CNC-Bearbeitung:3-Achsen VS 4-Achsen VS 5-Achsen

Fräsen ist eine wichtige Technologie, die in der CNC-Präzisionsbearbeitung verwendet wird , mit Anwendungen in Medizin, Luft- und Raumfahrt, optischen und mechanischen Teilen. Beim Fräsen werden rotierende Werkzeuge verwendet, um Material vom Werkstück zu entfernen, indem das Werkstück in einem Winkel relativ zur Werkzeugachse zugeführt wird. Die Anweisungen werden über CAD-Dateien in die CNC-Werkzeugmaschine eingegeben und in einen Satz präziser Sequenzanweisungen umgewandelt. CNC-Werkzeugmaschinen verwenden diese Programmierbefehle, um automatisch zu arbeiten, ohne dass ein physischer Bediener erforderlich ist. Hersteller haben durch die Anwendung der CNC-Bearbeitung viele Vorteile erzielt, wie z. B. Kostensenkung, Geschwindigkeitssteigerung, Verbesserung der Genauigkeit und Steigerung der Produktivität.

Die Achse der Fräsmaschine bestimmt die Art des Werkstücks und die Position, die auf dem Werkstück fertiggestellt werden kann. Diese Maschinen haben mindestens 3 Achsen und laufen entlang der XYZ-Ebene:X-Achse (vertikal), Y-Achse (horizontal) und Z-Achse (Tiefe). Die 4. Achse repräsentiert die A-Achse (Rotation um die X-Achse) und die 5. Achse repräsentiert die B-Achse (Rotation um die Y-Achse).

Hier sehen wir uns die Unterschiede zwischen der 3-Achsen-, 4-Achsen- und 5-Achsen-Bearbeitung und die Typen und Vorteile der anwendbaren Teile an.

Was ist 3-Achsen-Bearbeitung?

Die 3-Achsen-Bearbeitung ist ein Fräsprozess, der auf der X- und Y-Achse ausgeführt wird, was bedeutet, dass das Werkstück in derselben Position bleibt, während das Schneidwerkzeug entlang der XYZ-Ebene arbeitet, um das Material abzuschneiden. Da die 3-Achsen-Bearbeitung nur auf 3 Achsen durchgeführt werden kann, ist sie relativ einfach und kann auf diesen 3 Achsen Material von hinten nach vorne, von Seite zu Seite und von oben nach unten entfernen. Dies ist für Teile geeignet, die nicht viel Tiefe und Detail erfordern. Die dreiachsige Bearbeitung wird am häufigsten zur Herstellung mechanischer Teile verwendet und eignet sich am besten für:

• Automatischer/interaktiver Betrieb
• Schlitzfräsen
• Bohren
• Scharfe Kanten schneiden

Obwohl die dreiachsige Bearbeitung der grundlegendste Prozess ist, kann die dreiachsige Bearbeitung je nach Produktionsumfang, Werkstückanforderungen, Präzisions- und Endbearbeitungseinschränkungen, verwendeten Materialien und Spannmöglichkeiten die ideale Wahl für Ihr Bearbeitungsprojekt sein.

3-Achsen-Fräsen kann die gleichen Produkte produzieren wie 4-Achsen- und 5-Achsen-Fräsmaschinen, aber 3-Achsen-Fräsmaschinen können nicht den gleichen Detaillierungsgrad oder die gleiche Effizienz bieten. Der 3-Achser kann ein einzelnes Merkmal während des Betriebs schneiden, aber er kann die 5-Achsen-Arbeit in Bezug auf Qualität oder Rentabilität nicht erreichen.

Was ist 4-Achsen-Bearbeitung?

4-Achsen-Fräsen beinhaltet denselben Prozess wie die 3-Achsen-Bearbeitung, bei der ein Schneidwerkzeug zum Entfernen verwendet wird Material aus dem Werkstück, um die gewünschte Form und Kontur zu erzeugen. Bei der vierachsigen Bearbeitung wird jedoch auf der zusätzlichen Achse gefräst. Eine 4-Achsen-CNC-Werkzeugmaschine läuft auf den X-, Y- und Z-Achsen wie eine 3-Achsen-Werkzeugmaschine, beinhaltet aber auch eine Rotation um die X-Achse (A-Achse genannt). Dies ist die 4. Achse, die während unseres Bearbeitungsprozesses hinzugefügt wird. In den meisten Fällen dreht sich das Werkstück, um das Schneiden um die B-Achse zu ermöglichen.

