CNC-bewerking: 3-as, 4-as en 5-assystemen vergelijken voor optimale precisie

Frezen is een belangrijke technologie gebruikt in CNC-precisiebewerking, met toepassingen in medische, luchtvaart, optische en mechanische onderdelen. Frezen gebruikt roterende gereedschappen om materiaal van het werkstuk te verwijderen door het werkstuk te voeden onder een hoek ten opzichte van de gereedschapsas. De instructies worden ingevoerd in de CNC-machine via CAD-bestanden en omgezet in een set nauwkeurige volginstructies. CNC-machines gebruiken deze programmeeropdrachten om automatisch te werken zonder fysieke operator. Fabrikanten hebben veel voordelen verkregen door toepassing van CNC-bewerking, zoals kostenverlaging, snelheidsverhoging, nauwkeurigheidsverbetering en productiviteitsverhoging.

De as van de freesmachine bepaalt het type werkstuk en de positie die op het werkstuk voltooid kan worden. Deze machines hebben minimaal 3 assen en lopen langs het XYZ-vlak: X-as (verticaal), Y-as (horizontaal) en Z-as (diepte). De 4e as vertegenwoordigt de A-as (rotatie om de X-as), en de 5e as vertegenwoordigt de B-as (rotatie om de Y-as).

Hier bekijken we de verschillen tussen 3-as, 4-as en 5-as bewerking en de typen en voordelen van hun toepasbare onderdelen.

Wat is 3-as bewerking?

3-as bewerking is een freesproces uitgevoerd op de X- en Y-assen, wat betekent dat het werkstuk in dezelfde positie blijft, terwijl het snijgereedschap langs het XYZ-vlak werkt om materiaal af te snijden. Omdat 3-as bewerking alleen op 3 assen kan worden uitgevoerd, is het relatief simpel en kan materiaal van achter naar voren, zij naar zij, en boven naar beneden op deze 3 assen worden verwijderd. Dit is geschikt voor onderdelen die niet veel diepgang en detail vereisen. Drie-as bewerking wordt meest gebruikt voor het produceren van mechanische onderdelen, en is meest geschikt voor:

• Automatische/interactieve bediening
• Nutfrezen
• Boren
• Scherpe randen snijden

Hoewel drie-as bewerking het meest basale proces is, kan het, afhankelijk van de productieschaal, werkstukeisen, precisie en afwerkingsbeperkingen, gebruikte materialen en spanningsmogelijkheden, de ideale keuze zijn voor uw bewerkingsproject.

3-as frezen kan dezelfde producten produceren als 4-as en 5-as freesmachines, maar 3-as freesmachines kunnen niet hetzelfde detailniveau of efficiëntie bieden. De 3-as kan één kenmerk per bewerking snijden, maar kan niet concurreren met 5-as werk qua kwaliteit of winstgevendheid.

Wat is 4-as bewerking?

4-as frezen omvat hetzelfde proces als 3-as bewerking, waarbij een snijgereedschap wordt gebruikt om materiaal van het werkstuk te verwijderen om de gewenste vorm en contour te creëren. Echter, bij vier-as bewerking wordt gefreesd op de additionele as. Een 4-as CNC-machine draait op de X-, Y- en Z-assen zoals een 3-as machine, maar het omvat ook rotatie om de X-as (A-as genoemd). Dit is de 4e as die tijdens ons bewerkingsproces wordt toegevoegd. In de meeste gevallen zal het werkstuk roteren om snijden rond de B-as mogelijk te maken.

4-as frezen is nuttig wanneer gaten en sneden aan de zijkant van het werkstuk of rond de cylinder gemaakt moeten worden. Ze kunnen snel en efficiënt werk leveren op basis van computergestuurde invoer voor nauwkeurige resultaten. Toepasbaar in diverse industrieën, waaronder Industrie, Technologisch Onderzoek, Onderwijs, Hobby Prototyping, Reclameontwerp, Kunst Creëren, Medische Apparatuur, etc.

De additionele vierde as (A-as) kan het werkstuk automatisch draaien, zodat de machine materiaal van beide kanten kan verwijderen. Vier-as bewerking is veelzijdig en kan worden gebruikt voor:

• Onderbroken snijden
• Continu snijden
• Gegraveerd oppervlak

Wat is 5-as bewerking?

5-as bewerking betekent dat het werkstuk automatisch van vijf zijden tegelijk kan worden bediend. Naast automatische beweging langs X-, Y- en Z-assen, kunnen 5-as CNC-machines ook twee van de drie rotatieassen (A, B, C) selecteren voor gebruik. De A-, B- en C-assen voeren 180° rotatie uit rond de X-, Y- en Z-assen respectievelijk. Dit type bewerking wordt gebruikt in de auto-, luchtvaart- en scheepsbouwindustrie. Meestal zeer geschikt voor extreem complexe componenten die massief zijn en gegoten moeten worden.

5-as bewerking vereist langere voorbereidingstijd voor CNC-programmering om aan te passen aan complexe rotatiebewegingen, maar stelt bewerking op alle vijf zijden van een werkstuk in één operatie toe. Deze multidimensionale rotatie en gereedschapsbeweging maken de B-as in de productie van het werkstuk ongekend precies, afwerking en snelheid. In staat om nauwkeurige en complexe onderdelen te creëren voor kunstmatige botten, luchtvaartproducten, titaniumonderdelen, olie- en gasmachines, automobiele matrijzen, medische, bouw- en militaire producten.

