Као професионални добављач прецизних механичких компоненти, наш инжењерски тим често добија упите од купаца као што су: „Да ли овај део апсолутно захтева машинску обраду од 5-оса, или може да се уради јефтиније на машини са 4 осе?“ или „Ако изаберемо 3-осну машинску обраду да бисмо уштедели новац, али она захтева шест операција поновног позиционирања и стезања, да ли ће то значајно утицати на готов производ?“ У области прецизне производње, избор правог типа алатне машине није само техничко питање већ и питање исплативости.
Ослањајући се на своје богато производно искуство у прецизној производњи, Хансхенг вам пружа-дубинско поређење 3-осне, 4-осне и 5-осне ЦНЦ обраде у смислу цене, прецизности, геометрије и величине серије, помажући вам да направите најприкладнији избор.
За даље читање, овај чланак се углавном фокусира на поређења. Ако желите да сазнате више о детаљима одређене технологије, погледајте наше посвећене чланке:
Цоре Цомпарисон
Да бисмо поређење између три опције учинили јаснијим, саставили смо свеобухватну табелу за поређење за вашу брзу референцу.
| Димензија | 3-осна ЦНЦ обрада | 4-осна ЦНЦ обрада | 5-осна ЦНЦ обрада |
|---|---|---|---|
| Принцип покрета | Линеарно кретање по Кс, И, З осовинама. Алат за сечење је увек окомит на радни предмет. | Линеарно кретање по Кс, И, З оси + А-оси (обрадак се ротира око Кс-осе). | Линеарно кретање по Кс, И, З оси + А/Б/Ц оси (обрадак може да се ротира/нагиње у свим оријентацијама). |
| Цоре Цапабилити | Може да обрађује само горњу површину или једну референтну раван. | Може да обрађује четири стране у једној поставци; погодан за цилиндричне делове и спиралне карактеристике. | Може да обради пет лица у једној поставци; способан за машинску обраду веома сложених континуираних површина и подрезивања. |
| Цена обраде | Најниже (нпр. ниже сатнице). | Умерено (исплативо-, смањује трошкове ручног подешавања). | Највиша (скупа опрема, сложено програмирање). |
| Сложеност програмирања | Једноставан, може га подесити обичан оператер. | Умерено, захтева разматрање интерференције ротационе осе. | Веома висок, захтева напредни ЦАМ софтвер и искусне инжењере. |
| Прикладни делови | Равне плоче, једноставна кућишта, делови са једно-бочним бушењем. | Осовине, зупчаници, кућишта са бочним рупама, цилиндрична гравура. | Лопатице турбине, ваздухопловне структурне компоненте, ортопедски имплантати. |
| Главна ограничења | Вишеструка подешавања су потребна за више{0}}обраду, што доводи до акумулираних грешака и ниске ефикасности. | Не могу да обрађују рупе под углом које нису окомите на осу ротације; мртве зоне и даље постоје. | Висока цена; изузетно високи захтеви за дизајн арматуре. |
Како одабрати на основу вашег пројекта?
Хансхенг Аутоматион вам помаже да процените број осовина потребних за ваш пројекат из две перспективе.
Геометријске карактеристике и сложеност делова пројекта
1. Ако су делови првенствено равни, са карактеристикама (рупама, уторима, шупљинама) концентрисаним у једном или два супротна смера, или ако део захтева машинску обраду на највише две површине и захтеви за толеранцијом дозвољавају ручно окретање (нпр. +/- 0.05 мм или више), онда је 3-осна обрада најекономичнија опција.
2. Ако су делови пројекта цилиндрични, или су карактеристике распоређене око централне осе (као што су зупчаници или чауре са бочним рупама), или ако ваши квадратни делови захтевају опсежну машинску обраду са стране, 4-осна обрада може да заврши рад на четири површине у једној поставци, избегавајући проблеме са губитком података ки на поновљеној сету3-3 машине.
3. Ако ваш дизајн укључује сложене органске површине (као што су импелери), просторно сложене рупе под углом (не-вертикалне, не-хоризонталне) или дубоке шупљине и уске прорезе који захтевају нагињање алата да би се одржала крутост, или ако треба да одржавате изузетно високу тачност положаја, толеранције на {6}прецизност површине{6} део, онда само 5-осна обрада може задовољити ваше потребе.
