Ως επαγγελματίας προμηθευτής μηχανικών εξαρτημάτων ακριβείας, η ομάδα μηχανικών μας λαμβάνει συχνά ερωτήματα από πελάτες όπως: "Απαιτείται οπωσδήποτε αυτό το εξάρτημα κατεργασία 5-αξόνων ή μπορεί να γίνει πιο φθηνά σε μηχανή 4 αξόνων;" ή "Εάν επιλέξουμε κατεργασία 3 αξόνων για εξοικονόμηση χρημάτων, αλλά απαιτούνται έξι εργασίες επανατοποθέτησης και σύσφιξης, θα επηρεάσει σημαντικά αυτό το τελικό προϊόν;" Στον τομέα της κατασκευής ακριβείας, η επιλογή του σωστού τύπου εργαλειομηχανής δεν είναι μόνο τεχνικό ζήτημα αλλά και θέμα οικονομικής αποδοτικότητας.
Βασιζόμενη στην εκτεταμένη κατασκευαστική εμπειρία της στην κατασκευή ακριβείας, η Hansheng σάς παρέχει μια-σε βάθος σύγκριση της κατεργασίας CNC 3 αξόνων, 4 αξόνων και 5 αξόνων όσον αφορά το κόστος, την ακρίβεια, τη γεωμετρία και το μέγεθος παρτίδας, βοηθώντας σας να κάνετε την πιο κατάλληλη επιλογή.
Για περαιτέρω ανάγνωση, αυτό το άρθρο εστιάζει κυρίως στις συγκρίσεις. Εάν θέλετε να μάθετε περισσότερα σχετικά με τις λεπτομέρειες μιας συγκεκριμένης τεχνολογίας, ανατρέξτε στα ειδικά άρθρα μας:
Τι είναι η κατεργασία CNC 4 αξόνων;
Τι είναι η κατεργασία CNC 5 αξόνων;
Σύγκριση πυρήνα
Για να κάνουμε τη σύγκριση μεταξύ των τριών επιλογών πιο ξεκάθαρη, έχουμε συντάξει έναν αναλυτικό πίνακα σύγκρισης για γρήγορη αναφορά σας.
| Διάσταση | Μηχανική CNC 3 αξόνων | Μηχανική CNC 4 αξόνων | Μηχανική CNC 5 αξόνων |
|---|---|---|---|
| Αρχή κίνησης | Γραμμική κίνηση σε άξονες X, Y, Z. Το εργαλείο κοπής είναι πάντα κάθετο στο τεμάχιο εργασίας. | Γραμμική κίνηση σε άξονες X, Y, Z + A-άξονας (το τεμάχιο εργασίας περιστρέφεται γύρω από τον άξονα X-). | Γραμμική κίνηση σε άξονες X, Y, Z + άξονες A/B/C (το τεμάχιο εργασίας μπορεί να περιστρέφεται/κλίνει σε όλους τους προσανατολισμούς). |
| Βασική ικανότητα | Μπορεί να επεξεργαστεί μόνο την επάνω επιφάνεια ή ένα μόνο επίπεδο αναφοράς. | Μπορεί να επεξεργαστεί τέσσερις πλευρές σε μια ενιαία εγκατάσταση. κατάλληλο για κυλινδρικά μέρη και ελικοειδή χαρακτηριστικά. | Μπορεί να επεξεργαστεί πέντε όψεις σε μια ενιαία εγκατάσταση. ικανό να κατεργάζεται εξαιρετικά πολύπλοκες συνεχείς επιφάνειες και υποκοπές. |
| Κόστος μηχανικής κατεργασίας | Χαμηλότερες (π.χ. χαμηλότερες ωριαίες χρεώσεις). | Μέτρια (οικονομικά-αποτελεσματική, μειώνει το κόστος μη αυτόματης ρύθμισης). | Υψηλότερο (ακριβός εξοπλισμός, πολύπλοκος προγραμματισμός). |
