Was ist mit 3-, 4-, 5- oder 6-Achsen-CNC-Bearbeitung gemeint?

Dies ist eine 3-Achsen- oder eine 5-Achsen-CNC-Maschine! Vielleicht haben Sie das schon einmal von jemandem gehört. Haben Sie sich jemals gefragt, was mit einer 3-, 4- oder 5-Achsen-CNC-Maschine gemeint ist?

Nun, Sie sind an der richtigen Stelle, dies ist The Mechanical Post und heute werden wir die verschiedenen CNC-Maschinenachsen besprechen.

Sie können das PDF unter Verschiedene CNC-Maschinenachsen herunterladen am Ende dieses Artikels. Dieser Artikel wurde von Peter Jacobs von CNCmasters.com verfasst. Diese Leute sind seit 1990 im Geschäft, sodass Sie wissen, dass Sie von den Experten lernen. Mehr zum Autor am Ende des Artikels.

Einführung 

Fräsen ist eine der wichtigsten Techniken, die in der CNC-Präzisionsbearbeitung mit Anwendungen eingesetzt werden, die von mechanischen Komponenten und Medizin bis hin zu Luft- und Raumfahrt, Optik, Automobil und mehr reichen. Rotationsfräser werden im Fräsprozess eingesetzt, um Material von einem Werkstück abzutragen. Dieser Vorgang wird ausgeführt, indem das Werkstück in einem Winkel zur Werkzeugachse fixiert wird.

Die Achsen dieser Fräsmaschine bestimmen die Art der Arbeit und die Einsatzbereiche am Werkstück. Es gibt 3-, 4-, 5- und 6-Achsen-Bearbeitung mit einzigartigen Merkmalen, Unterschieden und unterschiedlichen Anwendungen für unterschiedliche Anwendungsfälle.

Hier ist eine kurze Übersicht über 3-, 4-, 5- und 6-Achsen-CNC-Maschinen zusammen mit ihren Definitionen:

3-Achsen-Bearbeitung

Bei der 3-Achsen-Bearbeitung bleibt das Werkstück still, während nur das Schneidwerkzeug entlang der drei Achsen verfahren wird, um das Teil zu fräsen. 3-Achsen-Maschinen finden Anwendung bei der Bearbeitung von 2D- und 2,5D-Geometrien.

Da die 3-Achsen-Bearbeitung nur auf den drei Achsen abläuft, wird der Prozess relativ einfach und ermöglicht das Entfernen des Materials in diesen drei Achsen, die von hinten nach vorne, von Seite zu Seite und von oben nach unten beschrieben werden.

Das 3-Achsen-Fräsen hat seine Grenzen und kann daher nicht zum Entwerfen von Merkmalen in einem Winkel zum X-Y-Z-Koordinatensystem verwendet werden, unabhängig davon, ob das Merkmal planar ist.

Anwendungen von 3-Achsen-CNC-Maschinen

Die 3-Achs-Maschine eignet sich am besten für:

• Automatischer/interaktiver Betrieb
• Bohren von Löchern
• Frässchlitze
• Scharfe Kanten schneiden

4-Achsen-Bearbeitung

Der Prozess beim 4-Achs-Fräsen ist ähnlich wie bei der 3-Achs-Bearbeitung , wo ein Schneidwerkzeug Material von einem Stück entfernt, um die benötigte Form und das Profil zu konstruieren. Die 4-Achs-Bearbeitung ist ein wirtschaftliches Verfahren der Bearbeitung von Bauteilen, was theoretisch auf einer 3-Achs-Maschine möglich ist.

Allerdings wird bei der 4-Achsen-Bearbeitung neben der 3-Achsen-Rotation auf einer weiteren Achse gefräst. Eine 4-Achsen-CNC-Maschine arbeitet auf den X-, Y- und Z-Achsen neben einer weiteren Rotationsachse um die X-Achse, die als A-Achse bezeichnet wird

Meistens wird das Werkstück gedreht, um den Schneidvorgang um die A-Achse zu erleichtern 4-Achs-Fräsen wird eingesetzt, wenn Löcher und Ausschnitte um einen Zylinder oder die Seite eines Teils herum gemacht werden müssen.

