5-осна ЦНЦ машина наспрам 3-осна ЦНЦ машина: кључне разлике у прецизности и ефикасности

Разлика у прецизности #1: Број подешавања

Један од највећих фактора који доприносе варијацији димензија је поновљено подешавање. Размислите о алуминијумском носачу за ваздухопловство димензија 180 мм × 120 мм × 80 мм који садржи џепове на горњој површини, бочне рупе, површине за монтажу под углом и прорезе позади. На машини са 3 осе, оператери могу извршити четири одвојена подешавања.

Ток посла захтева стезање горње површине, машинску обраду горњих делова, ротирање радног предмета, поновно-стезање бочне површине, поновно-успостављање радног координатног система и обраду бочних рупа. Свако подешавање уводи варијацију поравнања. Чак и ако поновљивост уређаја остане унутар ±0,02 мм, кумулативна грешка се може повећати током више операција.

Машина са 5 оса аутоматски ротира радни предмет. Оператер једном стеже компоненту и извршава све операције обраде унутар истог координатног система. Машина чува геометријске односе јер обрадак остаје фиксиран.

Разлика у прецизности #2: Отклон алата

Отклон алата настаје када силе резања савијају алат током уклањања материјала. Количина отклона се повећава са повећањем препуста алата. На пример, шупљина са дубином од 120 мм може захтевати дугачку глодалицу на машини са 3 осе. Дуги алати се савијају под оптерећењем, стварају вибрације и производе конусне зидове. Приликом обраде нерђајућег челика 316 или легуре титанијума Ти-6Ал-4В, силе резања постају знатно веће од оних које се сусрећу са алуминијумом.

Машина са 5 оса ротира радни предмет како би побољшала приступ алату. Уместо да продужи алат за 120 мм у шупљину, машина нагиње радни предмет и омогућава краћем секачу да достигне исту функцију. Краћи алат је отпоран на савијање и одржава конзистентност димензија. Ова структурна предност производи мерљива побољшања у равности зида и тачности контуре.

Разлика у прецизности #3: Конзистентност завршне обраде

Завршна обрада зависи од угла захвата алата и стабилности резања. Када обрађујете закривљене површине на машини са 3 осе, резач може доћи у контакт са материјалом у стално променљивим позицијама дуж радијуса алата. Ово може да произведе неравне трагове капице, таласастост површине и додатне захтеве за полирање.

Машина са 5 оса непрекидно прилагођава оријентацију алата како би одржала контролисан контактни угао док уклања материјал. За шупљину калупа са површином слободног облика, 3-осна обрада често захтева завршну обраду кугличног врха са малим кораком-преко вредности, док 5-осна обрада омогућава алату да се нагиње и одржава оптимално захватање. Ово смањује површинске неправилности и смањује завршне операције.

Разлика у прецизности #4: Геометријска тачност на сложеним карактеристикама

Многе индустријске компоненте садрже карактеристике које се укрштају, као што су лопатице турбине, импелери, медицински имплантати и уметци калупа. Ове компоненте садрже више површина које морају одржавати прецизне позиционе односе. На машини са 3 осе, свака функција може захтевати одвојена подешавања, што отежава одржавање геометријских односа како се број подешавања повећава.

Машина са 5 оса одржава једну координатну референцу током обраде, контролишући све локације карактеристика унутар једног система синхронизованог кретања. Ово смањује акумулиране варијације позиционирања. За компоненте које садрже сложене углове и закривљене геометрије, побољшање може бити значајно.

Разлика у ефикасности #1: Време подешавања

Ефикасност производње није одређена само брзином вретена; време подешавања често троши велики део укупног времена производње. Размислите о малој-серијској производњи од двадесет уметака за калупе где сваки уметак захтева четири учвршћења, три поравнања и више циклуса сондирања. Машина са 3 осе може потрошити више времена на припрему радног предмета него на сечење метала. Машина са 5 оса смањује операције подешавања. Пошто машина аутоматски ротира радни предмет, оператери троше мање времена на инсталирање прибора, поравнавање радних комада и успостављање координатних система. Ово смањење постаје све важније за производњу прототипа и производњу великих{8}}мешавина ниског обима{9}}.

Разлика у ефикасности #2: Захтеви за учвршћење

Инсталације повећавају трошкове и сложеност. Машина са 3 осе често захтева прилагођене елементе као што су учвршћења за надгробне споменике, угаоне плоче и прилагођени системи стезања да би се откриле различите површине радног комада. Сваки уређај мора да подржава радни предмет, да се одупре силама резања и да одржава поравнање. Машина са 5 оса смањује сложеност уређаја. У многим апликацијама, један уређај подржава све операције обраде. Ово смањује трошкове производње прибора, потребе за складиштењем и оптерећење одржавања. Инжењери набавке треба да размотре улагање у опрему као део укупних трошкова поседовања машине.

Разлика у ефикасности #3: Време циклуса

Време циклуса се састоји од времена подешавања, промене алата, времена резања и времена провере. Машина са 3 осе може брзо да заврши уклањање материјала, али и даље захтева додатне операције. На пример, део који садржи шест рупа под углом може захтевати одвојене промене учвршћења, ручно премјештање и додатне операције бушења. Машина са 5 оса буши ове карактеристике без прекидања циклуса обраде. Како се комплексност дела повећава, разлика у времену циклуса постаје уочљивија, посебно у производњи ваздухопловних и медицинских компоненти.

Разлика у ефикасности #4: Коришћење алата

Коришћење алата утиче и на продуктивност и на трошкове алата. Када се обрађују дубоке шупљине на машини са 3 осе, често су неопходни дугачки резачи, који захтевају смањене брзине помака, мању дубину реза и додатне завршне пролазе. Машина са 5 оса побољшава приступ алату. Краћи алати могу агресивније уклонити материјал, одржати стабилност сечења и смањити вибрације. Машина ефикасније користи доступну снагу вретена јер се мање енергије губи кроз савијање алата.

Алуминијумске компоненте (6061, 7075)

Оба типа машина могу постићи прихватљиве толеранције димензија. Разлике у продуктивности постају видљиве када се обрађује више површина. Комплексни носачи за ваздухопловство обично имају користи од 5-осне обраде, док једноставне плоче и кућишта често остају економични на опреми са 3 осе.

Компоненте од нерђајућег челика (304, 316)

Материјали стварају веће силе резања, чинећи отклон алата критичним фактором. Способност машине са 5 оса да смањи превис алата значајно побољшава стабилност димензија.

Титанијумске компоненте (Ти-6Ал-4В)

Легуре титанијума концентришу топлоту близу ивице резања, тако да су стабилни услови резања критични. Краћи алат омогућен позиционирањем у 5 оса помаже у контроли вибрација и оптерећења сечења, смањујући хабање алата и побољшавајући конзистентност током дугих циклуса обраде.

Изаберите машину са 3 осовине када делови садрже:

• Равне површине
• Вертикални зидови
• Стандардне рупе
• Ограничена бочна обрада

Примери:Основне плоче, монтажни носачи и стандардна кућишта.

Изаберите машину са 5 оса када делови садрже:

• Сложени углови
• Слободне површине
• Дубоке шупљине
• Ундерцутс
• Захтеви за машинску{0}} машинску обраду

Примери:Ваздухопловна радна кола, лопатице турбина, медицински имплантати, језгра калупа за убризгавање и компоненте роботских зглобова.