Економија пројекта и производна скала
1. За прототипове и веома мале серије (приближно 1-10 комада), обрада са 3 осе је обично пожељан избор због најниже почетне цене. Осим ако вас геометрија не приморава да користите вишеосну обраду, покушајте да поједноставите дизајн тако да одговара машинској обради са 3 осе.
2. За производњу средњег-обима (10-500 комада), 4-осна обрада нуди најбољу исплативост. Иако је сатница за машину са 4 осе нешто виша од машине са 3 осе, она штеди значајну количину времена за ручно подешавање. На пример, део који захтева три окретања на машини са 3 осе може се завршити у једном подешавању на машини са 4 осе, што резултира значајним смањењем укупних трошкова.
3. За велике-производње са високим захтевима за прецизност и потребом да се гарантује изузетно висока тачност положаја, или ако су делови изузетно сложени, наша препорука је да иако обрада на 5-оси има већу јединичну цену, она елиминише време чекања и ризик од отпада у више-процесним радним токовима и може имати већи трошак у смислу укупног циклуса пројекта.
Уобичајене заблуде о више{0}}осиној машинској обради
Заблуда 1: „Што више секира има машина, то ће бити бољи квалитет обраде.“
Ово схватање није сасвим тачно. Квалитет обраде зависи од више фактора, као што су крутост алатне машине, избор алата за сечење и ниво вештине инжењера. Не би требало слепо да следимо високу технологију тако што ћемо се одлучити за машине са пет{2}}осних осовина; требало би да размотримо стварне потребе пројекта.
Заблуда 2: „Машине са пет-алата могу све.“
Истина је да машине са пет{0}осних осовина такође имају ограничења. Имају веома висок ризик од сметњи у фиксирању, а дужина алата је ограничена. Штавише, време програмирања и отклањања грешака за машинску обраду са пет-осе је много дуже него за машинску обраду са три{4}}осе. За једноставне делове, коришћење машине са пет-осова је као „коришћење супераутомобила за испоруку хране за понети“-могуће је, али је то огромно губљење ресурса.
У закључку
У компанији Хансхенг Аутоматион, придржавамо се филозофије „практичне производње“. Нећемо покушавати да вам продамо скупе процесе само зато што имамо врхунску-опрему. Уместо тога, посвећени смо проналажењу оптималне равнотеже између квалитета и цене кроз ДФМ (Дизајн за производност) анализу.
ФАК
П: Ако мој део може да се обради на машини са 3 осе, могу ли и даље да захтевам машинску обраду од 5 осе?
О: Технички, то је могуће, али обично је непотребан отпад. Осим ако немате изузетно високе захтеве за завршну обраду дела (нпр. захтевате 5-истовремену машинску обраду да бисте смањили трагове сечења са кугличног-крајњег глодала), препоручујемо да следите „принцип најједноставнијег процеса“ и да користите 3-осну машинску обраду за најбољу исплативост.
П: Из перспективе дизајна, како могу да смањим трошкове више-осинске обраде?
О: Максимизирајте радијус унутрашњих филера (избегавајте коришћење алата изузетно малог пречника).
Смањите број карактеристика са изузетно уским толеранцијама (наведите само строге толеранције на површинама које се спајају).
Карактеристике дизајна са стандардним димензијама кад год је то могуће како би се омогућило коришћење стандардних алата уместо прилагођених алата.
П: Које формате датотека прихватате за процену?
О: Да бисмо тачно утврдили да ли је део погодан за 3-осну, 4-осну или 5-осну машинску обраду, потребан нам је 3Д ЦАД модел (.СТЕП или .ИГЕС формат). Такође приложите 2Д ПДФ цртеж да бисте навели све рупе са толеранцијама, спецификацијама навоја и захтевима за храпавост површине.
П: Да ли ће 5-осна обрада имати дуже време?
О: Ово зависи од сложености дела. Почетно програмирање (ЦАМ) и време симулације колизије за 5-осну обраду су заиста дуже него за 3-осне. Међутим, када обрада почне, стварна брзина производње је често већа јер смањује време преноса и чекања између процеса. За хитне и сложене прототипове, 5-осна је обично бржа опција.
Референце
Приручник за машине (31. издање) – Индустриал Пресс, 2020
Серија ИСО 10791: Услови испитивања за обрадне центре – Међународна организација за стандардизацију