เครื่อง CNC แบบ 5 แกน เทียบกับ เครื่อง CNC แบบ 3 แกน สำหรับการกลึงชิ้นส่วนเหล็ก

เมื่อจัดหาหรือออกแบบ กลึงชิ้นส่วนเหล็กด้วยเครื่อง CNC วิศวกรมักถามว่า: เราควรใช้เครื่อง CNC แบบ 3 แกน หรือแบบ 5 แกน?

ทั้งสองเทคโนโลยีนี้ถูกใช้อย่างแพร่หลายในการกลึงเหล็ก แต่มีความแตกต่างกันอย่างมากในด้านความแม่นยำ เวลาในการตั้งค่าเครื่อง โครงสร้างต้นทุน และอิสระในการออกแบบ

โดยอิงจากผลการเปรียบเทียบประสิทธิภาพการผลิต การศึกษาเวลา และโครงการกำจัดอุปกรณ์ยึดชิ้นงานในเซลล์การกลึงสำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์ พลังงาน และการบินและอวกาศ บทความนี้เปรียบเทียบ การกลึงด้วยเครื่อง CNC แบบ 5 แกน กับแบบ 3 แกน สำหรับชิ้นส่วนเหล็ก — และแสดงให้เห็นว่าทางเลือกใดเหมาะสมกว่าสำหรับการใช้งานของคุณ

การกลึงด้วยเครื่อง CNC แบบ 3 แกน คืออะไร?

เครื่อง CNC แบบ 3 แกนจะเคลื่อนตัวของเครื่องมือตามแนวแกน X, Y และ Z

ลักษณะทั่วไป:

• ลักษณะพื้นผิวแบบเรียบ หรือรูปทรงปริซึม

• ต้องตั้งค่าหลายครั้งสำหรับชิ้นส่วนที่ซับซ้อน

• อัตราค่าแรงต่อชั่วโมงต่ำกว่า

• มีจำหน่ายอย่างกว้างขวาง

• เหมาะอย่างยิ่งสำหรับโครงยึด แผ่น บล็อก และฝาครอบ

การกลึง CNC 5 แกนคืออะไร?

เครื่องจักรแบบ 5 แกนเพิ่มแกนหมุนอีกสองแกน ทำให้สามารถเอียงเครื่องมือหรือชิ้นงานได้

ลักษณะทั่วไป:

• เข้าถึงพื้นผิวหลายด้านในหนึ่งการตั้งค่า

• รูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนและรูที่เจาะในแนวเฉียง

• ลดความจำเป็นในการใช้อุปกรณ์ยึดจับ

• การจัดวางเครื่องมือมีประสิทธิภาพดีขึ้น

• ต้นทุนของเครื่องจักรสูงกว่า

• ทำงานได้เร็วกว่าสำหรับชิ้นส่วนที่ซับซ้อน

กรณีศึกษาเปรียบเทียบการผลิตจริง

โครงการแผงควบคุมไฮดรอลิกเปรียบเทียบการกลึงชิ้นส่วนเหล็กชิ้นเดียวกัน:

ผลลัพธ์:
แม้จะมีอัตราค่าแรงต่อชั่วโมงสูงกว่า แต่เครื่องจักรแบบ 5 แกนสามารถส่งมอบได้ ลดต้นทุนต่อชิ้นลง 19% เนื่องจากการตัดขั้นตอนการตั้งค่าเครื่องออก และการลดของเสีย

ความแม่นยำและขีดความสามารถในการยอมรับความคลาดเคลื่อน

3-Axis CNC

• ความแม่นยำสูงในทิศทางเดียว

• ความคลาดเคลื่อนสะสมกันเมื่อมีการตั้งค่าหลายครั้ง

• ต้องจัดตั้งจุดอ้างอิง (Datums) ใหม่ทุกครั้ง

• การสะสมความคลาดเคลื่อนโดยทั่วไปจากการตั้งค่าหลายครั้ง: ±0.02–0.05 มม.

5-Axis CNC

• การกลึงแบบตั้งค่าเพียงครั้งเดียวช่วยลดการเลื่อนของจุดอ้างอิง

• เครื่องมือที่สั้นลง → การโก่งตัวน้อยลง

• ความแม่นยำเชิงมุมถูกออกแบบไว้ภายใน

• ควบคุม GD&T ได้ดีขึ้น

ผู้ชนะสำหรับความคลาดเคลื่อนตำแหน่งที่เข้มงวด: 5 แกน ✅

ผลผลิตและเวลาในการทำงานแต่ละรอบ

ผู้ชนะสำหรับชิ้นส่วนที่มีความซับซ้อน: 5 แกน ✅

อายุการใช้งานของเครื่องมือและการขึ้นรูปผิว

การกลึงแบบ 5 แกนช่วยให้สามารถจัดแนวเครื่องมือได้อย่างเหมาะสมที่สุด:

• มุมการสัมผัสคงที่

• ลดการสั่นสะเทือน

• ความยาวส่วนยื่นสั้นลง

• การระบายเศษชิ้นงานได้ดีขึ้น

การทดลองในการผลิตแสดงให้เห็นว่าอายุการใช้งานของเครื่องมือเพิ่มขึ้น 22–35%สำหรับชิ้นส่วนเหล็กที่มีร่องลึกมาก เมื่อเปลี่ยนไปใช้เส้นทางการตกแต่งแบบ 5 แกน

พิจารณาด้านต้นทุน: แบบใดคุ้มค่ากว่ากัน?

เครื่องจักรแบบ 5 แกนมีค่าใช้จ่ายต่อชั่วโมงสูงกว่า แต่ต้นทุนรวมขึ้นอยู่กับ:

• จำนวนครั้งของการตั้งค่าเครื่อง

• ความซับซ้อนของอุปกรณ์

• ของเสียและการทำงานซ้ำ

• เวลาการตรวจสอบ

• ระดับเสียง

ความอิสระในการออกแบบ

การใช้เครื่องจักร 5 แกนทำให้สามารถ:

• ส่วนยื่น (Undercuts)

• เจาะมุมประกอบ

• ขึ้นรูปพื้นผิวแบบศิลปะ

• รูปร่างคล้ายกังหัน

• เว้าลึกโดยไม่ต้องใช้เครื่องมือยาว

เครื่องจักร 3 แกนมีข้อจำกัด เว้นแต่จะใช้วิธีจับยึดใหม่

ความยั่งยืนและประสิทธิภาพในการใช้วัสดุ

จำนวนการตั้งค่าลดลงหมายถึง:

• ของเสียลดลง

• วัสดุสำหรับอุปกรณ์ยึดจับลดลง

• จำนวนรอบการตรวจสอบลดลง

• ระยะเวลาการผลิตสั้นลง

คำถามที่พบบ่อย: เครื่อง CNC แบบ 5 แกน กับแบบ 3 แกน สำหรับเหล็ก

เครื่อง CNC แบบ 5 แกนให้ความแม่นยำสูงกว่าเสมอหรือไม่?

ไม่จำเป็นต้องเป็นเช่นนั้น — แต่การตั้งค่าชิ้นงานน้อยลงและใช้เครื่องมือที่สั้นลงมักจะช่วยเพิ่มความแม่นยำโดยรวม