Повний посібник із вибору осі ЧПК для виробників

вступ

При виборі верстата з ЧПК одним з найважливіших технічних рішень є кількість осей обробки.

Багато покупців запитують:

Чи варто нам придбати 3-осьовий верстат з ЧПК, оновити його до 4-осьового верстату з ЧПК чи безпосередньо інвестувати в 5-осьовий обробний центр?

Відповідь залежить від:

• Геометрія деталей
• Складність обробки
• Обсяг виробництва
• Необхідна точність
• Вимоги до кріплення
• Плани автоматизації

Більша кількість осей не означає автоматично підвищення ефективності виробництва.

3-осьовий верстат з ЧПК може бути найкращим вибором для стандартних механічних компонентів.

4-осьовий верстат з ЧПК підходить, коли потрібна додаткова ротаційна обробка.

5-осьовий верстат з ЧПК призначений для складних компонентів, які вимагають багатокутного різання та меншої кількості налаштувань.

 

HCNC Group надає виробничі рішення з ЧПК, які охоплюють фрезерні верстати з ЧПК, обробні центри, 5-осьові верстати з ЧПК, токарні верстати з ЧПК, контролери з ЧПК і промислові роботи. Асортимент продукції включає обробні центри VMC, п’ятиосьові обробні центри HMC, фрезерні верстати з ЧПК та рішення автоматизації для автомобільної, аерокосмічної, медичної, нової енергетики та прецизійного виробництва.

1. Розуміння руху осі ЧПУ

 

 

 

Вісь ЧПК представляє напрямок, у якому може рухатися ріжучий інструмент або заготовка.

Лінійні осі

Вісь X

Горизонтальний рух:

Зліва направо

Вісь Y

Рух по глибині:

Спереду назад

Вісь Z

Вертикальний рух:

Вгору і вниз

Поворотні осі

Вісь

Обертання навколо осі Х

Вісь

Обертання навколо осі Y

Вісь C

Обертання навколо осі Z

Різниця між 3-осьовою, 4-осьовою та 5-осьовою обробкою в основному полягає в додаванні обертального руху до стандартної системи X/Y/Z.

2. 3 Верстат з ЧПК Axis

 

Визначення

3-осьовий верстат з ЧПК керує:

• вісь X
• Вісь Y
• вісь Z

Заготовка зазвичай залишається нерухомою, поки ріжучий інструмент рухається в трьох напрямках.

Обробні центри серії HCNC VMC є типовими прикладами тривісного обробного обладнання, призначеного для загальної обробки металу, виготовлення прес-форм, обробки алюмінію та виробництва механічних компонентів.

Можливість 3-осьової обробки з ЧПУ

Відповідні операції:

• Торцеве фрезерування
• Фрезерування кишень
• буріння
• Постукування
• Обробка пазів
• Контурна обробка

Типові програми

Автомобільні запчастини

Приклади:

• Дужки
• Обкладинки
• Монтажні пластини

Механічні компоненти

Приклади:

• Основи машин
• Світильники
• Конструктивні частини

Алюмінієві деталі

Приклади:

• Електронні корпуси
• Промислові компоненти

Переваги 3-осьового ЧПК

Нижчі інвестиції

Порівняно з 4-осьовими та 5-осьовими машинами:

• Нижча вартість покупки
• Нижча вартість обслуговування
• Простіша робота

Просте програмування

Переваги:

• Стандартне програмування CAM
• Скорочене навчання оператора
• Простіше управління виробництвом

Висока вартість

Для простих і середньої складності деталей 3-осьовий верстат з ЧПК часто забезпечує найкращий баланс між вартістю та продуктивністю.

Обмеження 3-осьового ЧПК

Основні обмеження:

• Обмежений кут наближення інструменту
• Більше змін у кріпленні
• Складна обробка складних поверхонь

приклад:

Для деталі з чотирма поверхнями обробки може знадобитися:

• Перше налаштування
• Ручна репозиція
• Друге налаштування
• Додаткове вирівнювання

Це збільшує час підготовки та збільшує помилки позиціонування.

3. 4 Верстат з ЧПК Axis

 

Визначення

4-осьовий верстат з ЧПК додає одну поворотну вісь до традиційної системи X/Y/Z.

