دستگاه CNC 5 محور در مقابل دستگاه CNC 3 محور: تفاوت های کلیدی در دقت و کارایی

تفاوت دقت شماره 1: تعداد تنظیمات

یکی از بزرگ‌ترین عواملی که در تغییرات ابعادی نقش دارد، تنظیم مکرر است. یک براکت هوافضای آلومینیومی به ابعاد 180 میلی‌متر × 120 میلی‌متر × 80 میلی‌متر را در نظر بگیرید که حاوی جیب‌های سطح بالایی، سوراخ‌های جانبی، سطوح نصب زاویه‌دار، و شکاف‌های فاصله عقب است. در یک ماشین 3 محور، اپراتورها ممکن است چهار راه اندازی جداگانه را انجام دهند.

جریان کار مستلزم بستن صفحه بالایی، ماشین کاری ویژگی های فوقانی، چرخاندن قطعه کار،-بستن مجدد صفحه جانبی، ایجاد مجدد-سیستم مختصات کار، و ماشینکاری سوراخ های جانبی است. هر راه اندازی تنوع تراز را معرفی می کند. حتی اگر تکرارپذیری ثابت در ± 0.02 میلی متر باقی بماند، خطای تجمعی می تواند در چندین عملیات افزایش یابد.

یک دستگاه 5 محوره قطعه کار را به طور خودکار می چرخاند. اپراتور کامپوننت را یک بار گیره می دهد و تمام عملیات ماشینکاری را در همان سیستم مختصات اجرا می کند. ماشین روابط هندسی را حفظ می کند زیرا قطعه کار ثابت می ماند.

تفاوت دقت شماره 2: انحراف ابزار

انحراف ابزار زمانی اتفاق می افتد که نیروهای برشی ابزار را در حین برداشتن مواد خم می کنند. مقدار انحراف با افزایش برآمدگی ابزار افزایش می یابد. به عنوان مثال، یک حفره با عمق 120 میلی متر ممکن است نیاز به آسیاب انتهایی بلند در یک دستگاه 3 محوره داشته باشد. ابزارهای بلند تحت بار خم می شوند، ارتعاش ایجاد می کنند و دیوارهای مخروطی ایجاد می کنند. هنگام ماشینکاری فولاد ضد زنگ 316 یا آلیاژ تیتانیوم Ti-6Al-4V، نیروهای برش به طور قابل توجهی بیشتر از آنهایی است که با آلومینیوم مواجه می شویم.

یک دستگاه 5 محور قطعه کار را برای بهبود دسترسی به ابزار می چرخاند. به جای اینکه ابزار را 120 میلی متر در یک حفره بکشید، دستگاه قطعه کار را کج می کند و به یک برش کوتاه تر اجازه می دهد تا به همان ویژگی برسد. ابزار کوتاهتر در برابر خم شدن مقاومت می کند و یکنواختی ابعادی را حفظ می کند. این مزیت ساختاری باعث ایجاد پیشرفت های قابل اندازه گیری در صافی دیوار و دقت کانتور می شود.

تفاوت دقت شماره 3: سازگاری پایان سطح

پرداخت سطح به زاویه درگیری ابزار و پایداری برش بستگی دارد. هنگام ماشینکاری سطوح منحنی بر روی یک ماشین 3 محوره، کاتر ممکن است در موقعیت های دائمی در حال تغییر در امتداد شعاع ابزار با مواد تماس پیدا کند. این می تواند علائم گوش ماهی ناهموار، موج دار شدن سطح و نیازهای اضافی پولیش ایجاد کند.

یک ماشین 5 محوره به طور مداوم جهت ابزار را تنظیم می کند تا در حین حذف مواد، زاویه تماس کنترل شده را حفظ کند. برای یک حفره قالب با یک سطح آزاد، ماشینکاری 3 محور اغلب نیاز به پایان دادن به دماغه توپی با گام‌های کوچک-روی مقادیر دارد، در حالی که ماشینکاری 5 محوری به ابزار اجازه می‌دهد کج شده و درگیری بهینه را حفظ کند. این امر بی نظمی های سطحی را کاهش می دهد و عملیات تکمیل را کاهش می دهد.

تفاوت دقت شماره 4: دقت هندسی در ویژگی های پیچیده

بسیاری از اجزای صنعتی دارای ویژگی های متقاطع مانند پره های توربین، پروانه ها، ایمپلنت های پزشکی و درج های قالب هستند. این اجزا شامل سطوح متعددی هستند که باید روابط موقعیت دقیق را حفظ کنند. در یک ماشین 3 محور، هر ویژگی ممکن است نیاز به تنظیمات جداگانه داشته باشد، که حفظ روابط هندسی را با افزایش تعداد راه‌اندازی دشوار می‌کند.

یک ماشین 5 محوره یک مرجع مختصات واحد را در سراسر ماشینکاری حفظ می کند و تمام مکان های ویژگی را در یک سیستم حرکت همزمان کنترل می کند. این تغییر موقعیت انباشته شده را کاهش می دهد. برای اجزای حاوی زوایای مرکب و هندسه های منحنی، بهبود می تواند قابل توجه باشد.

