Vo vysoko{0}}svete presnej výroby často panuje mylná predstava, že „viac osí“ automaticky znamená „lepšie diely“. Vidíme to stále: manažéri obstarávania požadujú drahé 5-osové obrábanie dielov, ktoré by bolo možné vyrábať rýchlejšie, lacnejšie a rovnako presne na robustnom 3-osovom CNC stroji.
Ako špecializovaný výrobca presných strojov-od vačkového indexéra až po komplexné automatizačné diely{1}}sme presvedčení, že si pre danú prácu vyberieme ten správny nástroj.
Čo je 3-osové CNC obrábanie?
3-osové CNC obrábanie je subtraktívny proces, ktorý odstraňuje materiál z pevného obrobku. Môžete si to predstaviť takto: obrobok je upnutý naplocho na lôžko stroja a rezný nástroj sa zvyčajne otáča rýchlosťou 3 000 až 20000+ otáčok za minútu a pohybuje sa v troch lineárnych rovinách.
Os -X: Pohyb doľava-doprava.
Y-os: pohyb tam-a{2}}vpred.
Os -Z: Pohyb nahor-a{2}}nadol.
V 3-osovom nastavení sa nástroj nemôže nakláňať; po celý čas zostáva kolmá na obrobok. To mu poskytuje vynikajúcu tuhosť a stabilitu. Okrem toho, pretože stroj má menej pohyblivých spojov ako 5-osové obrábacie centrum, môže zvyčajne vykonávať ťažšie rezy s menšími vibráciami alebo chvením, čo vedie k vynikajúcej povrchovej úprave rovinných prvkov.
Prečo je 3-Axis jednoduchšia voľba?
Pre väčšinu mechanických dielov je najlepšou voľbou 3-osové obrábanie. Hansheng Automation to podrobne vysvetlí z troch aspektov: hospodárnosť, presnosť a rýchle riešenia upínania obrobku.
ekonomika
Vzhľadom na jeho menej zložitý charakter v porovnaní so 4-osovým a 5-osovým CNC obrábaním sú jeho náklady relatívne nižšie. Z hľadiska trendu na trhu sú náklady na nákup a údržbu 3-osových strojov nižšie ako pri viacosových strojoch. Okrem toho sa výrazne skráti čas programovania pre CAM (Computer-Aided Manufacturing), čo znižuje náklady na pracovnú silu. Napríklad pri obrábaní série hliníkových koncoviek alebo oceľových montážnych dosiek používanie 3-osového obrábacieho centra znamená, že nemusíte platiť za technológiu, ktorú nepotrebujete.
Presnosť polohy pre ploché prvky
3-osové obrábanie dokáže dokonale zvládnuť diely vyžadujúce vysokú rovinnosť a dokonale kolmé vŕtané otvory. Vezmime si ako príklad výrobu skrine prevodovky. Spojovacie plochy musia byť absolútne rovné, aby sa zabezpečilo olejotesné tesnenie. Pevná 3-osová operácia čelného frézovania poskytuje najrovnejšiu povrchovú úpravu, ktorá zaisťuje, že naše planétové prevodovky fungujú bez netesností.
Rýchle riešenia na uchytenie obrobku
Upínanie obrobku je rýchlejšie pri 3-osovom obrábaní. Pomocou štandardných zverákov alebo vákuových stolov dokážeme vymeniť diely v priebehu niekoľkých sekúnd. To umožňuje veľkoobjemovú výrobu s minimálnymi prestojmi.
Obmedzenia 3-osových systémov
Obmedzenia 3-osového obrábania Výhody 3-osového obrábania uvedené vyššie neznamenajú, že je to všeliek pre všetky diely; musíme pochopiť jeho obmedzenia.
Podrezanie
Kvôli priamej{0}}reznej hrane (osi Z{1}}) nemôže obrábať oblasti nachádzajúce sa pod prírubami alebo prevismi.
Viaceré nastavenia
Ak má vaša súčiastka prvky na boku (napríklad bočné otvory na potrubí), operátor musí ručne zastaviť stroj, uvoľniť svorky, otočiť súčiastku o 90 stupňov a potom znova{1}}upevniť.
Poznámka: Pri každom pohybe dielu existuje malé riziko kumulatívnej chyby tolerancie. Pre extrémne zložité geometrie práve vtedy odporúčame 4-osové alebo 5-osové služby.
Priemyselné aplikácie: Kde používame 3-osové systémy?
Automatizácia a baliace zariadenia
V našej analýze automatických zmršťovacích baliacich strojov sme zdôraznili potrebu robustných konštrukčných komponentov.
Držiaky motora a základové dosky: Tieto ťažké{0}}oceľové dosky vyžadujú presné vzory otvorov na zarovnanie motora s hnacím hriadeľom. 3-cykly vŕtania osi hnacieho hriadeľa zaisťujú presnosť polohy-k{3}}otvoru až na úroveň mikrometrov.
Dopravníkové koľajnice: Dlhé, rovné hliníkové koľajnice používané v prietokových obaloch sú opracované na našej veľkej-stolovej 3{2}}osovej fréze, aby sa zabezpečil hladký pohyb fólie bez zaseknutia.
Komponenty na prenos energie
Zatiaľ čo vnútorné ozubené kolesá planétovej prevodovky môžu vyžadovať odvaľovanie ozubených kolies, telesá skrine a vstupné/výstupné príruby sú najlepšími kandidátmi na 3-osové sústruženie a frézovanie.
Všeobecný presný hardvér
Od chladičov pre elektronické zariadenia až po špeciálne nástroje používané na montážnych linkách.
