WAS IST DER UNTERSCHIED ZWISCHEN 3-ACHS-, 4-ACHS- UND 5-ACHS-FRÄSEN?

Bei KANGDING verfügen wir über eine Reihe modernster 3-Achs-, 4-Achs- und 5-Achs-Fräsmaschinen. Als Konstrukteur ist es entscheidend, zu wissen, auf welcher Art von Maschine Ihr Teil gefertigt wird, um Ihr Design zu optimieren. Bei der Konstruktion eines CNC-bearbeiteten Teils haben Sie vielleicht nicht darüber nachgedacht, auf welcher Art von Maschine Ihr Teil bearbeitet wird. Die Komplexität und Art der Geometrie, die Sie entwerfen können, ist jedoch für verschiedene Maschinen typen unterschiedlich.

Der Hauptunterschied zwischen der 3-Achs-, 4-Achs- und 5-Achs-Bearbeitung besteht in der Komplexität der Bewegung, die sowohl das Werkstück als auch das Schneidwerkzeug relativ zueinander durchlaufen können. Je komplexer die Bewegung der beiden Teile ist, desto komplexer kann die Geometrie des fertig bearbeiteten Teils sein.

Die einfachste Bearbeitungsart, bei der das Werkstück in einer einzigen Position fixiert wird. Die Bewegung der Spindel ist in den linearen Richtungen X, Y und Z verfügbar.

3-Achs-Maschinen werden typischerweise für die Bearbeitung von 2D- und 2,5D-Geometrie verwendet. Die Bearbeitung aller 6 Seiten eines Teils ist bei der 3-Achs-Bearbeitung möglich, jedoch ist für jede Seite eine neue Spannvorrichtung erforderlich, die teuer werden kann (mehr dazu weiter unten). Bei einer einzigen Vorrichtung konfiguration kann nur eine Seite des Teils bearbeitet werden.

Viele komplexe und praktische Formen können durch 3-Achsen-CNC-Fräsen hergestellt werden, insbesondere in den Händen einer Weltklasse-CNC-Bearbeitungsanlage. Die 3-Achs-Bearbeitung eignet sich am besten für die Herstellung von plangefrästen Profilen, Bohrungen & Gewindebohrungen in einer Achse. Hinterschnitte sind durch den Einsatz von T-Nutenfräsern und Schwalbenschwanzfräsern möglich.

Manchmal kann das entworfene Feature jedoch physikalisch nicht von einer 3-Achsen-Maschine hergestellt werden, oder das Feature ist möglicherweise wirtschaftlicher für die Bearbeitung mit einer 4- oder 5-Achsen-Maschine.

Features, die beim 3-Achsen-Fräsen nicht möglich sind, umfassen alle Features in einem Winkel zum X-Y-Z-Koordinatensystem, selbst wenn das Feature selbst planar ist. Es gibt zwei Arten von abgewinkelten Features, die Sie entwerfen können, und es ist wichtig, den Unterschied zwischen ihnen zu verstehen, wenn Sie Teile für das CNC-Fräsen entwerfen.

WINKELFUNKTION
Dies ist ein Feature, das in einem Winkel zu einer der X-, Y- oder Z-Achsen bearbeitet wurde. Zum Beispiel liegt die ebene Fräsfläche darunter 45° zur X-Achse, z.B. eine Drehung der A-Achse.

COMPOUND WINKELFUNKTION
Dies ist ein Feature, das in einem Winkel zu zwei Achsen bearbeitet wurde. Die darunter liegende Planfräsfläche wird beispielsweise in einem 45°-Winkel zur X-Achse und einem 30°-Winkel zur Z-Achse bearbeitet.
Beide gewinkelt und zusammengesetzte Winkel Funktionen können nicht bearbeitet werden, indem 3-Achsen-CNC-Maschinen.

4-ACHS-BEARBEITUNG

Dies fügt eine Drehung um die X-Achse hinzu, die als A-Achse bezeichnet wird. Die Spindel hat 3 lineare Bewegungsachsen (X-Y-Z), wie bei der 3-Achs-Bearbeitung, plus die A-Achse erfolgt durch Rotation des Werkstücks. Es gibt einige unterschiedliche Anordnungen für 4-Achs-Maschinen, aber typischerweise handelt es sich um die „vertikale Bearbeitung“, bei der sich die Spindel um die Z-Achse dreht. Das Werkstück wird in der X-Achse gelagert und kann mit der Vorrichtung in der A-Achse rotieren. Für eine einzelne Befestigung einrichtung, 4 Seiten des Teils können bearbeitet werden.