| Προγραμματιστική πολυπλοκότητα | Απλό, μπορεί να ρυθμιστεί από κανονικό χειριστή. | Μέτρια, απαιτεί εξέταση της παρεμβολής περιστροφικού άξονα. | Πολύ υψηλό, απαιτεί προηγμένο λογισμικό CAM και έμπειρους μηχανικούς. |
| Κατάλληλα Ανταλλακτικά | Επίπεδες πλάκες, απλά περιβλήματα, εξαρτήματα με μονή-διάτρηση. | Άξονες, γρανάζια, περιβλήματα με πλαϊνές οπές, κυλινδρική χάραξη. | Πτερύγια τουρμπίνας, δομικά στοιχεία αεροδιαστημικής, ορθοπεδικά εμφυτεύματα. |
| Κύριοι Περιορισμοί | Απαιτούνται πολλές ρυθμίσεις για την επεξεργασία πολλαπλών-προσώπων, που οδηγούν σε συσσωρευμένα σφάλματα και χαμηλή απόδοση. | Δεν είναι δυνατή η κατασκευή γωνιακών οπών που δεν είναι κάθετες στον περιστροφικό άξονα. νεκρές ζώνες εξακολουθούν να υπάρχουν. | Υψηλό κόστος? εξαιρετικά υψηλές απαιτήσεις στο σχεδιασμό των εξαρτημάτων. |
Πώς να επιλέξετε με βάση το έργο σας;
Το Hansheng Automation σάς βοηθά να αξιολογήσετε τον αριθμό των αξόνων που απαιτούνται για το έργο σας από δύο οπτικές γωνίες.
Γεωμετρικά χαρακτηριστικά και πολυπλοκότητα των μερών του έργου
1.Εάν τα εξαρτήματα είναι κυρίως επίπεδα, με χαρακτηριστικά (τρύπες, σχισμές, κοιλότητες) συγκεντρωμένα σε μία ή δύο αντίθετες κατευθύνσεις ή εάν το εξάρτημα απαιτεί κατεργασία σε όχι περισσότερες από δύο επιφάνειες και οι απαιτήσεις ανοχής επιτρέπουν χειροκίνητη ανατροπή (π.χ. +/- 0.05mm ή περισσότερο), τότε η κατεργασία 3 αξόνων είναι η πιο οικονομική επιλογή.
2.Εάν τα εξαρτήματα του έργου είναι κυλινδρικά ή τα χαρακτηριστικά κατανέμονται γύρω από έναν κεντρικό άξονα (όπως γρανάζια ή δακτύλιοι με πλαϊνές οπές) ή εάν τα τετράγωνα μέρη σας απαιτούν εκτεταμένη μηχανική κατεργασία στα πλάγια, η μηχανική κατεργασία 4 αξόνων μπορεί να ολοκληρώσει την εργασία σε τέσσερις επιφάνειες σε μία ενιαία διάταξη, αποφεύγοντας τα προβλήματα απώλειας δεδομένων που σχετίζονται με επαναλαμβανόμενη ρύθμιση3.
3.Εάν το σχέδιό σας περιλαμβάνει σύνθετες οργανικές επιφάνειες (όπως πτερωτές), χωρικά πολύπλοκες γωνιακές οπές (μη-κάθετες, μη-οριζόντιες) ή βαθιές κοιλότητες και στενές σχισμές που απαιτούν κλίση του εργαλείου για να διατηρηθεί η ακαμψία ή εάν πρέπει να διατηρήσετε εξαιρετικά υψηλές ανοχές ακρίβειας θέσης (π.χ. πέντε μέρη μόνο στην επιφάνεια amm}) Η κατεργασία 5 αξόνων μπορεί να καλύψει τις ανάγκες σας.