Verward 5-as indexerend frezen niet met echte 5-as bewerking. Vijf-as indexerende bewerking heet ook 3+2 bewerking, wat geen continue contact kan handhaven tussen het snijgereedschap en het werkstuk op alle rotatieassen. Echte 5-as bewerking gebruikt gelijktijdig de drie lineaire assen (X, Y, Z) en twee rotatieassen (A en B) van de machine, wat resulteert in complexere contouroppervlaktebewerking.

5-as indexeren is erg geschikt voor onderdelen die geen extreme contourcontrole vereisen, zoals beugels, beugels, behuizingen en andere componenten die vaak in productie worden gebruikt. Als u een ontwerp met uitstekende functionaliteit nodig heeft, dan is echte 5-as bewerking waarschijnlijk uw beste keuze.

Configuratie voor 5-as bewerking

Er zijn twee hoofconfiguraties voor een vijf-as machine:
Rotatie-rotatie type: Deze machines benutten de rotatie-as door de hoofdas te roteren. Deze stijl is het beste voor het verwerken van zwaardere onderdelen omdat de werktafel altijd waterpas is.

Wipstaart type: De wipstaart machine heeft een bewegelijke werktafel, wat erg nuttig is voor het verwerken van grote volumes, omdat de hoofdas geen ruimte inneemt.

Het specifieke type machine dat gebruikt wordt, hangt af van diverse factoren van uw werk, inclusief het gewicht van onderdelen en het aantal eindproducten.

Voordelen van 5-as bewerking:

Bewerkingstijd reduceren

Bij vijf-as bewerking wordt de platbodem eindfrees gebruikt om een verticale toestand te handhaven voor de complexe vormbewerking, wat de bewerkingstijd aanzienlijk kan reduceren. Het principe van het vijf-as bewerkingscentrum is ook geschikt voor zijkantfrezen met angewinkelde oppervlakken, wat rib-achtige texturen veroorzaakt door balfrezen kan elimineren, de oppervlaktekwaliteit van de vorm ideaaller maakt, en de werklast van handmatig frezen en handmatig werk van het opschonen van het vormoppervlak vermindert.

Complex ontwerp

De additionele beweging beschikbaar in 5-as bewerking stelt u in staat complexe vormen en ontwerpen te bereiken. Met een vijf-as machine kunt u bewerkingshoeken en bochten bereiken die voorheen alleen mogelijk waren met meerdere opstellingen en talloze speciale spanningsmiddelen. Uiteindelijk elimineert vijf-as bewerking de noodzaak om complexe spanningsmiddelen te creëren, omdat u het onderdeel eenmalig kunt vastzetten en in een enkel proces kunt roteren om de gewenste geometrie te verkrijgen.

Bewerkingsnauwkeurigheid verbeteren

Door de vijf-as bewerkingstechnologie wordt het probleem opgelost dat het werkstuk op een complexe hoek herpositioneerd moet worden en meerdere keren gedebugd moet worden, wat niet alleen de tijd verkort, maar ook de fouten aanzienlijk reduceert. De kosten van de spanningsvoorzieningen die bij het installeren van het werkstuk nodig zijn, zijn ook bespaard, en de machine heeft ook de bewerking van complexe onderdelen bereikt, zoals boren, kegelbewerking en kaviteiten die vereist zijn voor complexe oppervlakken, wat niet mogelijk is met traditionele methoden.

Snellere materiaalverwijdering

Bij 5-as bewerking blijft het snijgereedschap tangent aan het snijoppervlak, wat de cyclusverkort, wat helpt kosten te besparen omdat u meer materiaal verwijdert bij elke snede.

Betere oppervlakteafwerking

De vierde en vijfde as kunnen u helpen het onderdeel te orienteren en het onderdeel dichter bij het snijgereedschap te brengen, zodat u een korter snijgereedschap kunt gebruiken dat niet gevoelig is voor trillingen bij extrem hoge snijsnelheden, wat u helpt een betere oppervlakteafwerking te krijgen.

Hoge productiviteit

Het vijf-as bewerkingscentrum kan de bewerkingstijd en hulptijd van de onderdelen effectief reduceren. Het vijf-as gekoppelde bewerkingscentrum heeft een breed bereik van spindelsnelheid en voeding, waardoor de machine krachtig kan snijden met een grote snijhoeveelheid. Het vijf-as gekoppelde bewerkingscentrum gaat nu in de era van hogesnelheidsbewerking, de snelle verplaatsing en positionering van bewegende delen van het vijf-as bewerkingscentrum en hogesnelheidssnijbewerking hebben de doorlooptijd tussen half-fabrikaten verminderd en de productie-efficiëntie verbeterd.

Hoewel de voordelen van vijf-as ten opzichte van 4-as en 3-as zeer prominent zijn, zijn niet alle producten geschikt voor vijf-as bewerking, en die geschikt zijn voor drie-as bewerking zijn niet noodzakelijk geschikt voor vijf-as bewerking. Als u producten die door drie-as kunnen worden bewerkt, met vijf-as bewerkt, zal dit niet alleen de kosten verhogen, maar het effect is niet noodzakelijk goed. Alleen door redelijke arrangeringen te maken en geschikte machine voor het product te formuleren, kan de waarde van de machine zelf tot uiting worden gebracht.

Als u niet weet welke methode geschikt is voor uw project, stuur ons de informatie, en ons professionele technische team geeft u de meest professionele en geschikte oplossing.