Das 4-Achs-Fräsen ist nützlich, wenn Löcher und Schnitte an der Seite des Werkstücks oder um den Zylinder herum gemacht werden müssen. Sie können auf der Grundlage digitaler Computereingaben schnell und effizient arbeiten, um genaue Ergebnisse zu erzielen. Kann in mehreren Branchen verwendet werden, einschließlich Industrie, Technologieforschung, Lehre, Bau von Hobby-Prototypen, Werbedesign, Kunsterstellung, Herstellung medizinischer Geräte usw.

Die zusätzliche vierte Achse (A-Achse) kann das Werkstück automatisch drehen, sodass die Maschine von beiden Seiten Material abtragen kann. Die vierachsige Bearbeitung ist vielseitig und kann verwendet werden für:

• Intermittierendes Schneiden
• Kontinuierliches Schneiden
• Geschnitzte Oberfläche

Was ist 5-Achsen-Bearbeitung?

Durch die 5-Achs-Bearbeitung kann das Werkstück automatisch von fünf Seiten gleichzeitig bearbeitet werden. Zusätzlich zur automatischen Bewegung entlang der X-, Y- und Z-Achse können 5-Achsen-CNC-Werkzeugmaschinen auch zwei der drei Rotationsachsen (A, B, C) zur Verwendung auswählen. Die A-, B- und C-Achsen führen jeweils eine 180°-Drehung um die X-, Y- und Z-Achse aus. Diese Art der Bearbeitung wird in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt- und Bootsindustrie eingesetzt. Meist sehr gut geeignet für extrem komplexe Bauteile, die massiv sind und gegossen werden müssen.

Die 5-Achs-Bearbeitung erfordert eine längere Vorbereitungszeit für die CNC-Programmierung, um sich an komplexe Drehbewegungen anzupassen, ermöglicht jedoch die Bearbeitung aller fünf Seiten eines Werkstücks in einem Arbeitsgang. Diese mehrdimensionale Dreh- und Werkzeugbewegung macht die B-Achse bei der Fertigung des Werkstücks mit beispielloser Präzision, Finish und Geschwindigkeit. Kann präzise und komplexe Teile für künstliche Knochen, Luft- und Raumfahrtprodukte, Titanteile, Öl- und Gasmaschinenteile, Automobilformen, Medizin-, Bau- und Militärprodukte herstellen.

Verwechseln Sie 5-Achs-Indexfräsen nicht mit echter 5-Achs-Bearbeitung. Die fünfachsige Teilungsbearbeitung wird auch als 3 + 2-Bearbeitung bezeichnet, die keinen kontinuierlichen Kontakt zwischen dem Schneidwerkzeug und dem Werkstück auf allen rotierenden Achsen aufrechterhalten kann. Bei der echten 5-Achsen-Bearbeitung werden gleichzeitig die drei Linearachsen (X, Y und Z) und die zwei Rotationsachsen (A und B) der Werkzeugmaschine verwendet, was zu einer komplexeren Konturflächenbearbeitung führt.

Die 5-Achsen-Indexierung eignet sich sehr gut für Teile, die keine extreme Konturkontrolle erfordern, wie z. B. Vorrichtungen, Halterungen, Gehäuse und andere Komponenten, die häufig in der Fertigung verwendet werden. Wenn Sie ein Design mit hervorragender Funktionalität erstellen müssen, ist die echte 5-Achsen-Bearbeitung möglicherweise die beste Wahl.

Konfiguration für 5-Achs-Bearbeitung

Es gibt zwei Hauptkonfigurationen für eine fünfachsige Werkzeugmaschine:
Rotativer Rotationstyp:Diese Maschinen nutzen die rotierende Welle, indem sie die Hauptwelle drehen. Dieser Stil eignet sich am besten für die Bearbeitung schwererer Teile, da die Werkbank immer eben ist.

Trunnion-Typ:Die Trunnion-Typ-Maschine hat einen beweglichen Arbeitstisch, was sehr nützlich für die Bearbeitung großer Mengen ist, da die Spindel keinen Platz beansprucht.

Welcher Maschinentyp verwendet wird, hängt von verschiedenen Faktoren Ihrer Arbeit ab, darunter das Gewicht der Teile und die Anzahl der fertigen Produkte.

