obróbka części stalowych: frezarki CNC 5-osioe vs 3-osioe

Podczas pozyskiwania lub projektowania Obróbce CNC części stalowych , inżynierowie często zadają pytanie: Czy należy użyć frezarki CNC o 3 osiach, czy o 5 osiach?

Obie technologie są powszechnie stosowane w obróbce stali, ale różnią się znacznie pod względem dokładności, czasu przygotowania, struktury kosztów oraz swobody projektowania.

Na podstawie benchmarkingu produkcji, badań czasowych oraz projektów eliminacji uchwytników w komórkach obróbkowych stosowanych w przemyśle motocyklowym, energetycznym i lotniczo-kosmicznym niniejszy artykuł porównuje obróbkę CNC części stalowych na frezarkach 5-osio­wych i 3-osio­wych — oraz wskazuje, która z tych opcji jest lepsza dla Twojego zastosowania.

Czym jest obróbka CNC na 3 osiach?

Frezarka CNC o 3 osiach przesuwa narzędzie w kierunkach X, Y i Z.

Typowe cechy:

• Płaskie lub graniaste elementy

• Wymagane są wiele ustawień dla złożonych części

• Niższa stawka godzinowa

• Szeroko dostępny

• Doskonały do wsporników, płytek, bloków i obudów

Czym jest obróbka CNC 5-osiowa?

Maszyna 5-osiowa dodaje dwie osie obrotowe, umożliwiając przechylenie narzędzia lub części.

Typowe cechy:

• Dostęp do wielu powierzchni w jednym ustawieniu

• Złożone geometrie i otwory pod kątem

• Zmniejszona liczba przyrządów montażowych

• Lepsza orientacja narzędzia

• Wyższy koszt maszyny

• Szybszy obróbka złożonych części

Rzeczywisty przypadek porównania produkcji

Program bloku hydraulicznego w porównaniu z frezowaniem tego samego elementu stalowego:

Wynik:
Mimo wyższej stawki godzinowej, obróbka na maszynie 5-osowej zapewniła o 19% niższy koszt na sztukę dzięki eliminacji ustawień i zmniejszeniu odpadów.

Dokładność i zdolność do utrzymania tolerancji

cNC 3-osiowy

• Wysoka dokładność w jednej orientacji

• Błędy kumulują się przy wielokrotnych ustawieniach

• Punkty odniesienia muszą zostać ponownie zdefiniowane

• Typowa kumulacja tolerancji przy wielokrotnych ustawieniach: ±0,02–0,05 mm

cNC 5-osiowy

• Obróbka w jednym ustawieniu zmniejsza przesunięcie punktów odniesienia

• Krótsze narzędzia → mniejsze ugięcie

• Dokładność kątowa wbudowana

• Lepsza kontrola wymiarów i tolerancji geometrycznych (GD&T)

Zwycięzca w przypadku ścisłych tolerancji położenia: 5 osi ✅

Wydajność i czas cyklu

Zwycięzca przy obróbce części złożonych: 5 osi ✅

Trwałość narzędzia i jakość powierzchni

obróbka 5-osowa umożliwia optymalną orientację narzędzia:

• Stałe kąty styku

• Zmniejszone drgania

• Krótszy wystający odcinek narzędzia

• Lepsze usuwanie wiórków

Badania produkcyjne wykazały zwiększenie trwałości narzędzia 22–35%przy obróbce głębokich kieszeni ze stali po przejściu na ścieżki obróbki końcowej w układzie 5-osowym.

Rozważania kosztowe: który wariant jest bardziej opłacalny?

maszyny 5-osowe są droższe w przeliczeniu na godzinę, ale całkowity koszt zależy od:

• Liczby ustawień

• Złożoność urządzenia

• Odpadów i prac korekcyjnych

• Czas inspekcji

• Objętość

Wolność projektowania

pięcioosiowy obróbka umożliwia:

• Podcięcia

• Kąty złożone

• Powierzchnie rzeźbiarskie

• Kształty przypominające turbiny

• Głębokie wnęki bez użycia długich narzędzi

obróbka trzyosiowa jest ograniczona, chyba że zastosuje się ponowne mocowanie.

Zrównoważony rozwój i efektywność materiałowa

Mniejsza liczba ustawień oznacza:

• Mniejsze ilości odpadów

• Mniejsze zużycie materiału na uchwyty

• Zmniejszona liczba cykli kontroli

• Krótsze czasy realizacji

Często zadawane pytania: frezarki CNC 5-osiowe vs 3-osiowe do obróbki stali

Czy frezarka 5-osiowa zapewnia zawsze wyższą dokładność?

Nie w sposób naturalny — jednak mniejsza liczba ustawień i krótsze narzędzia zwykle poprawiają ogólną dokładność.