Ammattimaisena tarkkuusmekaanisten komponenttien toimittajana insinööritiimimme saa usein asiakkailta kyselyitä, kuten: "Tarvitseeko tämä osa ehdottomasti 5-akselin työstöä vai voidaanko se tehdä halvemmalla 4-akselisella koneella?" tai "Jos valitsemme 3-akselisen koneistuksen säästääksemme rahaa, mutta se vaatii kuusi uudelleenasemointi- ja kiinnitysoperaatiota, vaikuttaako tämä merkittävästi valmiiseen tuotteeseen?" Tarkkuusvalmistuksen alalla oikeantyyppisten työstökoneiden valinta ei ole vain tekninen kysymys, vaan myös kustannustehokkuuskysymys.
Hansheng perustuu laajaan valmistuskokemukseensa tarkkuusvalmistuksessa, ja se tarjoaa sinulle-syvän vertailun 3-akselista, 4-akselista ja 5-akselista CNC-työstöä kustannusten, tarkkuuden, geometrian ja eräkoon suhteen, mikä auttaa sinua tekemään sopivimman valinnan.
Lisälukemista varten tämä artikkeli keskittyy pääasiassa vertailuihin. Jos haluat lisätietoja tietyn tekniikan yksityiskohdista, tutustu artikkeleihimme:
Mitä on 4-akselinen CNC-työstö?
Mitä on 5-akselinen CNC-työstö?
Ydinvertailu
Jotta kolmen vaihtoehdon vertailu olisi selkeämpi, olemme koonneet kattavan vertailutaulukon nopeaa käyttöä varten.
| Ulottuvuus | 3-akselinen CNC-koneistus | 4-akselinen CNC-työstö | 5-akselinen CNC-työstö |
|---|---|---|---|
| Liikeperiaate | Lineaarinen liike X-, Y-, Z-akseleilla. Leikkaustyökalu on aina kohtisuorassa työkappaleeseen nähden. | Lineaarinen liike X-, Y-, Z-akselilla + A--akseli (työkappale pyörii X--akselin ympäri). | Lineaarinen liike X-, Y-, Z-akseleilla + A/B/C-akseleilla (työkappale voi pyöriä/kallistaa kaikissa suunnissa). |
| Ydinominaisuus | Voi työstää vain yläpinnan tai yhden perustason. | Voidaan työstää neljä sivua yhdessä asennuksessa; sopii sylinterimäisiin osiin ja kierteisiin osiin. | Voidaan työstää viisi pintaa yhdellä asennuksella; pystyy työstämään erittäin monimutkaisia jatkuvia pintoja ja alileikkauksia. |
| Koneistuskustannukset | Alin (esim. alhaisemmat tuntihinnat). | Kohtuullinen (kustannus-tehokas, vähentää manuaalisen asennuksen kustannuksia). | Korkein (kalliit laitteet, monimutkainen ohjelmointi). |
| Ohjelmoinnin monimutkaisuus | Yksinkertainen, tavallisen operaattorin voi määrittää. | Kohtalainen, vaatii kiertoakselin häiriön huomioon ottamista. | Erittäin korkea, vaatii kehittyneen CAM-ohjelmiston ja kokeneita insinöörejä. |
| Sopivat osat | Tasaiset levyt, yksinkertaiset kotelot, osat, joissa on yksipuolinen{0}}poraus. | Akselit, vaihteet, kotelot sivurei'illä, sylinterimäinen kaiverrus. | Turbiinien siivet, ilmailualan rakenneosat, ortopediset implantit. |
| Päärajoitukset | Useita asetuksia tarvitaan usean{0}}pinnan koneistukseen, mikä johtaa kertyneisiin virheisiin ja alhaiseen tehokkuuteen. | Ei voida työstää kulmikkaita reikiä, jotka eivät ole kohtisuorassa kiertoakseliin nähden; kuolleita alueita on edelleen olemassa. | Korkeat kustannukset; erittäin korkeat vaatimukset kalustesuunnittelulle. |
Kuinka valita projektisi perusteella?
Hansheng Automation auttaa sinua arvioimaan projektiisi tarvittavien akselien määrän kahdesta näkökulmasta.
Projektiosien geometriset ominaisuudet ja monimutkaisuus
1.Jos osat ovat pääasiassa tasomaisia ja niissä on ominaisuudet (reiät, raot, ontelot) keskittyneet yhteen tai kahteen vastakkaiseen suuntaan tai jos kappale vaatii koneistuksen enintään kahdella pinnalla ja toleranssivaatimukset sallivat manuaalisen kääntämisen (esim. +/- 0.05mm tai enemmän), 3-akselinen koneistus on edullisin vaihtoehto.
2. Jos projektiosat ovat sylinterimäisiä tai ominaisuudet on jaettu keskiakselin ympärille (kuten hammaspyörät tai holkit, joissa on sivureiät), tai jos neliömäiset osat vaativat laajaa työstöä sivuilla, 4-akselinen koneistus voi suorittaa työn neljällä pinnalla yhdellä asennuksella, jolloin vältetään peruspisteen menetysongelmat, jotka liittyvät toistuviin asetuksiin 3-akselisella koneella.
3. Jos suunnittelussasi on monimutkaisia orgaanisia pintoja (kuten siipipyörät), tilallisesti monimutkaisia kulmikkaita reikiä (ei--pystysuorat, ei--vaakasuorat) tai syviä onteloita ja kapeita rakoja, jotka edellyttävät työkalun kallistusta jäykkyyden säilyttämiseksi, tai jos sinun on säilytettävä erittäin korkeat paikannustarkkuustoleranssit (esim. +/{5-5-akselin pinnan osissa) koneistus voi vastata tarpeisiisi.
