöty on se, että työkappaletta voidaan nyt työstää 4 eri puolelta ilman erityisiä kiinnikkeitä, jotka ovat välttämättömiä 3-akselisessa koneessa.
Johdatus 5-akseliseen koneistukseen
5-akselinen koneistus vie asiat askeleen pidemmälle ja mahdollistaa pyörimisen kahdessa tasossa. Tämä moniakselinen pyöriminen ja leikkaustyökalun kyky liikkua kolmeen suuntaan ovat kaksi olennaista ominaisuutta, joiden avulla nämä koneet voivat käsitellä monimutkaisimmatkin työt.
Markkinoilla on kahdenlaisia 5-akselisia CNC-työstöjä. 3+2-akselinen koneistus ja jatkuva 5-akselinen koneistus. Molemmat toimivat kaikilla tasoilla, mutta ensimmäisellä on samat rajoitukset ja toimintaperiaate kuin indeksoivalla 4-akselisella koneella.
3+2-akselinen CNC-työstö mahdollistaa pyörimisen toisistaan riippumattoman, mutta rajoittaa molempien koordinaattitasojen käyttöä samanaikaisesti. Sitä vastoin jatkuvassa 5-akselisessa koneistuksessa ei ole tällaisia rajoituksia. Tämä mahdollistaa erinomaisen ohjauksen ja mahdollisuuden työstää kätevästi monimutkaisimpia geometrioita.
Tärkeimmät erot 3-, 4-, 5-akselisen CNC-koneistuksen välillä
CNC-koneistuksen monimutkaisuuden ja rajoitusten ymmärtäminen on olennaista, jotta voidaan varmistaa paras tasapaino prosessin kustannusten, ajan ja laadun välillä.
Kuten aiemmin todettiin, monet projektit olisivat kalliimpia muuten taloudellisessa 3-akselisessa jyrsimässä kiinnittimiin ja prosesseihin liittyvien monimutkaisten seikkojen vuoksi. Samoin pelkkä 5-akselisen jyrsinnän valitseminen jokaisessa projektissa olisi synonyymi torakoiden torjuntaan konekiväärillä. Ei kuulosta tehokkaalta, eihän?
Juuri tästä syystä on tärkeää ymmärtää tärkeimmät erot 3-akselisen, 4-akselisen ja 5-akselisen koneistuksen välillä. Näin voidaan varmistaa, että mihin tahansa projektiin valitaan paras konetyyppi ilman kompromisseja olennaisista laatuparametreista.
Tässä on 5 tärkeintä eroa CNC-työstötyyppien välillä.
Toimintaperiaate
Kaiken CNC-koneistuksen toimintaperiaate on sama. Tietokoneen ohjaama leikkaustyökalu pyörii työkappaleen ympäri materiaalin poistamiseksi. Lisäksi kaikki CNC-koneet käyttävät joko M- tai G-koodeja työkalun liikkeen tulkitsemiseen suhteessa työkappaleeseen.
Erona on lisäkyky pyöriä eri tasojen ympäri. Sekä 4- että 5-akselinen CNC-jyrsintä mahdollistaa pyörimisen eri koordinaattien ympäri ja tämä laatu johtaa monimutkaisempien muotojen luomiseen suhteellisen helposti.
Tarkkuus ja tarkkuus
CNC-työstö tunnetaan tarkkuudestaan ja alhaisista toleransseistaan. CNC:n tyyppi vaikuttaa kuitenkin tuotteen lopullisiin toleransseihin. 3-akselisella CNC:llä, vaikkakin erittäin tarkasti, on enemmän satunnaisten virheiden mahdollisuuksia työkappaleen johdonmukaisen uudelleenasemoinnin ansiosta. Useimmissa sovelluksissa tämä virhemarginaali on mitätön. Kuitenkin herkissä sovelluksissa, jotka liittyvät ilmailu- ja autoteollisuuteen, pieninkin poikkeama voi aiheuttaa ongelmia.
Sekä 4-akselisessa että 5-akselisessa CNC-koneistuksessa ei ole tätä ongelmaa, koska ne eivät tarvitse uudelleensijoittamista. Ne mahdollistavat leikkaamisen useilla tasoilla yhdellä kiinnittimellä. Lisäksi on tärkeää huomata, että tämä on ainoa lähde eroille myös 3-akselisen koneistuksen laadussa. Tämän lisäksi yleinen laatu tarkkuuden ja tarkkuuden suhteen pysyy samana.
Sovellukset
Alan laajuisen sovelluksen sijaan CNC-tyyppien erot liittyvät tuotteen luonteeseen. Esimerkiksi ero 3-akselisten, 4-akselisten ja 5-akselisten jyrsintätuotteiden välillä perustuu suunnittelun yleiseen monimutkaisuuteen eikä itse toimialaan.
Yksinkertainen osa ilmailu- ja avaruusteollisuudelle voidaan kehittää 3-akselisella koneella, kun taas jokin monimutkainen osa mille tahansa muulle sektorille saattaa vaatia 4- tai 5-akselisen koneen käyttöä.
