2.5, 3, 4 ir 5 ašių CNC apdirbimo skirtumai: išsamus techninis vadovas
Jei svarstote, kokios CNC apdirbimo konfigūracijos jums reikia, ar vertinate skirtingų galimybių tiekėjus, šis vadovas pateikia tiesioginį atsakymą: ką išsprendžia kiekvienas ašių skaičius, kada verta pereiti į aukštesnį lygį ir kokioms detalėms ar sektoriams naudingas kiekvienas lygis.
Skirtumas yra ne tik ašių skaičius, bet ir tai, kaip įrankis išsidėsto ruošinio atžvilgiu ir kiek geometrijos galite apdirbti nekeisdami įtvirtinimo. Kylant lygiu aukščiau, staklės gali pasiekti daugiau pusių, sudėtingesnius paviršius ir zonas, dėl kurių anksčiau tekdavo perstatyti ruošinį.
TRUMPAI – ko jums reikia?
2,5 ašies: apdirbimas lygiais, plokščios detalės ir kišenės. | 3 ašys: ištisiniai 3D paviršiai. | 3+2: pirmiausia orientuojate, paskui apdirbate – kelios pusės neperstatant. | 4 ašys: pridedate sukimą cilindrinėms detalėms ar apdirbimui perimetru. | 5 ašys: laisva įrankio orientacija sudėtingoms geometrijoms ir minimalus įtvirtinimų skaičius.
Palyginamoji lentelė: nuo 2,5 iki 5 ašių vienu žvilgsniu
Toliau pateiktoje lentelėje apibendrinti pagrindiniai skirtingų CNC apdirbimo konfigūracijų skirtumai, kad galėtumėte pasirinkti pagal savo detalę, sektorių ir gamybos reikalavimus.
|
Konfigūracija |
Detalės tipas |
Eksploatacinės sąnaudos |
Sukimas |
CAM paprastumas |
Tipiniai sektoriai |
|
2,5 ašies |
Plokščios detalės, kišenės, skylės |
Mažos |
Nėra |
Didelis |
Automobilių pramonė, bazinis metalo apdirbimas |
|
3 ašys |
3D paviršiai, paprastos formos |
Vidutinės |
Nėra |
Didelis |
Formos, prototipai, įranga |
|
3+2 |
Kelios pusės, prizminės |
Vidutinės |
Indeksuotas |
Didelis |
Aviacija, automobilių pramonė |
|
4 ašys |
Cilindrinės, graviravimas, apdirbimas perimetru |
Vidutinės–didelės |
Ištisinis 1 ašies |
Vidutinis–aukštas |
Velenai, ritinėliai, sukamosios detalės |
|
5 ašys |
Sparnuotės, mentės, sudėtingos formos |
Didelės |
2 laisvos ašys |
Vidutinis |
Aviacija ir kosmonautika, medicina, aukščiausios klasės formos |
2,5 ašies apdirbimas: kas tai ir kada jį taikyti
Atliekant 2,5 ašies apdirbimą, įrankis juda X ir Y kryptimis, o Z keičia aukštį tarp lygių. Vienalaikio judėjimo visomis trimis ašimis nėra. Tai labai efektyvus būdas kišenėms, skylėms, pakopoms, grioveliams ir rupiajam apdirbimui sluoksniais.
Jis puikiai tinka prizminėms detalėms ir geometrijoms „aukštais“. Apdirbimas stabilus, greitai programuojamas ir labai pelningas, kai detalė neturi sudėtingų kreivių ir jai nereikia prieigos iš kelių kampų.
Sektoriai, kuriuose vyrauja: bendrasis metalo apdirbimas, paprasta įranga, lakštinio metalo detalių ir konstrukcinių profilių subrangos gamyba.
3 ašių apdirbimas: ištisiniai paviršiai ir lenktos formos
Atliekant 3 ašių apdirbimą, įrankis vienu metu juda X, Y ir Z kryptimis. Tai leidžia apdirbti 3D paviršius, ištisinius kontūrus ir daug laisvesnes trajektorijas nei 2,5 ašies apdirbimo atveju.
Čia jau galite apdirbti lenktas formas, gauti glotnesnį paviršių ir geometrijas, kurioms reikia sekti detalės profilį. Vis dėlto tai vis dar vienos orientacijos konfigūracija: viskas, kas lieka paslėpta ar užkarpoje (undercut), vis tiek pareikalaus perstatyti detalę arba keisti strategiją.
