3-осевая и 5-осевая обработка с ЧПУ — что вам нужно знать

Обработка с числовым программным управлением (ЧПУ) — это субтрактивный производственный процесс, который позволяет производителям точно и с минимальными затратами создавать высокоточные детали. Обработка на станках с ЧПУ удаляет лишний материал с заготовок с помощью режущих инструментов, чтобы создать точный готовый продукт из таких материалов, как пластик, металл и композиты.

В наши дни у групп разработчиков есть множество вариантов многоосевой обработки, от 3-х до 5-ти и даже 9-ти осевой обработки. В чем разница между каждым типом? В этой статье мы рассмотрим ключевые сходства и различия между двумя популярными типами станков с ЧПУ (3-осевой и 5-осевой) и объясним, когда может иметь смысл использовать один вместо другого.

3-осевая обработка

После того, как оператор введет инструкции по фрезерованию в компьютер, 3-осевой станок с ЧПУ автоматически выполнит задачу, используя инструмент для резки по трем осям — X, Y и Z или слева направо, спереди назад. , и вверх-вниз. И фрезерование с ЧПУ, и токарная обработка с ЧПУ подпадают под понятие 3-осевой обработки. Однако они работают немного по-разному.

При использовании 3-осевого фрезерного станка с ЧПУ блок материала остается закрепленным в тисках или на станине станка. Вращающиеся сверла или режущие инструменты соединены со шпинделем и перемещаются по осям X, Y и Z, удаляя стружку для точного формирования конечного компонента. 3-осевые фрезерные станки с ЧПУ отлично подходят для изготовления большинства геометрических форм и простых деталей.

Напротив, в процессе токарной обработки с ЧПУ заготовка прикрепляется к вращающемуся шпинделю, а токарный станок формирует компонент. Когда шпиндель, удерживающий заготовку, вращается, центрирующее сверло или режущий инструмент отслеживают внешний и внутренний периметры компонента или создают отверстия вдоль центральной оси. По сравнению с фрезерными станками с ЧПУ токарные станки с ЧПУ изготавливают детали быстрее и предлагают более низкие затраты на единицу продукции, что является преимуществом при больших объемах производства.

Поскольку 3-осевой станок с ЧПУ может резать только по трем осям, он может столкнуться с нестандартными формами или конструкциями с глубокими и узкими полостями, до которых трудно добраться. При обработке деталей со сложной геометрией операторам может потребоваться вручную изменить положение заготовки, что может снизить скорость обработки, увеличить трудозатраты и затраты на механическую обработку, а также привести к далеко не идеальному готовому изделию.

5-осевая обработка

5-осевые станки полагаются на инструмент, который перемещается в пяти различных направлениях — X, Y и Z, а также в направлениях A и B, вокруг которых вращается инструмент. Использование 5-осевого станка с ЧПУ позволяет операторам подходить к детали со всех сторон за одну операцию, устраняя необходимость вручную перемещать заготовку между операциями. 5-осевая обработка с ЧПУ экономит время и идеально подходит для создания сложных и точных деталей, которые используются в медицинской, нефтегазовой и аэрокосмической промышленности. Существует несколько различных типов 5-осевых станков, о которых следует знать командам разработчиков, в том числе индексированные 5-осевые станки с ЧПУ, 5-осевые станки с ЧПУ непрерывного действия и токарно-фрезерные центры с ЧПУ.

Как и при 3-осевом фрезеровании с ЧПУ, режущий инструмент перемещается только по трем осям и не поддерживает постоянный контакт с заготовкой при индексированной 5-осевой обработке с ЧПУ. Однако рабочий стол и инструментальная головка могут автоматически поворачиваться в двух направлениях между операциями. Индексированная 5-осевая обработка отлично подходит для изготовления корпусов, приспособлений и приспособлений. Он находится где-то между 3-осевой фрезерной обработкой с ЧПУ и непрерывной 5-осевой обработкой с ЧПУ с точки зрения скорости, точности и способности обрабатывать сложные геометрические формы.

При непрерывной 5-осевой обработке с ЧПУ режущий инструмент и заготовка могут вращаться и двигаться одновременно во время работы, что экономит время и позволяет операторам изготавливать сложные геометрические формы с органическими поверхностями. Непрерывная 5-осевая обработка с ЧПУ обеспечивает улучшенное качество поверхности, скорость и стабильность размеров, но имеет самую высокую стоимость детали.

Токарно-фрезерные центры с ЧПУ практически идентичны токарным станкам с ЧПУ, за одним исключением — они оснащены фрезерным оборудованием с ЧПУ. Заготовка крепится к шпинделю, который может либо вращаться, либо оставаться неподвижным, в то время как режущие инструменты снимают с него материал. Комбинируя элементы токарных станков с ЧПУ с фрезерными инструментами, токарно-фрезерные центры с ЧПУ обеспечивают высокий уровень точности и геометрической универсальности, что делает их идеальными для создания деталей с нестабильной вращательной симметрией, таких как распределительные валы или центробежные компрессоры.

Эти типы 5-осевых фрезерных станков с ЧПУ не только обеспечивают большую точность при обработке более глубоких деталей и закаленных материалов, но также обеспечивают более высокую производительность и более высокие скорости обработки. Однако 5-осевая обработка дороже из-за необходимости специализированного оборудования и необходимости в квалифицированных рабочих.

3-осевая и 5-осевая обработка

Основное различие между 3-осевыми и 5-осевыми фрезерными станками заключается в том, что заготовку можно обрабатывать по трем осям на первом и по пяти осям на втором. Оба являются универсальными, автоматизированными и воспроизводимыми производственными процессами, которые позволят вам быстро и с минимальными затратами создавать точные компоненты. Однако вы можете предпочесть одно другому по разным причинам.

Если у вас ограниченный бюджет или вам нужно резать только плоскую поверхность, вам могут подойти 3-осевые станки. Помимо того, что 3-осевые станки более доступны по цене, чем станки с пятью осями, их проще программировать, поэтому вам не придется нести расходы на работу с дорогостоящими экспертами-программистами и операторами. Кроме того, при 3-осевой обработке время подготовки сокращается.

Если вам нужно изготовить более глубокую деталь или деталь со сложной геометрией, вы, вероятно, захотите использовать 5-осевую обработку. Использование 5-осевых станков позволяет обрабатывать заготовку со всех сторон — ручное вращение не требуется. С 5-осевой обработкой вы получите более высокую производительность, большую точность и большую свободу движений, а также сможете быстрее изготавливать большие детали.

Работа с быстрым радиусом

Все еще сомневаетесь, стоит ли использовать 5-осевой станок с ЧПУ вместо 3-осевого? Быстрый радиус может помочь. Наша команда экспертов может рассказать вам о вариантах обработки с ЧПУ и помочь выбрать процесс, который лучше всего подходит для вашего проекта. Будучи надежным партнером по обработке с ЧПУ, Fast Radius также предлагает высококачественные возможности обработки с ЧПУ на фрезерном, токарном, сверлильном и фрезерном обрабатывающем оборудовании с ЧПУ. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы начать работу.