Projektin taloustiede ja tuotantoasteikko
1. Prototyypeille ja erittäin pienille erille (noin 1-10 kappaletta) 3-akselinen koneistus on yleensä suositeltava valinta sen alhaisimpien alkukustannusten vuoksi. Ellei geometria pakota käyttämään moniakselista koneistusta, yritä yksinkertaistaa suunnittelua 3-akseliseen koneistukseen sopivaksi.
2. Keskimääräisessä-volyymituotannossa (10-500 kappaletta) 4-akselinen koneistus tarjoaa parhaan kustannustehokkuuden. Vaikka 4-akselisen koneen tuntihinta on hieman korkeampi kuin 3-akselisen koneen, se säästää huomattavasti manuaalista säätöaikaa. Esimerkiksi osa, joka vaatii kolme käännöstä 3-akselisessa koneessa, voidaan suorittaa yhdellä asennuksella 4-akselisella koneella, mikä vähentää merkittävästi kokonaiskustannuksia.
3. Suuren-volyymin tuotannossa, jossa on korkeat tarkkuusvaatimukset ja tarve taata äärimmäisen korkea paikannustarkkuus, tai jos osat ovat erittäin monimutkaisia, suosittelemme, että vaikka 5-akselin koneistuksen yksikkökustannukset ovat korkeammat, se eliminoi odotusajat ja romuriskit usean-prosessin työnkuluissa ja voi olla kustannustehokkaampaa koko projektin syklin kannalta.
Yleisiä väärinkäsityksiä moniakselisesta{0}}koneistuksesta
Väärinkäsitys 1: "Mitä enemmän akseleita koneessa on, sitä parempi on koneistuslaatu."
Tämä käsitys ei ole täysin oikea. Työstön laatu riippuu useista tekijöistä, kuten työstökoneen jäykkyydestä, leikkaustyökalujen valinnasta ja insinöörien taitotasosta. Meidän ei pitäisi sokeasti tavoittaa korkeaa teknologiaa valitsemalla viisi{2}}akselista konetta. meidän tulee ottaa huomioon hankkeen todelliset tarpeet.
Väärinkäsitys 2: "Viisi-akseliset työstökoneet voivat tehdä mitä tahansa."
Totuus on, että viiden{0}}akselin koneilla on myös rajoituksia. Niillä on erittäin suuri kiinnityshäiriöiden riski, ja työkalun pituus on rajoitettu. Lisäksi ohjelmointi- ja virheenkorjausaika viiden-akselin koneistuksessa on paljon pidempi kuin kolmen-akselin koneistuksessa. Yksinkertaisille osille viiden{6}}akselisen koneen käyttäminen on kuin "superauton käyttäminen noutoruokaan"-se on mahdollista, mutta se on valtavaa resurssien tuhlausta.
Lopuksi
Me Hansheng Automationissa noudatamme "käytännöllisen valmistuksen" filosofiaa. Emme yritä myydä sinulle kalliita prosesseja vain siksi, että meillä on korkealaatuisia laitteita-. Sen sijaan olemme sitoutuneet löytämään optimaalisen tasapainon laadun ja kustannusten välillä DFM-analyysin (Design for Manufacturability) avulla.
FAQ
K: Jos kappaleeni voidaan työstää 3-akselisella koneella, voinko silti pyytää 5-akselista koneistusta?
V: Teknisesti se on mahdollista, mutta yleensä se on turhaa tuhlausta. Ellei sinulla ole äärimmäisen korkeita vaatimuksia kappaleen pinnan viimeistelylle (esim. vaaditaan 5--akselin samanaikainen koneistus kuulajyrsimen leikkausjälkien vähentämiseksi-), suosittelemme noudattamaan "yksinkertaisimman prosessin periaatetta" ja käyttämään 3-akselista koneistusta parhaan kustannustehokkuuden saavuttamiseksi.
K: Miten voin alentaa moniakselisen koneistuksen kustannuksia suunnittelun näkökulmasta?
V: Maksimoi sisäfileiden säde (vältä halkaisijaltaan erittäin pienikokoisten työkalujen käyttöä).
Vähennä ominaisuuksien määrää erittäin tiukoilla toleransseilla (määritä tiukat toleranssit vain yhteenliittyville pinnoille).
Suunnittele ominaisuudet vakiomitoilla aina kun mahdollista, jotta voit käyttää vakiotyökaluja mukautettujen työkalujen sijaan.
K: Mitä tiedostomuotoja hyväksyt arvioitavaksi?
V: Jotta voimme määrittää tarkasti, sopiiko osa 3-, 4- tai 5-akseliseen koneistukseen, tarvitsemme 3D-CAD-mallin (.STEP- tai .IGES-muoto). Liitä mukaan myös 2D-PDF-piirustus, jossa voit määrittää mahdolliset reiät toleranssien, kierretietojen ja pinnan karheusvaatimusten kanssa.
K: Onko 5-akselisella koneistuksella pidempi läpimenoaika?
V: Tämä riippuu osan monimutkaisuudesta. Alkuohjelmointi (CAM) ja törmäyssimulaatioaika 5-akseliselle koneistukselle ovat todellakin pidempiä kuin 3-akselisille koneistuksille. Kuitenkin kun koneistus alkaa, todellinen tuotantonopeus on usein nopeampi, koska se lyhentää siirto- ja odotusaikaa prosessien välillä. Kiireellisissä ja monimutkaisissa prototyypeissä 5-akselinen on yleensä nopeampi vaihtoehto.
Viitteet
Machinery's Handbook (31. painos) – Industrial Press, 2020
ISO 10791 -sarja: Koneistuskeskusten testausolosuhteet – International Organization for Standardization