Die 4-Achs-Bearbeitung kann als wirtschaftlichere Art der Bearbeitung von Teilen verwendet werden, die theoretisch auf einer 3-Achs-Maschine möglich ist. Als Beispiel haben wir für ein Teil, das wir kürzlich bearbeitet haben, festgestellt, dass die Verwendung einer 3-Achsen-Maschine zwei einzigartige Vorrichtungen zu einem Preis von 1.000 GBP bzw. 800 GBP erfordert hätte. Durch die Nutzung der A-Achsen-Fähigkeit der 4-Achsen-Bearbeitung war nur eine Vorrichtung zu einem Preis von £1000 erforderlich. Dadurch entfällt auch die Notwendigkeit von Vorrichtungswechseln, was die Kosten noch weiter senkt. das Risiko menschlicher Fehler zu beseitigen bedeutete, dass wir das Teil auf eine hohe Qualität ohne die Notwendigkeit für teure Qualitätssicherung Untersuchungen bearbeitet. Der Wegfall des Wechsels von Vorrichtungen hat den zusätzlichen Vorteil, dass engere Toleranzen zwischen Features auf verschiedenen Seiten des Teils eingehalten werden können. Der Genauigkeitsverlust durch das Einspannen und Neu-Setup wurde entfernt.

Es gibt zwei Arten der 4-Achsen-CNC-Bearbeitung: Indexierung und kontinuierliche.

Index-4-Achsen-CNC-Bearbeitung ist, wenn sich die 4. Achse (A-Achse) dreht, während die Maschine kein Material schneidet. Sobald die richtige Drehung ausgewählt ist, wird eine Bremse betätigt und die Maschine setzt das Schneiden fort.

Bei der kontinuierlichen 4-Achsen-Bearbeitung kann die Maschine gleichzeitig mit der A-Achsen-Rotation gleichzeitig Material schneiden. Dadurch können komplexe Bögen bearbeitet werden, wie beispielsweise das Profil von Nocken und Helixen.

Die 4-Achs-Bearbeitung gibt uns die Möglichkeit, abgewinkelte Merkmale zu bearbeiten, was sonst mit einer 3-Achs-Maschine nicht möglich ist. Beachten Sie, dass 4-Achs-Bearbeitung ermöglicht eine einzige Drehachse pro Befestigung aufbau, so dass alle abgewinkelte Funktionen über die gleichen Achsen angewinkelt werden müssen oder zusätzliche Einbauten in Kraft gesetzt.

5-ACHS-BEARBEITUNG

Diese CNC-Fräsmaschinen nutzen je nach Maschinentyp 2 der 3 möglichen Drehachsen. Eine Maschine verwendet entweder eine Drehung in der A-Achse und C-Achse oder eine Drehung in der B-Achse und C-Achse. Die Drehung erfolgt entweder durch das Werkstück oder durch die Spindel.

Es gibt zwei Haupttypen von 5-Achs-CNC-Maschinen, 3+2-Maschinen und vollständig kontinuierliche 5-Achs-Maschinen.

Bei der 3+2-Achs-Bearbeitung arbeiten zwei Drehachsen unabhängig voneinander, was bedeutet, dass das Werkstück für zu bearbeitende Merkmale in jedem beliebigen Winkel zum Schneidwerkzeug gedreht werden kann. Eine gleichzeitige Drehung um zwei Achsen während der Bearbeitung ist jedoch nicht möglich. Mit der 3+2-Bearbeitung können hochkomplexe 3D-Formen hergestellt werden. Die vollkontinuierliche 5-Achsen-Bearbeitung kann gleichzeitig die beiden Rotationsachsen drehen, gleichzeitig mit der Bearbeitung und dem sich linear in XYZ-Koordinaten bewegenden Schneidwerkzeug.

Kontinuierliche 5-Achs-Bearbeitung kann hochkomplexe 3D-Formen erzeugen, nicht nur planare zusammengesetzte Winkelelemente, sondern auch komplexe gekrümmte 3D-Oberflächen, was uns die Möglichkeit gibt, Teile herzustellen, die normalerweise für Formprozesse reserviert sind.

Die 5-Achs-Bearbeitung bietet Konstrukteuren ein hohes Maß an Flexibilität, um sehr komplexe 3D-Geometrie zu entwerfen. Das Verständnis der Möglichkeiten jeder Art der CNC-Bearbeitung ist für die Konstruktion von CNC-bearbeiteten Teilen unerlässlich. Wenn Ihr Design die Verwendung einer 5-Achsen-CNC erfordert, machen Sie das Beste daraus! Welche weiteren Features könnten von den Möglichkeiten der 5-Achs-Bearbeitung profitieren?