Sektoriai, kuriuose vyrauja: liejimo slėgiu formos, prototipai, įranga ir vidutinio sudėtingumo geometrijos automobilių detalės. Vurcon siūlo 3 ašių apdirbimo centrus, pavyzdžiui,
3+2 apdirbimas: kampinis pozicionavimas pjaunant 3 ašimis
Taikant 3+2 metodą, sukamosios ašys naudojamos ruošiniui ar galvutei nustatyti fiksuotu kampu, o paskui apdirbama kaip įprastu 3 ašių frezavimu. Vienalaikio pjovimo penkiomis ašimis nėra: pirmiausia orientuojate, paskui pjaunate.
Tai leidžia pasiekti kelias puses be naujų įtvirtinimų, pagerinti įrankio prieigą ir sutrumpinti iškyšas. Labai naudinga prizminėms detalėms su daugybe operacijų skirtingose pusėse.
Sektoriai, kuriuose vyrauja: aviacija, automobilių pramonė ir konstrukcinės detalės, apdirbamos iš kelių pusių.
4 ašių apdirbimas: nepertraukiamas sukimas cilindrinėms detalėms ir apdirbimui perimetru
Ketvirtoji ašis prideda sukamąją ašį, paprastai A arba B, kuri leidžia pjovimo metu nepertraukiamai arba indeksuotai sukti ruošinį ar galvutę. Tai iš esmės keičia galimybes iš dalies ar visiškai sukimosi formos detalėms.
Ką ketvirtoji ašis suteikia CNC apdirbimui
-
Leidžia apdirbti kontūrus aplink detalę neatlaisvinant įtvirtinimo.
-
Pagerina pakartojamumą tarp pusių ilgose serijose.
-
Palengvina apskritimu išdėstytų skylių gręžimą ir graviravimą perimetru.
-
Sumažina įtvirtinimų ir rankinių bazavimų skaičių.
-
Padidina našumą gaminant pasikartojančias iš dalies sukimosi formos detales.
Ko ketvirtoji ašis neišsprendžia
4-oji ašis suteikia sukimą, bet ne laisvą įrankio pakreipimą erdvėje. Ji nepakeičia 5 ašių apdirbimo, kai reikia apdirbti užkarpas ar geometrijas su sudėtingais orientacijos pokyčiais.
Sektoriai, kuriuose vyrauja: velenų, ritinėlių, transmisijos detalių apdirbimas ir graviravimas lenktuose paviršiuose.
5 ašių apdirbimas: laisva įrankio orientacija sudėtingoms geometrijoms
5 ašių apdirbimas prideda dvi sukamąsias ašis – arba sujungia sukamąją ašį su pasukama galvute – todėl pjaudami galite orientuoti įrankį įvairiais kampais. Čia jau ne tik pozicionuojate ruošinį: apdirbate sudėtingus paviršius su geresne prieiga, geresniu drožlių šalinimu ir daugeliu atvejų geresne paviršiaus kokybe.
Ką 5 ašių apdirbimas suteikia pramoninei gamybai
-
Prieiga prie zonų, kurios 3 ašimis neprieinamos arba labai sunkiai pasiekiamos: užkarpos, vidiniai spinduliai, organinės geometrijos.
-
Gerokai mažiau perstatymų ir tarp įtvirtinimų susikaupiančios paklaidos.
-
Geresnė įrankio orientacija paviršiaus atžvilgiu: glotnesnis paviršius ir ilgesnis įrankio tarnavimo laikas.
-
Galimybė sudėtingose zonose naudoti trumpesnę ir standesnę frezą.
-
Gerokai trumpesnis bendras sudėtingų detalių apdirbimo laikas.
Ko reikalauja 5 ašių apdirbimas
-
Pažangesnio CAM programavimo ir privalomos susidūrimų kontrolės.
-
Didesnių postprocesoriaus reikalavimų pagal kiekvienų staklių kinematiką.
-
Kruopštesnio detalės planavimo jau nuo projektavimo etapo.
Sektoriai, kuriuose tai esminis dalykas: aviacija ir kosmonautika (mentės, sparnuotės), medicina (implantai, protezai), labai sudėtingos formos ir didelio našumo automobilių pramonė. Modelis Vurcon VL-85 yra vertikaliojo centro, kurį galima papildyti sukamuoju stalu 4-osios ir 5-osios ašies operacijoms, pavyzdys.