Materiálová všestrannosť
Jednou zo silných stránok 3-osového obrábania je jeho schopnosť zvládnuť prakticky akýkoľvek tuhý materiál.
Hliník (6061/7075)
Ideálne pre-vysokorýchlostné obrábanie. Vyrábame ľahké letecké konzoly a komponenty ramien robotov.
Nehrdzavejúca oceľ (304/316)
Vyžaduje pevné stroje, aby sa zabránilo{0}}tvrdnutiu práce. Ideálne pre časti baliacich strojov-na potravinárske účely.
Engineering Plastics (POM/Delrin)
Používa sa pre vodiace bloky s nízkym{0}}trením v automatizačných systémoch.
Design for Manufacturing (DFM) Hroty pre 3-osové
Chcete znížiť náklady na CNC? Navrhujte svoje diely s ohľadom na 3-osový proces. Tu sú tipy z našej inžinierskej podlahy:
Vyhnite sa hlbokým, úzkym vreckám
Dlhé nástroje vibrujú. Pokúste sa udržať hĺbku vrecka menšiu ako 4-násobok priemeru nástroja.
Pridajte zaoblenia (polomer) do vnútorných rohov
Okrúhly spriadací nástroj nedokáže vyrezať dokonalý štvorcový roh. Pridanie polomeru umožňuje nástroju sa pohybovať nepretržite bez zastavenia, čím sa zlepšuje povrchová úprava.
Obmedzte zmeny nastavenia
Pokúste sa navrhnúť prvky iba na jednej alebo dvoch stranách dielu. Čím menej krát musíme súčiastku prevrátiť, tým lacnejšie je to vyrobiť.
Prečo spolupracovať s Hansheng Automation?
Nerežeme len kov. Poskytujeme inžinierske výrobné riešenia.
Či už potrebujete prototyp pre nový kryt Cam Indexer alebo 5 000 kusov držiakov baliaceho stroja, náš tím analyzuje vaše CAD dáta, aby vybral najefektívnejší proces. Ak je možné súčiastku vyrobiť na 3-osovom stroji, aby ste ušetrili peniaze bez zníženia kvality, odporúčame vám to.
Presnosť: Tolerancie až ± 0,005 mm.
Kapacita: Od jednotlivých prototypov až po-veľkoobjemovú výrobu.
Integrácia: Súčiastky môžeme opracovať a dokonca z nich zostaviť pod-jednotky (ako sú prevodovky alebo otočné stoly)-vo vlastnej réžii.
Ste pripravení optimalizovať svoju výrobu?
Nahrajte svoje kresby ešte dnes. Nechajte našich inžinierov skontrolovať váš návrh z hľadiska kompatibility s 3 osami a do 24 hodín vám poskytnú konkurenčnú cenovú ponuku.
FAQ
Otázka: Aká je štandardná drsnosť povrchu, ktorú môžete dosiahnuť pomocou 3-osového CNC obrábania?
Odpoveď: Pre hliníkové zliatiny a oceľové diely je štandardná-drsnosť obrobeného povrchu zvyčajne medzi Ra 1,6 μm a 3,2 μm. Použitím-precíznych čelných fréz a jemných priechodov môžeme dosiahnuť Ra 0,8 μm alebo lepšie na utesnených spojovacích povrchoch (ako sú rozhrania krytu prevodovky). Ak sa vyžaduje zrkadlová povrchová úprava, odporúčame pridať po-kroky spracovania, ako je leštenie alebo eloxovanie.
Otázka: Keďže 3-os môže rezať iba kolmo, ako obrába šikmé povrchy?
A: Toto je bežná mylná predstava. Aj keď os nástroja nie je možné nakloniť, môžeme použiť technológiu 3D povrchového frézovania, ktorá využíva guľové-čelové frézy, na vykonávanie mimoriadne jemných krokov-rezov tak, aby sa „prispôsobili“ nakloneným alebo zakriveným povrchom. Aj keď je to o niečo pomalšie ako 5-stranné frézovanie, je to vysoko nákladovo efektívna alternatíva pre zložité zakrivené diely, ktoré nevyžadujú častú hromadnú výrobu.
Otázka: Prečo je cena mojej 3-osovej časti vyššia, ako sa očakávalo? Aké sú hlavné faktory nákladov?
Odpoveď: Aj pri 3-osovom obrábaní majú konštrukčné prvky výrazne vplyv na náklady.
Hlboké vrecká
Dutiny hlbšie ako 5-násobok priemeru nástroja vyžadujú špeciálne dlhé nástroje a rýchlosť rezania sa musí spomaliť, aby sa zabránilo vibráciám nástroja.
Malý vnútorný polomer
Ak navrhujete vnútorný roh s polomerom 0,5 mm, musíte použiť mimoriadne jemné nástroje na čistenie rohov, čo je veľmi časovo-náročné. Odporúča sa maximalizovať polomer rohu.
Prísne tolerancie
Globálna tolerancia +/- 0.01 mm bude stáť niekoľkonásobne viac ako +/- 0.1 mm. Odporúča sa špecifikovať tesné tolerancie iba na kritických miestach spojenia (podľa ISO 2768).
Referencie
Oberg, E., Jones, FD, a kol. (2020). Príručka k strojom (31. vydanie). Priemyselný lis.
ISO 2768-1:1989. Všeobecné tolerancie - Časť 1: Tolerancie pre lineárne a uhlové rozmery bez označenia individuálnych tolerancií. Medzinárodná organizácia pre normalizáciu.