5-вісний проти 3-вісного ЧПК для обробки сталевих деталей

Під час пошуку або проектування Обробці сталевих деталей на верстатах з ЧПУ , інженери часто запитують: Чи слід використовувати 3-вісний чи 5-вісний CNC-верстат?

Обидві технології широко застосовуються при обробці сталі, проте вони кардинально відрізняються за точністю, часом підготовки, структурою витрат та свободою проектування.

На основі порівняльного аналізу виробництва, часових досліджень та проектів усунення пристосувань у обробних центрах автомобільної, енергетичної та аерокосмічної галузей ця стаття порівнює 5-вісну та 3-вісну CNC-обробку сталевих деталей — і показує, який варіант кращий для вашого застосування.

Що таке 3-вісна CNC-обробка?

3-вісний CNC-верстат переміщує інструмент у напрямках X, Y та Z.

Типові характеристики:

• Плоскі або призматичні елементи

• Потрібно кілька налаштувань для складних деталей

• Нижча погодинна ставка

• Широко доступний

• Ідеально підходить для кронштейнів, плит, блоків та корпусів

Що таке 5-осісне CNC-машинизація?

П’ятивісний верстат додає дві обертальні осі, що дозволяє інструменту або деталі нахилятися.

Типові характеристики:

• Доступ до кількох поверхонь за одне налаштування

• Складні геометричні форми та отвори під кутом

• Зменшення кількості пристосувань

• Краща орієнтація інструменту

• Вища вартість верстата

• Швидше обробляє складні деталі

Реальний випадок порівняння виробництва

Програма гідравлічного колектора: порівняння обробки одного й того самого сталевого компонента:

Результат:
Незважаючи на вищу годинну ставку, п’ятиосьовий верстат забезпечив на 19 % нижчу вартість на деталь завдяки усуненню налагоджень та зменшенню браку.

Точність та можливості щодо допусків

3-вісьовий CNC

• Висока точність у єдиному положенні

• Похибки накопичуються при кількох установках

• Базові поверхні потрібно відновлювати заново

• Типове накопичення допусків при кількох установках: ±0,02–0,05 мм

5-вісний ЧПК

• Обробка за одну установку зменшує зміщення базових поверхонь

• Коротші інструменти → менше прогину

• Кутова точність забезпечена конструкцією

• Кращий контроль за геометричними допусками (GD&T)

Переможець для жорстких допусків на розташування: 5-вісевий ✅

Продуктивність та тривалість циклу

Переможець для складних деталей: 5-вісевий ✅

Тривалість роботи інструменту та якість поверхні

5-вісеве фрезерування забезпечує оптимальну орієнтацію інструменту:

• Постійні кути зачеплення

• Зменшення вібрацій

• Коротший виступ інструменту

• Краще видалення стружки

Виробничі випробування показали збільшення терміну служби інструменту 22–35%при обробці сталевих деталей з глибокими карманами після переходу на завершальні траєкторії обробки з використанням 5 осей.

Розглядання витрат: що економічніше?

вартість роботи верстатів з ЧПУ з 5 осями вища за годину, але загальна вартість залежить від:

• Кількості установок

• Складність арматури

• Браку та переділки

• Час інспекції

• Об'єм

Свобода дизайну

п’ятиосьове фрезерування дозволяє:

• Підтиски

• Обробку складних кутів

• Обробку скульптурних поверхонь

• Виготовлення форм, подібних до турбінних

• Глибокі порожнини без використання довгих інструментів

триосьова обробка має обмежені можливості, якщо не застосовувати повторне закріплення заготовки.

Стійкість та ефективність використання матеріалів

Менше налаштувань означає:

• Менше браку

• Зниження витрат на матеріали для кріплення

• Зменшення кількості циклів контролю

• Скорочені терміни виготовлення

Часті запитання: 5-вісний проти 3-вісного ЧПК для сталі

Чи є 5-вісна обробка завжди точнішою?

Ні — не обов’язково, але менша кількість налаштувань і коротші інструменти, як правило, підвищують загальну точність.