Anwendungen von 4-Achsen-CNC-Maschinen  

Die 4-Achs-Bearbeitung ist multifunktional und gilt als optimal für:

• Gravieren gekrümmter Oberflächen
• Intermittierendes Schneiden
• Kontinuierliches Schneiden

5-Achsen-Bearbeitung

Die 5-Achs-Bearbeitung umfasst alle Achsen der 4-Achs-Bearbeitung sowie eine weitere Rotationsachse.

Abgesehen von den 3 traditionellen Achsen, d. h. X, Y und Z, gibt es 2 Rotationsachsen, die als A- und B-Achse bezeichnet werden. So erhalten wir die 5 Achsen. 5-Achs-Fräsmaschinen sind kompetent genug, um präzise zu liefern und komplizierte Komponenten verwendet für künstliche Knochen, Titanteile, Luft- und Raumfahrtprodukte, Autoformen, Öl- und Gasmaschinenteile, architektonische, medizinische und militärische Zwecke.

Diese mehrdimensionale Rotation und Werkzeugbewegung ermöglicht eine beispiellose Präzision, Oberflächengüte und Geschwindigkeit auf der B-Achse während der Konstruktion eines Werkstücks.

Diese Bearbeitungstechnik kann komplizierte Teile liefern, die für High-Level-Anwendungen wie z. B. Luft- und Raumfahrtanwendungen von entscheidender Bedeutung sind.

Die 5-Achsen-Bearbeitung bietet die Option für die Bearbeitung in einem Schritt (Reduzierung der Vorlaufzeit), verbessert den bequemen Zugriff auf die Teilegeometrie und verbessert die Werkzeugstandzeit und Prozesseffizienz durch Neigung des Tisches für die optimale Schnittposition.

Die 5-Achs-Bearbeitung ist vorteilhaft bei einem hohen Grad an Feinheit und Präzision ist nötig.

Anwendungen von 5-Achsen-CNC-Maschinen

Dieser Prozess ist ideal für:

• Funktionsgenauigkeit
• Höhere Oberflächenqualität
• Steigerung der Produktivität
• Schneiden von Feinheiten in Komponenten
• Bearbeitung komplizierter Formen

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6-Achsen-Bearbeitung

Der 6-Achsen-Bearbeitungsprozess ähnelt dem 5-Achsen-Bearbeitungsprozess; es verfügt jedoch über eine zusätzliche Rotationsachse um die Z-Achse, die die Geschwindigkeit im Vergleich zu 5-Achsen-Konfigurationen erheblich steigern kann.

Eine 6-Achsen-Maschine hat das Potenzial, die Rohmetallstangen in das Endprodukt umzuwandeln, indem sie von beiden Enden der Vorrichtung ohne Fehler im hergestellten Teil gedreht wird. 6-Achs-Fräsen ist eine effiziente Lösung, vor allem für komplizierte Bauteile und fordern unübertroffene Präzision.

6-Achsen-CNC-Maschinen erleichtern einige mühsame Aufgaben wie das Bohren von Löchern mit verschiedenen Durchmessern und Bereitstellung unterschiedlicher Geschwindigkeiten und Schnittmuster. Die Endproduktqualität, die von einer 6-Achsen-Maschine geliefert wird ist die beste unter allen anderen CNC-Maschinen.

Die 6-Achs-Maschinen werden typischerweise für die Volumenbearbeitung von Stahl, Gusseisen, Aluminium und Modellbaumaterialien eingesetzt.

Diese Maschine verwendet einen speziellen 3-Achsen-Fräskopf, um eine simultane 6-Achsen-CNC-Bearbeitung zu ermöglichen, wodurch die Produktionszeiten um erstaunliche 75 % verkürzt werden .