تفاوت کارایی شماره 1: زمان راه اندازی

راندمان تولید صرفاً با سرعت اسپیندل تعیین نمی شود. زمان راه اندازی اغلب بخش بزرگی از کل زمان ساخت را مصرف می کند. یک دوره کوچک-تولید دسته ای از بیست درج قالب را در نظر بگیرید که در آن هر درج به چهار فیکسچر، سه تراز و چرخه کاوش چندگانه نیاز دارد. یک ماشین 3 محور ممکن است زمان بیشتری را برای آماده سازی قطعه کار صرف کند تا اینکه واقعاً فلز را برش دهد. یک ماشین 5 محور عملیات راه اندازی را کاهش می دهد. از آنجایی که دستگاه به طور خودکار قطعه کار را می‌چرخاند، اپراتورها زمان کمتری را برای نصب وسایل، تراز کردن قطعات کار و ایجاد سیستم‌های مختصات صرف می‌کنند. این کاهش برای تولید نمونه اولیه و تولید-مخلوط کم-به طور فزاینده ای مهم می شود.

تفاوت کارایی شماره 2: الزامات فیکسچر

لامپ ها هزینه و پیچیدگی را اضافه می کنند. یک ماشین 3 محور اغلب به وسایل سفارشی مانند وسایل سنگ قبر، صفحات زاویه دار و سیستم های گیره سفارشی نیاز دارد تا سطوح مختلف قطعه کار را در معرض دید قرار دهد. هر وسیله باید از قطعه کار پشتیبانی کند، در برابر نیروهای برش مقاومت کند و تراز را حفظ کند. یک ماشین 5 محور پیچیدگی وسایل را کاهش می دهد. در بسیاری از کاربردها، یک فیکسچر واحد از تمام عملیات ماشینکاری پشتیبانی می کند. این امر باعث کاهش هزینه ساخت وسایل، الزامات ذخیره سازی و حجم کاری تعمیر و نگهداری می شود. مهندسان تدارکات باید سرمایه گذاری در تجهیزات را به عنوان بخشی از کل هزینه مالکیت ماشین در نظر بگیرند.

تفاوت کارایی شماره 3: زمان چرخه

زمان چرخه شامل زمان راه اندازی، تغییرات ابزار، زمان برش و زمان بازرسی است. یک ماشین 3 محور ممکن است به سرعت حذف مواد را کامل کند اما همچنان به عملیات اضافی نیاز دارد. به عنوان مثال، بخشی که شامل شش سوراخ زاویه دار است ممکن است به تغییرات جداگانه ثابت، تغییر موقعیت دستی و عملیات حفاری اضافی نیاز داشته باشد. یک ماشین 5 محوره این ویژگی ها را بدون وقفه در چرخه ماشین کاری مته می کند. با افزایش پیچیدگی قطعه، تفاوت زمان چرخه به ویژه در ساخت قطعات هوافضا و پزشکی قابل توجه تر می شود.

تفاوت کارایی شماره 4: استفاده از ابزار

استفاده از ابزار هم بر بهره وری و هم بر هزینه ابزار تاثیر می گذارد. هنگام ماشینکاری حفره های عمیق در یک ماشین 3 محوره، برش های بلند اغلب لازم است، که نیاز به کاهش نرخ تغذیه، عمق برش کمتر و پاس های تکمیلی اضافی دارند. ماشین 5 محوره دسترسی به ابزار را بهبود می بخشد. ابزارهای کوتاه تر می توانند مواد را با شدت بیشتری حذف کنند، ثبات برش را حفظ کنند و لرزش را کاهش دهند. این دستگاه به طور موثرتری از توان دوک موجود استفاده می کند زیرا انرژی کمتری از طریق خم شدن ابزار از دست می رود.

قطعات آلومینیومی (6061، 7075)

هر دو نوع ماشین می توانند به تحمل ابعادی قابل قبولی دست یابند. تفاوت های بهره وری در هنگام ماشینکاری چندین سطح قابل مشاهده است. براکت های پیچیده هوافضا معمولاً از ماشینکاری 5 محوره بهره می برند، در حالی که صفحات و محفظه های ساده اغلب در تجهیزات 3 محور مقرون به صرفه باقی می مانند.

قطعات فولادی ضد زنگ (304، 316)

مواد نیروهای برشی بالاتری ایجاد می کنند و انحراف ابزار را به یک عامل مهم تبدیل می کنند. توانایی یک ماشین 5 محور برای کاهش آویز ابزار به طور قابل ملاحظه ای پایداری ابعادی را بهبود می بخشد.

اجزای تیتانیوم (Ti-6Al-4V)

آلیاژهای تیتانیوم گرما را در نزدیکی لبه برش متمرکز می کنند، بنابراین شرایط برش پایدار بسیار مهم است. ابزار کوتاه تر که توسط موقعیت یابی 5 محور فعال می شود به کنترل ارتعاش و بار برش کمک می کند، سایش ابزار را کاهش می دهد و ثبات را در طول چرخه های طولانی ماشینکاری بهبود می بخشد.

وقتی قطعات شامل موارد زیر هستند، ماشین 3 محوره را انتخاب کنید

• سطوح مسطح
• دیوارهای عمودی
• سوراخ های استاندارد
• ماشینکاری جانبی محدود

مثال ها:صفحات پایه، براکت های نصب و محفظه های استاندارد.

وقتی قطعات شامل موارد زیر هستند، ماشین 5 محوری را انتخاب کنید:

• زوایای مرکب
• سطوح آزاد
• حفره های عمیق
• آندرکات
• الزامات ماشینکاری چند-چهره

مثال ها:پروانه‌های هوافضا، پره‌های توربین، ایمپلنت‌های پزشکی، هسته‌های قالب تزریقی و اجزای مفصل رباتیک.