på CloudNC har vi en rad toppmoderna 3-axliga, 4-axliga och 5-axliga fräsmaskiner. Som designer, att ha en förståelse för vilken typ av maskin din del kommer att tillverkas på är avgörande för att optimera din design. När du utformar en CNC-bearbetad del kanske du inte har tänkt på vilken typ av maskin din del kommer att bearbetas på, men komplexiteten och typen av geometri du kan designa kommer att vara olika för olika typer av maskiner.
huvudskillnaden mellan 3-axlig, 4-axlig och 5-axlig bearbetning är rörelsens komplexitet både arbetsstycket och skärverktyget kan röra sig igenom i förhållande till varandra. Ju mer komplex rörelsen för de två delarna är, desto mer komplex kan geometrin för den slutliga bearbetade delen vara.
3-Axelbearbetning
den enklaste typen av bearbetning, där arbetsstycket är fixerat i ett enda läge. Spindelns rörelse är tillgänglig i X -, Y-och Z-linjära riktningar.
3-axlig bearbetning
3-axis-maskiner används vanligtvis för bearbetning av 2D-och 2,5 D-geometri. Bearbetning av alla 6 sidor av en del är möjlig vid 3-axlig bearbetning men en ny fixtureringsuppsättning krävs för varje sida, vilket kan vara dyrt (mer om det nedan). För en enda fixturinstallation kan endast en sida av delen bearbetas.
en unik installation krävs för varje sida av en del
många komplexa och praktiska former kan tillverkas av 3 axel CNC-fräsning, speciellt när i händerna på en världsklass CNC-bearbetning anläggning. 3-axlig bearbetning är bäst lämpad för tillverkning av plana frästa profiler, borrningar & gängade hål i linje med en axel. Underskärningsfunktioner är möjliga med användning av T-spårskärare och Svanssvansfräsar.
men ibland kan den designade funktionen fysiskt inte tillverkas av en 3-axlig maskin, eller funktionen kan vara mer ekonomiskt genomförbar för maskin med en 4 eller 5-axlig maskin.
funktioner som inte är möjliga i 3-axlig fräsning inkluderar några funktioner i en vinkel mot X-Y-Z-koordinatsystemet, även om själva funktionen är plan. Det finns två typer av vinklade funktioner Du kan designa, och att förstå skillnaden mellan dem är viktigt när du utformar delar för CNC-fräsning.
vinklad funktion
Detta är en funktion som bearbetas i en vinkel mot en av X -, Y-eller Z-axlarna. Till exempel är den plana malda ytan nedan vid 45 kg till X-axeln, t.ex. en rotation av A-axeln.
fräsad funktion vinklad i ett enda plan vid 45°
sammansatt vinkelfunktion
Detta är en funktion som bearbetas i en vinkel mot två axlar. Till exempel bearbetas den plana malda ytan nedan i en 45 kg vinkel mot X-axeln och en 30 kg vinkel mot Z-axeln.
både vinklade och sammansatta vinkelfunktioner kan inte bearbetas av 3-axliga CNC-maskiner.
fräsad sammansatt vinkelfunktion i två plan: 45 kg om X – axeln, 30 kg om Z-axeln
4-axis machining
detta lägger till en rotation kring X-axeln, kallad A-axeln. Spindeln har 3 linjära rörelseaxlar (X-Y-Z), som vid 3-axlig bearbetning, plus a-axeln sker genom rotation av arbetsstycket. Det finns några olika arrangemang för 4-axliga maskiner, men vanligtvis är de av typen vertikal bearbetning, där spindeln roterar runt Z-axeln. Arbetsstycket är monterat i X-axeln och kan rotera med fixturen i A-axeln. För en enda fixturinstallation kan 4 sidor av delen bearbetas.
4-axis bearbetning kan användas som ett mer ekonomiskt lönsamt sätt att bearbeta delar teoretiskt möjligt på en 3-axlig maskin. Som ett exempel, för en del som vi nyligen bearbetat fann vi att med hjälp av en 3-axlig maskin skulle ha krävt två unika fixturer till en kostnad av 1000 respektive 800. Genom att utnyttja a-axelns kapacitet för 4-axlig bearbetning krävdes endast en fixtur till en kostnad av 1000 xnumx. Detta eliminerade också behovet av fixturbyte, vilket minskade kostnaderna ytterligare. Att eliminera risken för mänskliga fel innebar att vi bearbetade delen till en hög kvalitet utan behov av dyra Kvalitetssäkringsundersökningar. Att ta bort behovet av att byta fixturer har den extra fördelen att strängare toleranser kan hållas mellan funktioner på olika sidor av delen. Förlust av noggrannhet på grund av fixering och ominstallation har tagits bort.
komplexa profiler som kamlober kan bearbetas på en 4-axlig maskin
det finns två typer av 4-axlig CNC-bearbetning: indexering och kontinuerlig.
Index 4-axlig CNC-bearbetning är när den 4: e axeln (a-axeln) roterar medan maskinen inte skär material. När rätt rotation har valts appliceras en broms och maskinen återupptar skärningen.
vid kontinuerlig 4-axlig bearbetning kan maskinen skära material samtidigt som A-axelns rotation samtidigt. Detta gör att komplexa bågar kan bearbetas, såsom profilen för kamlober och helixer.
4-axlig bearbetning ger oss möjlighet att bearbeta vinklade funktioner, annars inte möjligt med en 3-axlig maskin. Tänk på att 4-axlig bearbetning tillåter en enda rotationsaxel per fixturinställning, så alla vinklade funktioner måste vinklas ungefär samma axlar eller ytterligare fixturer på plats.
Spiralbearbetning möjlig med 4-axliga maskiner
5-Axis machining
dessa CNC-fräsmaskiner använder 2 av 3 möjliga rotationsaxel, beroende på typ av maskin. En maskin använder antingen en rotation i A-axeln och C-axeln eller en rotation i B-axeln och C-axeln. Rotationen sker antingen av arbetsstycket eller av spindeln.
det finns två huvudtyper av 5-axliga CNC-maskiner, 3 + 2-maskiner och helt kontinuerliga 5-axliga maskiner.
i 3+2-axlig bearbetning arbetar två rotationsaxlar oberoende av varandra, vilket innebär att arbetsstycket kan roteras till vilken sammansatt vinkel som helst i förhållande till skärverktyget för funktioner som ska bearbetas. Dock är två axlar rotation samtidigt som bearbetning inte möjligt. 3 + 2 bearbetning kan producera mycket komplexa 3D-former. Helt kontinuerlig 5-axlig bearbetning kan samtidigt rotera de två rotationsaxeln, samtidigt som bearbetning och skärverktyget rör sig linjärt i XYZ-koordinater.
5-axlig bearbetning
kontinuerlig 5-axlig bearbetning kan producera mycket komplexa 3D-former, inte bara plana sammansatta vinklade funktioner utan komplexa krökta 3D-ytor, vilket ger oss möjlighet att producera delar som normalt är reserverade för gjutprocesser.
möjligheterna till samtidig 5-axlig bearbetning
5-axelbearbetning ger designers en enorm flexibilitet för att designa mycket komplex 3D-geometri. Att förstå möjligheterna för varje typ av CNC-bearbetning är avgörande för utformningen av CNC-bearbetade delar. Om din design behöver använda en 5-axlig CNC, gör det bästa av det! Vilka andra funktioner kan dra nytta av funktionerna i 5-axlig bearbetning?