Anwendungen von 6-Achsen-CNC-Maschinen

Dieser Bearbeitungsprozess ist ideal für:

• Höchstmögliche Präzision erreichen
• Schnelle und genaue Geschwindigkeiten
• Reduzierte Bearbeitungszeit
• Teile mit höchster Feinheit herstellen

Unterschied zwischen 3-, 4-, 5- und 6-Achsen-CNC-Bearbeitung

3-, 4-, 5-Achsen-Bearbeitung

Der grundlegende Unterschied zwischen der 3-Achsen-, 4-Achsen- und 5-Achsen-Bearbeitung liegt in der Kompliziertheit der Bewegung dass sich sowohl das Schneidwerkzeug als auch das Werkstück relativ zueinander durchbewegen können. Je komplexer die Bewegung zwischen den beiden Teilen ist, desto komplexer ist die Geometrie des Endprodukts.

Die Anzahl der Achsen auf einer CNC-Maschine misst die Art der Arbeit, die ausgeführt werden kann, den Detaillierungsgrad des fertigen Teils und die Positionen der Werkstücke, die manipuliert werden können.

Welchen Maschinentyp Sie wählen sollten, hängt von Ihren spezifischen Anforderungen, Ihrem Zeitplan und Ihrem Budget ab. Luft- und Raumfahrtteile fordern eine beispiellose Präzision und erfordern daher eine 5-Achs-Bearbeitung . Wenn Sie jedoch eine CNC-Maschine zum Bohren von Löchern benötigen , eine 3-Achsen-Maschine sollte die Arbeit gut erledigen.

6-Achsen-Bearbeitung

Dieser Bearbeitungsprozess liefert höchste Präzision in kürzester Zeit und ist daher nur den kompliziertesten Prozessen in Bezug auf Design und Feinheiten vorbehalten.

Hier sind einige bemerkenswerte Unterschiede:

Blitzende Geschwindigkeiten

Die 6-Achsen-CNC-Fräse liefert hohe Geschwindigkeiten ohne Kompromisse bei der Genauigkeit. Neben der zusätzlichen Freiheitsachse sind spezifische Werkzeugbewegungen, begleitet von Werkzeugübergängen, leichter bedienbar als jeder andere Bearbeitungsprozess.

Mehrere Operationen in einer einzigen Maschine

Mit 6-Achsen-Fräsmaschinen können Benutzer Operationen wie Fräsen, Plandrehen, Bohren und Drehen auf einer einzigen Maschine ausführen. Die Bearbeitungszentren müssen lediglich das entsprechende Werkzeug oder die Softwaresteuerung für unterschiedliche Operationen modifizieren.

Verbesserte Produktivität

6-Achs-Maschinen liefern beste Oberflächengüten und schnelle Schnittgeschwindigkeiten. Dieser Prozess sorgt auch für eine gleichmäßigere Motorleistung und bietet eine verbesserte Kontrolle, Beschleunigung und Verzögerung in S-Kurven. Sehen Sie sich dieses informative Video von CNC Titans zu verschiedenen Bearbeitungsachsen an. (*nicht gesponsert)  

Schlussworte

Die CNC-Bearbeitung ist in mehreren fertigungsintensiven Branchen betrieblich vorteilhaft, wobei einige bemerkenswerte Vorteile eine verbesserte Produktqualitätskontrolle, Standardisierung und höhere Präzision sind.

Die CNC-Bearbeitung verwendet CAD-Technologie, um das Schneiden und Formen von Teilen zu automatisieren. Die Anzahl der Achsen in einer Maschine legt die Art der Bewegung fest, die von dieser spezifischen CNC-Maschine erreicht werden kann.

Über den Autor:Peter Jacobs

Peter Jacobs ist Senior Director of Marketing bei CNC Masters. Er ist aktiv an Fertigungsprozessen beteiligt und steuert regelmäßig seine Erkenntnisse für verschiedene Blogs in den Bereichen CNC-Bearbeitung, 3D-Druck, Rapid Tooling, Spritzguss, Metallguss und Fertigung im Allgemeinen bei.