Praktinis skirtumas tarp 4 ir 5 ašių: dažniausias klausimas
Esminis skirtumas vienu sakiniu:
4-oji ašis padeda apversti detalę. 5-oji ašis padeda nukreipti įrankį būtent ten, kur reikia.
4-oji ašis prideda sukimą, kad būtų lengviau pasiekti skirtingas puses ar apdirbti aplink detalę. 5-oji ašis prideda tikrą įrankio orientaciją – ne tik detalės sukimą, – todėl galima apdirbti geometrijas, kurios kitaip būtų nepasiekiamos arba pareikalautų daug įtvirtinimų su susikaupiančia paklaida.
Kada naudoti kurią konfigūraciją? Trumpas pasirinkimo vadovas
Rinkitės 4 ašis, jei:
Jūsų detalė cilindrinė arba turi aplink ašį išdėstytų apdirbamų elementų.
Jums reikia apskritimu išdėstytų skylių ar graviravimo lenktuose paviršiuose.
Norite sumažinti įtvirtinimų skaičių, nepereidami prie sudėtingos kinematikos.
Gaminate iš dalies sukimosi formos detalių serijas su dideliu pakartojamumu.
Rinkitės 5 ašis, jei:
Jūsų detalės geometrijoje yra nuolatinių orientacijos pokyčių arba užkarpų.
Dirbate su labai sudėtingomis formomis, mentėmis, sparnuotėmis ar organiniais komponentais.
Įtvirtinimų ir paklaidos tarp bazių mažinimas yra labai svarbus galutiniam tolerancijos užtikrinimui.
Paviršiaus kokybė sudėtingose zonose yra kliento reikalavimas.
Kaip keičiasi procesas dirbtuvėse pridėjus 4-ąją ar 5-ąją ašį
Sukamųjų ašių įdiegimas yra ne tik staklių patobulinimas: jis pakeičia visą darbo eigą.
-
Mažiau įtvirtinimų ir rankinių bazavimų → trumpesnis paruošimo laikas.
-
Geresnė prieiga prie geometrijos → efektyvesnės apdirbimo strategijos.
-
Mažesnė paklaidos dėl perstatymo rizika → griežtesni leistini nuokrypiai.
-
Didesnis simuliacijos, susidūrimų kontrolės ir patvirtinto postprocesoriaus poreikis.
-
Reikia operatorių, geriau išmanančių daugiaašį CAM programavimą.
Dažniausiai užduodami klausimai apie ašis CNC apdirbime
Kuo skiriasi 3+2 ir vienalaikis 5 ašių apdirbimas?
Taikant 3+2 apdirbimą, sukamosios ašys naudojamos ruošiniui nustatyti fiksuotu kampu, o paskui pjaunama įprastu 3 ašių režimu. Vienalaikio 5 ašių apdirbimo metu dvi sukamosios ir trys tiesinės ašys pjaunant juda vienu metu, todėl sudėtingas lenktas geometrijas galima sekti per vieną praėjimą.
Kada verta investuoti į 5 ašių apdirbimo centrą?
Investicija į 5 ašis pasiteisina, kai detalėms reikia daug įtvirtinimų, kuriuose kaupiasi paklaida, kai yra užkarpų ar sunkiai pasiekiamų zonų arba kai paviršiaus kokybė sudėtingose geometrijose yra kliento reikalavimas. Tokiuose sektoriuose kaip aviacija ir kosmonautika ar medicina 5 ašys yra ne pasirinkimas, o standartas.
Ar 4 ašių apdirbimas gali pakeisti 5 ašių?
Ne sudėtingų geometrijų atveju. 4-oji ašis labai efektyvi cilindrinėms detalėms, graviravimui perimetru ir apdirbimui aplink sukimosi ašį. Tačiau ji nesuteikia laisvo įrankio pakreipimo, kurio reikia mentei, sparnuotei ar formai su dvigubo kreivumo paviršiais.
Kurie pramonės sektoriai dažniausiai taiko 5 ašių apdirbimą?
Labiausiai 5 ašys paplitusios aviacijos ir kosmonautikos, gynybos, medicinos ir chirurgijos sektoriuose, labai sudėtingų liejimo slėgiu formų gamyboje ir didelio našumo automobilių pramonėje. Visuose juose dėl įtvirtinimų mažinimo ir griežtų geometrinių leistinų nuokrypių 5 ašys tampa standartine konfigūracija.