Κλίμακα Οικονομίας Έργου και Παραγωγής
1. Για πρωτότυπα και πολύ μικρές παρτίδες (περίπου 1-10 τεμάχια), η κατεργασία 3 αξόνων είναι συνήθως η προτιμώμενη επιλογή λόγω του χαμηλότερου αρχικού κόστους. Εκτός εάν η γεωμετρία σας υποχρεώνει να χρησιμοποιήσετε μηχανουργική επεξεργασία πολλαπλών αξόνων, προσπαθήστε να απλοποιήσετε τη σχεδίαση ώστε να ταιριάζει με την κατεργασία 3 αξόνων.
2.Για παραγωγή μεσαίου-όγκου (10-500 τεμάχια), η κατεργασία 4 αξόνων προσφέρει την καλύτερη σχέση κόστους-αποτελεσματικότητας. Αν και η ωριαία χρέωση για ένα μηχάνημα 4 αξόνων είναι ελαφρώς υψηλότερο από ένα μηχάνημα 3 αξόνων, εξοικονομεί σημαντικό χρόνο χειροκίνητης ρύθμισης. Για παράδειγμα, ένα εξάρτημα που απαιτεί τρεις αναστροφές σε ένα μηχάνημα 3 αξόνων μπορεί να ολοκληρωθεί με μία μόνο εγκατάσταση σε ένα μηχάνημα 4 αξόνων, με αποτέλεσμα τη σημαντική μείωση του συνολικού κόστους.
3.Για παραγωγή μεγάλου-όγκου με υψηλές απαιτήσεις ακρίβειας και την ανάγκη εγγύησης εξαιρετικά υψηλής ακρίβειας θέσης ή εάν τα εξαρτήματα είναι εξαιρετικά περίπλοκα, η σύστασή μας είναι ότι, παρόλο που η μηχανική κατεργασία 5-άξονων έχει υψηλότερο μοναδιαίο κόστος, εξαλείφει τους χρόνους αναμονής και τους κινδύνους απόρριψης σε ροές εργασίας πολλαπλών{4} διεργασιών και μπορεί να είναι πιο αποδοτική από άποψη κόστους συνολικά.
Συνήθεις εσφαλμένες αντιλήψεις σχετικά με την κατεργασία πολλαπλών-αξόνων
Παρανόηση 1: «Όσο περισσότερους άξονες έχει ένα μηχάνημα, τόσο καλύτερη θα είναι η ποιότητα της κατεργασίας».
Αυτή η κατανόηση δεν είναι απολύτως σωστή. Η ποιότητα της κατεργασίας εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, όπως η ακαμψία της εργαλειομηχανής, η επιλογή των εργαλείων κοπής και το επίπεδο δεξιοτήτων των μηχανικών. Δεν πρέπει να επιδιώκουμε τυφλά την υψηλή τεχνολογία επιλέγοντας πέντε-μηχανές αξόνων. θα πρέπει να εξετάσουμε τις πραγματικές ανάγκες του έργου.
Εσφαλμένη αντίληψη 2: "Πέντε-εργαλειομηχανές αξόνων μπορούν να κάνουν τα πάντα."
Η αλήθεια είναι ότι πέντε-μηχανές αξόνων έχουν επίσης περιορισμούς. Έχουν πολύ υψηλό κίνδυνο παρεμβολής εξαρτημάτων και το μήκος του εργαλείου είναι περιορισμένο. Επιπλέον, ο χρόνος προγραμματισμού και εντοπισμού σφαλμάτων για κατεργασία πέντε-αξόνων είναι πολύ μεγαλύτερος από ό,τι για κατεργασία τριών-αξόνων. Για απλά ανταλλακτικά, η χρήση μιας μηχανής πέντε-άξονων είναι σαν να "χρησιμοποιείτε ένα υπεραυτοκίνητο για την παράδοση σε πακέτο"-είναι δυνατή, αλλά είναι τεράστια σπατάλη πόρων.