Vorteile der 5-Achs-Bearbeitung:

Bearbeitungszeit reduzieren

Bei der Fünf-Achsen-Bearbeitung wird der Schaftfräser mit flachem Boden verwendet, um einen vertikalen Zustand für die komplexe Formbearbeitungsoberfläche aufrechtzuerhalten, was die Bearbeitungszeit erheblich verkürzen kann. Das Prinzip des fünfachsigen Bearbeitungszentrums eignet sich auch zum Seitenfräsen mit abgewinkelten Oberflächen, wodurch rippenartige Texturen, die durch das Kugelkopffräsen verursacht werden, beseitigt werden können, wodurch die Oberflächenqualität der Form idealer wird und die Notwendigkeit einer Reinigung der Form reduziert wird Oberfläche Der Arbeitsaufwand des manuellen Fräsens und der Handarbeit.

Komplexes Design

Die zusätzliche Bewegung, die bei der 5-Achsen-Bearbeitung verfügbar ist, ermöglicht es Ihnen, komplexe Formen und Designs zu erzielen. Mit einer fünfachsigen Werkzeugmaschine erreichen Sie Bearbeitungswinkel und -bögen, die bisher nur mit mehreren Einstellungen und unzähligen Sondervorrichtungen möglich waren. Letztendlich macht die Fünf-Achsen-Bearbeitung die Erstellung komplexer Vorrichtungen überflüssig, da Sie das Teil einzeln fixieren und in einem einzigen Vorgang drehen können, um die gewünschte Geometrie zu erhalten.

Bearbeitungsgenauigkeit verbessern

Durch die 5-Achsen-Bearbeitungstechnologie wird das Problem gelöst, dass das Werkstück in einem komplexen Winkel neu positioniert und mehrfach debuggt werden muss, was nicht nur die Zeit verkürzt, sondern auch die erzeugten Fehler stark reduziert. Die bei der Installation des Werkstücks erforderliche Werkzeughalterung Die große Menge an Kosten wurde ebenfalls eingespart, und die Werkzeugmaschine hat auch die Bearbeitung komplexer Teile erreicht, wie z mit traditionellen Methoden möglich.

Schnellere Materialentfernung

Bei der 5-Achsen-Bearbeitung bleibt das Schneidwerkzeug tangential zur Schnittfläche, wodurch die Zykluszeit verkürzt wird, was Kosten spart, da Sie bei jedem Schneiden des Werkzeugs mehr Material entfernen müssen.

Bessere Oberflächenbeschaffenheit

Die vierte und fünfte Achse können Ihnen dabei helfen, das Teil auszurichten und näher an das Schneidwerkzeug zu bringen, sodass Sie ein kürzeres Schneidwerkzeug verwenden können, das bei extrem hohen Schnittgeschwindigkeiten nicht anfällig für Vibrationen ist, wodurch Sie eine bessere Oberflächengüte erzielen.

Hohe Produktivität

Das fünfachsige Bearbeitungszentrum kann die Bearbeitungszeit und Nebenzeit der Teile effektiv reduzieren. Das Fünf-Achsen-Bearbeitungszentrum verfügt über einen großen Bereich von Spindeldrehzahlen und Vorschüben, sodass die Werkzeugmaschine kraftvolle Schnitte mit einer großen Schnittmenge ausführen kann. Das fünfachsige Verbund-Bearbeitungszentrum tritt derzeit in die Ära der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung ein, die schnelle Bewegung und Positionierung beweglicher Teile des fünfachsigen Bearbeitungszentrums und die Hochgeschwindigkeits-Schneidbearbeitung haben die Durchlaufzeit zwischen Halbzeugen verkürzt und verbesserte Produktionseffizienz.

Obwohl die Vorteile von 5-Achsen im Vergleich zu 4-Achsen und 3-Achsen sehr deutlich sind, sind nicht alle Produkte für die 5-Achsen-Bearbeitung geeignet, und diejenigen, die für die 3-Achsen-Bearbeitung geeignet sind, sind nicht unbedingt für die 5-Achsen-Bearbeitung geeignet. Wenn Sie Produkte verwenden, die mit einer dreiachsigen fünfachsigen Bearbeitung bearbeitet werden können, erhöht dies nicht nur die Kosten, sondern die Wirkung ist nicht unbedingt gut. Nur durch vernünftige Vorkehrungen und die Formulierung geeigneter Werkzeugmaschinen für das Produkt kann der Wert der Maschine selbst ins Spiel gebracht werden.

Wenn Sie nicht wissen, welche Methode für Ihr Projekt geeignet ist, senden Sie uns bitte die Informationen, und unser professionelles technisches Team wird Ihnen die professionellste und geeignetste Lösung anbieten.