Типова конфігурація:

• вісь X
• Вісь Y
• вісь Z
• Вісь

Додаткова вісь дозволяє заготовці обертатися під час обробки.

Як 4-осьовий ЧПК покращує виробництво

У порівнянні з 3-осьовою обробкою:

4-осьовий верстат може:

• Повертайте заготовку автоматично
• Машина з кількох сторін
• Зменште ручне переміщення
• Поліпшити послідовність

Типові 4-осьові програми

Компоненти валу

Приклади:

• Розподільні вали
• Обертові частини

Компоненти передач

Приклади:

• Механічна обробка зубчастих коліс
• Гвинтові особливості

Багатосторонні деталі

Приклади:

• Корпуси клапанів
• Механічні корпуси

Переваги 4-осьового ЧПК

Кращий бічний доступ

Обертова вісь дозволяє обробляти деталі.

Скорочений час налаштування

Замість обертання заготовки вручну:

Система ЧПК виконує позиціонування автоматично.

Менші інвестиції, ніж 5 Axis

Для багатьох заводів:

4-осьова обробка забезпечує практичне оновлення 3-осьового обладнання.

Обмеження 4-осьового ЧПК

У порівнянні з 5-осьовою обробкою:

• Регулювання кута інструменту обмежена
• Складні вигнуті поверхні залишаються складними
• Можливість обробки підрізів обмежена

4. 5 Верстат з ЧПК Axis

 

Визначення

5-осьовий верстат з ЧПК керує:

Три лінійні осі:

X

Y

Z

Дві поворотні осі:

A/B

A/C

B/C

HCNC надає численні п’ятиосьові обробні центри, включаючи HMC650TJ, HMC800TJ, HMU-400 та інші п’ятиосьові рішення, призначені для високоточної складної обробки.

Можливість 5-осьової обробки

П'ятиосьовий верстат може підтримувати кращу орієнтацію інструменту під час обробки.

Підходить для:

• Комплексні криві
• Глибокі карієси
• Кутові поверхні
• Геометрія вільної форми

Типові програми

Аерокосмічна

частини:

• Лопаті турбіни
• Компоненти двигуна
• Структурні компоненти

Автомобільний

частини:

• Структурні компоненти EV
• Частини двигуна
• Складні форми

Медичний

частини:

• Імплантати
• Хірургічні компоненти

Промисловість цвілі

частини:

• Прес-форми для лиття під тиском
• Порожнини матриці

Технологія п’ятиосьової обробки HCNC зосереджена на застосуваннях, що вимагають складних поверхонь і високої точності, включаючи аерокосмічну, автомобільну, медичну та формувальну промисловість.

5. 3 Таблиця порівняння вісь проти 4-осьового та 5-осьового ЧПК

Особливість	3-осьовий ЧПК	4-осьовий ЧПК	5-осьовий ЧПК
Конфігурація осі	X/Y/Z	X/Y/Z+A	X/Y/Z+A+B/C
Обертовий рух	немає	1 поворотна вісь	2 поворотні осі
Частина складності	Низький-Середній	Середній	Високий
Налаштування кількості	більше	Зменшений	мінімум
Доступ до інструментів	Обмежений	краще	Чудово
Складність програмування	легко	Середній	Просунутий
Вартість машини	Низький	Середній	Високий
Навички оператора	Базовий	Проміжний	Просунутий
Якість поверхні	добре	краще	Чудово
Потенціал автоматизації	добре	добре	Чудово

6. Порівняння налаштувань

 

 

3 осі виробництва

Типовий процес:

• Затиснути заготовку
• Поверхня машини А
• Зняти кріплення
• Обернути частину
• Знову вирівняти
• Продовжити обробку
• Проблеми:
• Довший час підготовки
• Більше світильників
• Більше помилок позиціонування

4 осі виробництва

Покращення:

• Автоматичне обертання
• Зменшена ручна обробка
• Багатостороння обробка

5 Axis Production

Процес:

• Одне налаштування світильника
• Запрограмовано кілька ракурсів
• Повна складна геометрія

Переваги:

• Скорочений час налаштування
• Краща консистенція розмірів
• Вища ефективність виробництва

7. Порівняння точності

Фактор точності	3 Axis	4 Axis	5 Axis
Точність однієї поверхні	Чудово	Чудово	Чудово
Багатостороння точність	Середній	добре	Чудово
Комплексна точність поверхні	Обмежений	Середній	Чудово
Контроль помилок позиціонування	Середній	краще	Найкращий

Перевага п’ятиосьової обробки в основному полягає в зменшенні повторного затискання та збереженні стабільної орієнтації інструменту.