Εν κατακλείδι
Στην Hansheng Automation, τηρούμε μια φιλοσοφία της «πρακτικής κατασκευής». Δεν θα προσπαθήσουμε να σας πουλήσουμε ακριβές διαδικασίες απλώς και μόνο επειδή διαθέτουμε- εξοπλισμό υψηλής τεχνολογίας. Αντίθετα, δεσμευόμαστε να βρούμε τη βέλτιστη ισορροπία μεταξύ ποιότητας και κόστους μέσω της ανάλυσης DFM (Design for Manufacturability).
FAQ
Ε: Εάν το εξάρτημά μου μπορεί να κατεργαστεί σε μηχανή 3 αξόνων, μπορώ ακόμα να ζητήσω κατεργασία 5 αξόνων;
Α: Τεχνικά, είναι δυνατό, αλλά συνήθως είναι μια περιττή σπατάλη. Εκτός και αν έχετε εξαιρετικά υψηλές απαιτήσεις για το φινίρισμα της επιφάνειας του εξαρτήματος (π.χ. απαιτείται ταυτόχρονη κατεργασία 5{4}}άξονων για τη μείωση των σημαδιών κοπής από ένα σφαιρικό-τελικό μύλο), σας συνιστούμε να ακολουθείτε την "αρχή της απλούστερης διαδικασίας" και να χρησιμοποιείτε κατεργασία 3 αξόνων για τη βέλτιστη οικονομική απόδοση.
Ε: Από την άποψη του σχεδιασμού, πώς μπορώ να μειώσω το κόστος της κατεργασίας πολλαπλών-αξόνων;
Α: Μεγιστοποιήστε την ακτίνα των εσωτερικών φιλετών (αποφύγετε τη χρήση εργαλείων εξαιρετικά μικρής διαμέτρου).
Μειώστε τον αριθμό των χαρακτηριστικών με εξαιρετικά σφιχτές ανοχές (καθορίστε αυστηρές ανοχές μόνο σε επιφάνειες ζευγαρώματος).
Σχεδιάστε χαρακτηριστικά με τυπικές διαστάσεις όποτε είναι δυνατόν, ώστε να επιτρέπεται η χρήση τυπικών εργαλείων αντί για προσαρμοσμένα εργαλεία.
Ε: Ποιες μορφές αρχείων δέχεστε για αξιολόγηση;
Α: Για να προσδιορίσουμε με ακρίβεια εάν ένα εξάρτημα είναι κατάλληλο για κατεργασία 3 αξόνων, 4 αξόνων ή 5 αξόνων, χρειαζόμαστε ένα μοντέλο 3D CAD (μορφή .STEP ή .IGES). Συμπεριλάβετε επίσης ένα σχέδιο 2D PDF για να καθορίσετε τυχόν οπές με ανοχές, προδιαγραφές νήματος και απαιτήσεις τραχύτητας επιφάνειας.
Ε: Η κατεργασία 5 αξόνων θα έχει μεγαλύτερο χρόνο παράδοσης;
Α: Αυτό εξαρτάται από την πολυπλοκότητα του εξαρτήματος. Ο αρχικός προγραμματισμός (CAM) και ο χρόνος προσομοίωσης σύγκρουσης για κατεργασία 5 αξόνων είναι πράγματι μεγαλύτερος από ό,τι για 3 άξονες. Ωστόσο, μόλις ξεκινήσει η μηχανική κατεργασία, η πραγματική ταχύτητα παραγωγής είναι συχνά μεγαλύτερη, επειδή μειώνει τη μεταφορά και τον χρόνο αναμονής μεταξύ των διεργασιών. Για επείγοντα και πολύπλοκα πρωτότυπα, οι 5 άξονες είναι συνήθως η ταχύτερη επιλογή.
Αναφορές
Machinery's Handbook (31st Edition) – Industrial Press, 2020
Σειρά ISO 10791: Συνθήκες δοκιμής για κέντρα μηχανικής κατεργασίας – Διεθνής Οργανισμός Τυποποίησης