EN
5-axlig kontra 3-axlig CNC för bearbetning av stålkomponenter
5-axlig kontra 3-axlig CNC för bearbetning av stålkomponenter
Vid inköp eller konstruktion CNC-bearbetning av ståldelar , ställer ingenjörer ofta frågan: Skall vi använda en CNC-maskin med 3 eller 5 axlar?
Båda teknikerna används omfattande vid bearbetning av stål, men de skiljer sig åt kraftigt när det gäller noggrannhet, installations- och inställningstid, kostnadsstruktur samt designfrihet.
Utifrån produktionsbaserade jämförelser, tidsstudier och projekt för borttagning av spännfack i bearbetningsceller inom bilindustrin, energisektorn och luft- och rymdfarten jämför den här artikeln 5-axlig kontra 3-axlig CNC-bearbetning av ståldelar —och visar vilket alternativ som är bättre för ditt specifika användningsområde.
Vad är 3-axlig CNC-bearbetning?
En 3-axlig CNC-maskin rör verktyget längs X-, Y- och Z-riktningarna.
Typiska egenskaper:
-
Platta eller prismaformade funktioner
-
Flera inställningar krävs för komplexa delar
-
Lägre timkostnad
-
Allmänt tillgänglig
-
Utmärkt för bygglås, plåtar, block och höljen
Vad är 5-axlig CNC-bearbetning?
En 5-axlig maskin lägger till två roterande axlar, vilket gör att verktyget eller delen kan lutas.
Typiska egenskaper:
-
Tillgång till flera ytor i en enda inställning
-
Komplexa geometrier och vinklade borrhål
-
Minskad spännutrustning
-
Bättre verktygsorientering
-
Högre maskinkostnad
-
Snabbare för komplexa delar
Jämförelsefall för verklig produktion
Ett hydrauliskt manifold-program jämförde bearbetning av samma stålkompont:
| Metriska | 3-axel CNC | 5-axel CNC |
|---|---|---|
| Antal inställningar krävs | 4 | 1 |
| TOTAL CYKLUSTID | 42 min | 28 min |
| Kostnad för spännanordning | $4,500 | $1,200 |
| Positionstolerans | ±0,025 mm | ±0,012 mm |
| Skrapprcent | 4.2% | 1.6% |
| Årsvolym | 6 000 st | 6 000 st |
Resultat:
Trots högre timkostnad levererade femaxliga maskiner 19 % lägre kostnad per del på grund av eliminering av inställningar och minskad skrotandel.
Noggrannhet och toleranskapsförmåga
3-axel CNC
-
Hög noggrannhet i en enda orientering
-
Fel ackumuleras över flera inställningar
-
Referensplaner måste återetableras
-
Typisk toleransackumulering vid flera inställningar: ±0,02–0,05 mm
5-axel CNC
-
Bearbetning i en enda inställning minskar förskjutning av referensplan
-
Kortare verktyg → mindre böjning
-
Vinkelns noggrannhet är integrerad
-
Bättre GD&T-kontroll
Vinnare för strikta positionsbegränsningar: 5-axlig ✅
Produktivitet och cykeltid
| Fabrik | 3-axlig | 5-axel |
|---|---|---|
| Monteringstid | Hög | Låg |
| Råbearbetningseffektivitet | Liknande | Liknande |
| Slutbearbetningsåtkomst | Begränsad | Excellent |
| Verktygsbyten | Mer | Färre |
Vinnare för komplexa delar: 5-axlig ✅
Verktygslevnad och ytyta
5-axlig bearbetning möjliggör optimal verktygsorientering:
-
Konstanta ingreppsvinklar
-
Minskad vibration
-
Kortare utstickande längd
-
Bättre avlägsnande av spån
Produktionsförsök visade ökad verktygslivslängd 22–35%vid djupfackade ståldelar vid övergång till 5-axliga slutföringsbanor.
Kostnadsöverväganden: Vilket är mer ekonomiskt?
5-axliga maskiner kostar mer per timme, men den totala kostnaden beror på:
-
Antal monteringsställen
-
Krans komplexitet
-
Utskott och omarbete
-
Inspektions tid
-
Volym
| Scenarie | Bättre val |
|---|---|
| Enkla prismatiska delar | 3-axlig |
| Delar med flera ytor | 5-axel |
| Stränga GD&T-krav | 5-axel |
| Låg volym + enkel geometri | 3-axlig |
| Prototyp av komplexa delar | 5-axel |
Frihet att utforma
5-axlig bearbetning möjliggör:
-
Underklippningar
-
Sammansatta vinklar
-
Skulpterade ytor
-
Turbinliknande former
-
Djupa hålrum utan långa verktyg
3-axlig bearbetning är begränsad om inte ompositionering används.
Hållbarhet och materialeffektivitet
Färre monteringsställen innebär:
-
Mindre skrot
-
Lägre fästmaterial
-
Färre kontrollomgångar
-
Kortare leveranstider
Vanliga frågor: 5-axlig vs 3-axlig CNC för stål
Är 5-axlig alltid mer exakt?
Inte i sig själv – men färre monteringssteg och kortare verktyg förbättrar vanligtvis den totala noggrannheten.