8. Порівняння вартості

Початкова вартість обладнання

Стаття витрат	3 Axis	4 Axis	5 Axis
Інвестиції в машини	Низький	Середній	Високий
Вартість програмування	Низький	Середній	Високий
Вартість навчання	Низький	Середній	Високий
Вартість кріплення	Вище для складних деталей	Середній	Нижня для складних деталей

9. Який верстат з ЧПК повинен вибрати ваш завод?

Виберіть 3-осьовий верстат з ЧПК, якщо:

Ваша фабрика виробляє:

✓ Стандартні механічні частини
✓ Плоскі компоненти
✓ Прості форми
✓ Продукти загальної обробки

Рекомендовані галузі:

• Загальне виробництво
• Дрібносерійне виробництво
• Машинні майстерні

Виберіть 4-осьовий верстат з ЧПК, якщо:

Ваше виробництво вимагає:

✓ Ротаційна обробка
✓ Багатостороння обробка
✓ Частини середньої складності

Рекомендовані галузі:

• Автомобільні постачальники
• Виробники механічних компонентів
• Виробники передач

Виберіть 5-осьовий верстат з ЧПК, якщо:

Ваша фабрика виробляє:

✓ Складні поверхні
✓ Дорогі запчастини
✓ Точні компоненти
✓ Аерокосмічні або медичні частини

Рекомендовані галузі:

• Аерокосмічна
• Автомобільні дослідження та розробки
• Медичний
• Виготовлення прес-форм
• Нова енергія

10. Вибір рішення осі ЧПК HCNC

 

HCNC надає різні рішення з ЧПК відповідно до вимог обробки:

Вимоги до виробництва	Рекомендоване рішення
Стандартне фрезерування	3 осі VMC
Багатостороння обробка	4-осьовий фрезерний верстат з ЧПУ
Складні компоненти	5-осьовий верстат з ЧПК
Велика виробнича лінія	CNC + Робот Автоматизація

 

Категорії продуктів HCNC включають:

• Фрезерний верстат з ЧПУ
• Вертикальний обробний центр
• Горизонтальний обробний центр
• 5-осьовий верстат з ЧПК
• Токарний верстат з ЧПУ
• Промисловий робот

11. Особливості 5-осьового верстата з ЧПК HCNC

Advanced CNC Control

Особливості включають:

• Одночасне управління по п'яти осях
• функція RTCP
• Компенсація точності
• Багатоосьова інтерполяція

Можливість комплексної обробки

Підходить для:

• Аерокосмічні частини
• Автомобільні компоненти
• Прецизійні форми
• Вироби медичного призначення

Інтелектуальна інтеграція виробництва

HCNC також надає рішення для промислових роботів, зокрема:

• Поводження з роботами
• Роботи, які доглядають за машиною
• Зварювальні роботи
• Складальні роботи

Підтримка автоматизованих виробничих ліній.

 

FAQ

Чи завжди 5-осьове ЧПК краще, ніж 3-осьове?
Ні. Для простих деталей 3-осьовий верстат з ЧПК може забезпечити кращу ефективність інвестицій.

Чи достатньо 4-осьового ЧПК для автомобільних деталей?
Для багатьох автомобільних компонентів, так. Однак для складних деталей електромобілів і форм може знадобитися п’ятиосьова обробка.

Яка найбільша перевага 5-осьового ЧПК?
Головною перевагою є зменшення кількості налаштувань при збереженні кращого доступу до інструменту та точності обробки.

Чи виробляє HCNC 3-осьові, 4-осьові та 5-осьові верстати з ЧПК?
так HCNC надає фрезерні верстати з ЧПК, обробні центри, п’ятиосьові верстати з ЧПК, контролери з ЧПК та рішення для автоматизації.