3-осевая против 5-осевой ЧНУ-обработки: ключевые различия объяснены

ЧНУ-обработка с числовым программным управлением (ЧПУ) — это вычитающий производственный процесс, позволяющий производителям точно и стоимоэффективно создавать высокоточные детали. ЧНУ-обработка удаляет излишки сырья с заготовок режущими инструментами для создания точного готового изделия из материалов вроде пластика, металла и композитов.

В наши дни у команд разработчиков много опций для многоосевой обработки, от 3-осевой до 5-осевой и даже 9-осевой. В чем разница между каждым типом? В этой статье мы разберем ключевые сходства и различия между двумя популярными типами ЧНУ-обработки (3-осевая против 5-осевой) — и объясним, когда может иметь смысл использовать один вместо другого.

3-осевая обработка

После того как оператор вводит фрезерные инструкции в компьютер, 3-осевой ЧПУ-станок автоматически выполнит задачу, используя инструмент для резания по трем осям — X, Y и Z, или влево-вправо, вперед-назад и вверх-вниз. И ЧНУ-фрезерование, и ЧНУ-точение попадают под зонтик 3-осевой обработки. Однако они функционируют немного по-разному.

При использовании 3-осевого ЧНУ-фрезерного станка блок материала остается зафиксированным в тисках или на столе станка. Вращающиеся сверла или режущие инструменты подключены к шпиндле и движутся по осям X, Y и Z, удаляя стружку для точного формирования конечного компонента. 3-осевые ЧНУ-фрезерные станки отлично подходят для производства большинства геометрий и простых деталей.

В противовес, в процессе ЧНУ-точения заготовка крепится к вращающемуся шпиндле, а токарный станок формирует компонент. По мере вращения шпинделя, держащего заготовку, центральное сверло или режущий инструмент прослеживает внешние и внутренние периметры компонента или создает отверстия вдоль центральной оси. По сравнению с ЧНУ-фрезерными станками, ЧНУ-токарные станки производят детали быстрее и предлагают более дешевую стоимость на единицу, что выгодно для крупносерийных производственных запусков.

Поскольку 3-осевой ЧПУ-станок может резать только по трем осям, он может испытывать трудности с неконвенциональными формами или дизайнами с глубокими, узкими полостями, к которым трудно получить доступ. При обработке деталей со сложными геометриями операторам может приходиться вручную репозиционировать заготовку, что может замедлить скорость обработки, повысить трудовые и станочные расходы и привести к менее чем идеальному готовому изделию.

5-осевая обработка

5-осевые станки полагаются на инструмент, движущийся в пяти разных направлениях — X, Y и Z, а также A и B, вокруг которых вращается инструмент. Использование 5-осевого ЧПУ-станка позволяет операторам подходить к детали со всех сторон в одной операции, устраняя необходимость вручную репозиционировать заготовку между операциями. 5-осевая ЧНУ-обработка экономит время и идеальна для создания сложных и точных деталей, таких как те, что находятся в медицинской, нефтегазовой и аэрокосмической отраслях. Существует несколько разных видов 5-осевых станков, о которых командам разработчиков следует знать, включая индексные 5-осевые ЧПУ-станки, непрерывные 5-осевые ЧПУ-станки и фрезерно-токарные ЧПУ-центры.

Как и при 3-осевом ЧНУ-фрезеровании, режущий инструмент движется только по трем осям и не поддерживает непрерывный контакт с заготовкой в индексной 5-осевой ЧНУ-обработке. Однако столешницу и головку инструмента можно автоматически поворачивать в двух направлениях между операциями. Индексная 5-осевая обработка отлично подходит для производства корпусов, приспособлений и фикстур. Она находится где-то между 3-осевым ЧНУ-фрезерованием и непрерывной 5-осевой ЧНУ-обработкой в плане скорости, точности и способности обрабатывать сложные геометрии.

В непрерывной 5-осевой ЧНУ-обработке режущий инструмент и заготовка могут вращаться и двигаться одновременно во время операции, экономя время и позволяя операторам производить извилистые геометрии с органическими поверхностями. Непрерывная 5-осевая ЧНУ-обработка предлагает улучшенную чистоту поверхности, скорость и размерную стабильность, но имеет наивысшую стоимость на деталь.

Фрезерно-токарные ЧПУ-центры практически идентичны ЧНУ-токарным станкам, с одним исключением — они оснащены ЧНУ-фрезерным оборудованием. Заготовка крепится к шпиндлю, который может либо вращаться, либо оставаться неподвижным, пока режущие инструменты удаляют материал. Комбинируя элементы ЧНУ-токарных станков с фрезерными инструментами, фрезерно-токарные ЧПУ-центры предлагают высокие уровни точности и геометрической универсальности, делая их отличными для создания деталей с вязкими вращательными симметриями, таких как распределительные валы или центробежные компрессоры.

Не только эти типы 5-осевых ЧНУ-фрезерных станков предлагают большую точность при обработке более глубоких деталей и закаленных материалов, но они также предлагают более высокие выходы и более быстрые скорости обработки. Однако 5-осевая обработка дороже из-за необходимого специализированного оборудования и потребности в экспертных рабочих.

3-осевая обработка против 5-осевой обработки

Главное различие между 3-осевыми и 5-осевыми фрезерными станками в том, что заготовку можно обрабатывать по трем осям с первым и по пяти осям со вторым. Оба являются высоко универсальными, автоматизированными и воспроизводимыми производственными процессами, которые позволят вам быстро и стоимоэффективно создавать точные компоненты. Однако вы можете выбрать один над другим по разным причинам.

Если вы ограничены бюджетом или только нужно резать плоскую поверхность, 3-осевые станки могут быть путем. В дополнение к большей доступности, чем у пятиосевых, 3-осевые станки проще программировать, поэтому вам не придется нести затраты на работу с дорогими экспертными программистами и операторами. Плюс, время подготовки короче с 3-осевой обработкой.

Если вам нужно произвести более глубокую деталь или одну со сложной геометрией, вы, вероятно, захотите использовать 5-осевую обработку. Использование 5-осевых станков позволяет обрабатывать заготовку со всех сторон — никакой ручной ротации не требуется. С 5-осевой обработкой у вас будут более высокие выходы, большая точность и увеличенная свобода движения, а также способность производить более крупные детали быстрее.

Работайте с Fast Radius

Все еще в сомнениях об использовании 5-осевого ЧПУ-станка против 3-осевого? Fast Radius может помочь. Наша команда экспертов может провести вас через ваши опции ЧНУ-обработки и помочь выбрать процесс, который лучше для вашего проекта. Как надежный партнер по ЧНУ-обработке, Fast Radius также предлагает высококачественные возможности ЧНУ-обработки с маршрутизаторными, токарными, сверлильными и фрезерными ЧПУ-оборудованием. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы начать.