3-осевая vs 5-осевая ЧПУ-обработка: что выбрать для вашего проекта

У производственных команд много вариантов многоосевой обработки: от 3 до 5 осей и даже 9. В чем различия? В статье анализируем ключевые сходства и различия двух популярных типов ЧПУ-обработки (3-осевая и 5-осевая) и объясняем, когда целесообразно использовать тот или иной.

Что такое 3-осевая ЧПУ-обработка?

После ввода оператором фрезерных инструкций в компьютер, 3-осевой станок выполняет задачу автоматически, двигая инструмент по 3 осям — X, Y, Z (влево-вправо, вперед-назад, вверх-вниз). ЧПУ-фрезеровка и ЧПУ-точение относятся к 3-осевой обработке, но их функции немного отличаются.

3-осевая фрезеровка развивалась из практики вращающихся напильников. Это фрезерование по осям X и Y. При 3-осевой обработке заготовка неподвижна, инструмент движется по 3 осям. 3-осевая обработка остается одной из самых широко используемых техник для изготовления механических деталей для автоматизированных/интерактивных операций, фрезерования пазов, сверления, снятия острых кромок. Поскольку обработка только по 3 осям, она относительно проста и удаляет материал по 3 направлениям. Хотя это базовый процесс ЧПУ-точения, в зависимости от масштаба производства и требований к детали...

В отличие от этого, при ЧПУ-точении заготовка закреплена на вращающемся шпинделе, а резец обрабатывает деталь. Когда шпиндель вращает заготовку, центральная сверла или резец прослеживает внутреннюю и внешнюю окружность сборки или создает отверстия вдоль центральной оси. По сравнению с ЧПУ-фрезерными станками, токарные станки с ЧПУ производят детали быстрее и с более низкой себестоимостью, что выгодно для серийного производства.

Что такое 5-осевая ЧПУ-обработка?

5-осевой станок опирается на инструмент, движущийся в 5 направлениях — X, Y, Z и вращение вокруг A и B. Использование 5-осевого станка позволяет оператору подходить к детали со всех сторон за одну установку, исключая ручную переустановку заготовки между операциями. 5-осевая ЧПУ-обработка экономит время и идеальна для сложных и точных деталей, таких как в медицине, нефтегазовой отрасли и аэрокосмике. Существует несколько типов 5-осевых станков: индексные 5-осевые ЧПУ-станки, непрерывные 5-осевые ЧПУ-станки и фрезерные ЧПУ-центры.

Как и при 3-осевой ЧПУ-фрезеровке, при индексной 5-осевой обработке инструмент движется только по 3 осям и не поддерживает постоянный контакт с заготовкой. Однако рабочий стол и головка фрезы могут автоматически поворачиваться в обоих направлениях. Индексная 5-осевая обработка отлично подходит для корпусов, зажимов и приспособлений. Она находится между 3-осевой фрезеровкой и непрерывной 5-осевой обработкой по скорости, точности и способности обрабатывать сложную геометрию.

При непрерывной 5-осевой ЧПУ-обработке инструмент и заготовка могут вращаться и двигаться одновременно во время операции, экономя время и позволяя создавать сложные геометрические формы с органическими поверхностями. Непрерывная 5-осевая обработка обеспечивает улучшенное качество поверхности, скорость и размерную стабильность, но имеет самую высокую стоимость на деталь.

Сравнение 5-осевой и 3-осевой обработки

Утверждение, что точность 5-осевых станков выше 3-осевых — всего лишь гипотеза. Полностью возможно, что высококлассные 3-осевые станки превосходят обычные 5-осевые по точности. Включая 3 линейные оси X/Y/Z, структура 3-осевых станков относительно проста. При обработке направление оси инструмента не меняется, режим движения ограничен, программирование относительно просто.

На рисунке упомянутое «наклонное» означает ось вращения, не перпендикулярную 3 линейным осям — относительно редко. Её кинематика сложнее, но структура компактнее, динамическая и статическая жесткость лучше.

Главные преимущества 5-осевой обработки

• Меньше времени на переустановку заготовок

Благодаря двум вращательным осям инструмент может подойти к заготовке из любого направления, и все поверхности, кроме установочной, обрабатываются за одну установку. «Сокращение числа установок» решает две задачи сразу для высокой эффективности и точности. С одной стороны, экономится время, снижается трудоемкость, растет эффективность.

• Поддержание оптимального режущего состояния инструмента и улучшение условий резания

Благодаря возможности подхода из любого направления, инструмент режет заготовку под самым подходящим углом. Это также повышает эффективность и качество обработки.

• Эффективное избегание интерференций

Две вращающиеся оси позволяют инструменту подходить из любого направления, делая траекторию гибкой и изменчивой. Эффективно избегаются проблемы интерференции при обработке. Сокращается цикл разработки — естественный след улучшения качества и эффективности.

Заключение

Кратко: главное различие между 3-осевой и 5-осевой обработкой — в обработке способностях. 5-осевой станок может выполнять работу 3-осевого, но не наоборот. Наличие двух вращательных осей наделяет 5-осевой станок более мощными возможностями.

Оба процесса высоко универсальны, автоматизированы и воспроизводимы, позволяя быстро и стоимоэффективно создавать точные компоненты. Однако выбор между ними может определяться разными причинами.

Все еще сомневаетесь, какой станок подойдет для вашего проекта? Обратитесь в JTR — поможем с идеальным планом.