Kustannukset
Kustannukset ovat yksi tärkeimmistä eroista 3-, 4- ja 5-akselisen CNC-jyrsinnän välillä. 3-akseliset koneet ovat luonnollisesti edullisempia ostaa ja huoltaa. Niiden käyttökustannukset riippuvat kuitenkin tekijöistä, kuten kalusteista ja operaattoreiden saatavuudesta. Vaikka 4- ja 5-akselisissa koneissa käyttäjille aiheutuvat kulut pysyvät samoina, kalusteet vievät silti merkittävän osan kustannuksista.
Toisaalta 4- ja 5-akselinen koneistus on teknisesti edistyneempää ja niissä on parempia ominaisuuksia. Siksi ne ovat luonnollisesti kalliita. Ne tuovat kuitenkin pöytään paljon ominaisuuksia ja ovat varteenotettava valinta monissa ainutlaatuisissa tapauksissa. Yhdestä on jo keskusteltu aiemminkin, jossa 3-akselisella koneella teoreettisesti mahdollinen suunnittelu vaatisi paljon mukautettuja kalusteita. Tämä lisää kokonaiskustannuksia ja tekee 4- tai 5-akselisesta koneistuksesta kannattavamman vaihtoehdon.
Toimitusaika
Mitä tulee yleisiin läpimenoaikoihin, jatkuvat 5-akseliset koneet tarjoavat parhaat kokonaistulokset. Ne pystyvät käsittelemään monimutkaisimmatkin muodot lyhyessä ajassa pysäytysten ja yksivaiheisen koneistuksen puutteen vuoksi.
Jatkuvat 4-akseliset koneet tulevat sen jälkeen, koska ne mahdollistavat pyörimisen yhdellä akselilla ja pystyvät käsittelemään vain tasomaisia kulmapiirteitä yhdellä kertaa.
Lopuksi 3-akselisilla CNC-koneilla on pisin läpimenoaika, koska leikkaus tapahtuu vaiheittain. Lisäksi 3-akselisten koneiden rajoitukset tarkoittavat sitä, että työkappaletta joudutaan siirtämään paljon uudelleen, mikä johtaisi minkä tahansa projektin kokonaistoimitusaikojen pidentämiseen.
3-akselinen vs 4-akseli vs 5-akselinen jyrsintä, kumpi on parempi?
Valmistuksessa ei ole olemassa ehdottoman parempaa menetelmää tai yksikokoista ratkaisua. Oikea valinta riippuu projektin monimutkaisuudesta, kokonaisbudjetista, ajasta ja laatuvaatimuksista.
3-akselinen vs 4-akseli vs 5-akseli, kaikilla on hyvät ja huonot puolensa. Luonnollisesti 5-akselilla voidaan luoda monimutkaisempia 3D-geometrioita, kun taas 3-akselilla voidaan nopeasti ja johdonmukaisesti purkaa yksinkertaisempia kappaleita.
Yhteenvetona ei ole vastausta kysymykseen, kumpi on parempi valinta. Mikä tahansa koneistusmenetelmä, joka tarjoaa täydellisen tasapainon kustannusten, ajan ja tulosten välillä, olisi ihanteellinen valinta tiettyyn projektiin.
Lue lisää: CNC-jyrsintä vs CNC-sorvaus: mikä on oikea valinta
Aloita projektisi Guanshengin CNC-koneistuspalveluilla
Jokaiselle projektille tai yritykselle oikea valmistuskumppani voi olla ero onnistumisen ja epäonnistumisen välillä. Valmistus on olennainen osa tuotekehitysprosessia, ja siinä vaiheessa tehdyt oikeat valinnat voivat edistää tuotteen elinkelpoisuutta. Guangsheng on ihanteellinen valmistusvaihtoehto kaikkiin tilanteisiin, koska se haluaa tarjota parhaan mahdollisen johdonmukaisuuden.
Huippuluokan laitteistolla ja kokeneella tiimillä varustettu Guangsheng pystyy käsittelemään kaikenlaisia 3-, 4- tai 5-akselisia työstötöitä. Tiukkojen laaduntarkastusten avulla voimme taata, että lopulliset osat täyttävät kaikenlaiset laatutarkastukset virheetön.
Lisäksi Guangshengin erottaa sen nopeimmat toimitusajat ja markkinoiden kilpailukykyisimmät hinnat. Lisäksi prosessi on myös optimoitu helpottamaan asiakasta. Lataa vain mallit saadaksesi kattavan DFM-analyysin ja välittömän tarjouksen aloittaaksesi.
Automaatio ja verkkoratkaisut ovat avaimia tuotannon tulevaisuuteen, ja Guangsheng ymmärtää sen. Siksi kaikki mitä tarvitset parhaiden tulosten saavuttamiseksi, on vain napsautuksen päässä.
Johtopäätös
Kaikki 3-, 4- ja 5-akseliset CNC:t ovat erilaisia, ja jokaisella tyypillä on vahvuutensa tai heikkoutensa. Oikea valinta riippuu kuitenkin projektin ainutlaatuisista vaatimuksista ja sen vaatimuksista. Valmistuksessa ei ole oikeita valintoja. Oikea lähestymistapa on löytää optimaalinen yhdistelmä laatua, kustannuksia ja aikaa. Jotain, mitä kaikki kolme CNC-tyyppiä voivat tarjota tietyn projektin vaatimusten perusteella.
Postitusaika: 29.11.2023