5-osové vs 3-osové CNC pre obrábanie oceľových súčiastok

Pri získavaní alebo návrhu Obrábaní ocele pomocou CNC , inžinieri často kladia otázku: Mali by sme použiť CNC stroj s 3 osami alebo s 5 osami?

Obe technológie sa široko využívajú pri obrábaní ocele, avšak výrazne sa líšia v presnosti, čase nastavenia, nákladovej štruktúre a voľnosti návrhu.

Na základe porovnávania výrobných ukazovateľov, časových štúdií a projektov eliminácie prípravkov v obrábacích bunkách pre automobilový, energetický a letecký priemysel tento článok porovnáva obrábanie ocelových súčiastok na 5-osových a 3-osových CNC strojoch — a ukazuje, ktorá možnosť je vhodnejšia pre vašu aplikáciu.

Čo je 3-osové CNC obrábanie?

3-osový CNC stroj posúva nástroj pozdĺž osí X, Y a Z.

Typické vlastnosti:

• Rovinné alebo hranolové prvky

• Vyžaduje sa viacero nastavení pre zložité súčiastky

• Nižšia hodinová sadzba

• Široko dostupné

• Výborné pre konzoly, dosky, bloky a kryty

Čo je 5-osové CNC obrábanie?

5-osý stroj pridáva dve rotačné osi, čo umožňuje naklonenie nástroja alebo súčiastky.

Typické vlastnosti:

• Prístup k viacerým plochám v jednom nastavení

• Zložité geometrie a uholné otvory

• Znížená potreba upínania

• Lepšia orientácia nástroja

• Vyššia cena stroja

• Rýchlejšie pri zložitých súčiastkach

Skutočný prípad porovnania výroby

Program hydraulického rozdeľovača porovnáva obrábanie rovnakého oceľového komponentu:

Výsledok:
Aj napriek vyššej hodinovej sadzbe 5-osové stroje dosiahli o 19 % nižšie náklady na súčiastku v dôsledku eliminácie nastavení a zníženia odpadu.

Presnosť a schopnosť dodržať tolerancie

3-osi CNC

• Vysoká presnosť v jedinom nastavení

• Chyby sa súčtujú pri viacerých nastaveniach

• Referenčné body je potrebné znovu stanoviť

• Typický súčet tolerancií pri viacerých nastaveniach: ±0,02–0,05 mm

5-osi CNC

• Obrábanie v jedinom nastavení znižuje posun referenčných bodov

• Krajšie nástroje → menšia deformácia

• Uholná presnosť je integrovaná

• Lepšia kontrola geometrických tolerancií (GD&T)

Víťaz pri tesných polohových toleranciách: 5-osý ✅

Produktivita a čas cyklu

Víťaz pre zložité súčiastky: 5-osý ✅

Životnosť nástroja a povrchová úprava

5-osé obrábanie umožňuje optimálnu orientáciu nástroja:

• Konštantné uhly zasahovania

• Znížené vibrácie

• Kratší výčniek

• Lepšie odvádzanie triesok

Skúšobná výroba ukázala zvýšenie životnosti nástroja 22–35%pri hlbokých oceľových dieloch pri prechode na dokončovacie dráhy s 5 osami.

Nákladové úvahy: Ktorá možnosť je ekonomickejšia?

stroje s 5 osami majú vyššie hodinové náklady, no celkové náklady závisia od:

• Počtu upínaní

• Zložitosti upínacej prípravky

• Odpadu a opráv

• Čas kontroly

• Objem

Sloboda dizajnu

5-osové obrábanie umožňuje:

• Podrezávanie

• Zložené uhly

• Sochársky tvarované povrchy

• Tvarovanie podobné turbínam

• Hlboké dutiny bez použitia dlhých nástrojov

3-osý systém je obmedzený, pokiaľ sa nepoužije opätovné upínanie.

Udržateľnosť a účinnosť využitia materiálu

Menej upínacích nastavení znamená:

• Menej odpadu

• Nižšia spotreba materiálu na upínacie prípravky

• Znížený počet kontrolných cyklov

• Kratšie dodacia doba

Často kladené otázky: 5-osý vs. 3-osý CNC stroj pre oceľ

Je 5-osý systém vždy presnejší?

Nie nevyhnutne – ale menej upínacích nastavení a kratšie nástroje zvyčajne zlepšujú celkovú presnosť.