5-осевое и 3-осевое ЧПУ для обработки стальных деталей

При поиске поставщиков или проектировании Обработке стали на станках с ЧПУ , инженеры часто задают вопрос: Следует ли использовать станок с ЧПУ с 3 осями или с 5 осями?

Обе технологии широко применяются при обработке стали, однако они существенно различаются по точности, времени наладки, структуре затрат и свободе проектирования.

На основе сравнительного анализа производственных показателей, хронометражных исследований и проектов по исключению специальных приспособлений в обрабатывающих ячейках автомобильной, энергетической и аэрокосмической отраслей в данной статье проводится сравнение обработки стали на станках с ЧПУ с 5 осями и с 3 осями — и определяется, какой из вариантов лучше подходит для вашей задачи.

Что такое обработка на станке с ЧПУ с 3 осями?

Станок с ЧПУ с 3 осями перемещает инструмент вдоль осей X, Y и Z.

Типичные характеристики:

• Плоские или призматические элементы

• Требуется несколько настроек для сложных деталей

• Более низкая почасовая ставка

• Широко доступно

• Отлично подходит для кронштейнов, плит, блоков и корпусов

Что такое 5-осевая ЧПУ обработка?

5-осевой станок добавляет две поворотные оси, позволяя инструменту или детали наклоняться.

Типичные характеристики:

• Доступ к нескольким поверхностям за одну установку

• Сложные геометрические формы и наклонные отверстия

• Снижение потребности в приспособлениях

• Улучшенная ориентация инструмента

• Более высокая стоимость станка

• Быстрее для сложных деталей

Реальный пример сравнения производственных процессов

Программа для гидравлического коллектора: сравнение обработки одного и того же стального компонента:

Результат:
Несмотря на более высокую почасовую ставку, станок с ЧПУ с пятью координатами обеспечил снижение себестоимости детали на 19 % благодаря устранению операций установки и сокращению брака.

Точность и допустимые отклонения

3-осевая CNC

• Высокая точность при обработке в одной ориентации

• Погрешности накапливаются при множественных установках

• Базы должны быть восстановлены заново

• Типичное суммирование допусков при многоустановочной обработке: ±0,02–0,05 мм

5-осевая CNC

• Обработка за одну установку снижает смещение базы

• Более короткие инструменты → меньший прогиб

• Угловая точность обеспечивается конструктивно

• Улучшенный контроль по системе геометрических допусков и посадок (GD&T)

Лучший вариант для жёстких требований к позиционным допускам: 5-осевая ✅

Производительность и цикловое время

Лидер при обработке сложных деталей: 5-осевая ✅

Срок службы инструмента и качество поверхности

5-осевая обработка обеспечивает оптимальную ориентацию инструмента:

• Постоянные углы врезания

• Снижение вибраций

• Меньшее вылетание инструмента

• Улучшенное удаление стружки

Испытания в производственных условиях показали увеличение срока службы инструмента 22–35%при обработке стальных деталей с глубокими карманами при переходе на финишную обработку по траекториям 5-осевого станка.

Рассмотрение затрат: какой вариант экономически выгоднее?

стоимость эксплуатации 5-осевых станков выше в час, однако общая стоимость зависит от:

• Количества установок

• Сложность смесителя

• Брака и переделки

• Время осмотра

• Громкость

Свобода проектирования

пятиосевая обработка позволяет:

• Прорези

• Обработку составных углов

• Обработку скульптурных поверхностей

• Изготовление деталей, напоминающих турбинные формы

• Обработку глубоких полостей без использования длинных инструментов

трёхосевая обработка ограничена, если не применяется повторная установка заготовки.

Устойчивость и эффективность использования материалов

Меньшее количество установок означает:

• Меньше отходов

• Материал нижнего приспособления

• Сокращение циклов контроля

• Короткие сроки исполнения

Часто задаваемые вопросы: 5-осевое и 3-осевое ЧПУ для стали

Всегда ли 5-осевая обработка обеспечивает более высокую точность?

Нет — не по своей природе, однако меньшее количество установок и более короткие инструменты, как правило, повышают общую точность.