Unterschied zwischen vernetzter 5-Achsen-Bearbeitung und 3+2-Achsen-Bearbeitung

Was ist die 3+2-Achse?CNC-Bearbeitung?

Vertikalfräsmaschinen, die standardmäßig über drei Bearbeitungsachsen verfügen, und Horizontalfräsmaschinen, die ebenfalls standardmäßig über drei Bearbeitungsachsen verfügen. Es wurden jedoch ein Drehtisch und schwenkbare Drehzapfen montiert, um eine Drehbewegung in den beiden anderen Achsen zu ermöglichen. Im Grunde handelt es sich also um eine 3+2-Achsen-Bearbeitung, ja.

Eine Art der Bearbeitung wird als 5-Achsen-Bearbeitung bezeichnet, da die vierte und fünfte Achse zur Stabilisierung des Werkstücks in der entsprechenden Position während des gesamten Vorgangs verwendet werden. Danach folgt die Möglichkeit, Standard-Bearbeitungen mit 3 Achsen durchzuführen, die als Option für die in diesem Prozess erforderliche kontinuierliche Bewegung zur Verfügung stehen. Außerdem sind die in 3+2-Achsen-Bearbeitungszentren verwendeten Werkzeuge robuster und kürzer. Daher kann eine bessere Maßhaltigkeit gewährleistet werden.

Die 3+2-Bearbeitungsanordnung verstärkt die Vorteile eines Standard-3-Achsen-Bearbeitungszentrums, wobei die Fähigkeit, 360 Grad um das Werkstück herum zu bearbeiten, ein großer Vorteil ist, so dass während des gesamten Produktionsprozesses weniger Vorbereitung erforderlich ist, was die Fertigungszeit und die Kosten senkt.

Wie funktioniert die 3+2-Achsen-CNC-Bearbeitung?

Das Grundprinzip der 3 plus 2-Methode zur Positionierung der CNC-Bearbeitung, als ob das Ziel eine 3-Achsen-Bearbeitung in einem bestimmten Winkel wäre, besteht darin, dass die CNC-Maschine weiterhin wie eine normale 3-Achsen-Maschine arbeitet, auch wenn sie in einem bestimmten Winkel gedreht wird.

Was ist eine verknüpfte 5-Achsen-CNC-Bearbeitung?

Bei der Synchronisierung der 5-Achs-Bearbeitung kann sich das Schneidwerkzeug in alle Richtungen gleichzeitig bewegen, und die gewünschten Bauteile werden mit drei Linearachsen und zwei Drehachsen gleichzeitig gefertigt.

Bewegungsbereich der Achsen

X-Achse

von links nach rechts

Y-Achse

von vorne nach hinten

Z-Achse

auf und ab

Achse A

Drehung um 180° um die X-Achse

B-Achse

Drehung um 180° um die Y-Achse

C-Achse

Drehung um 180° um die Z-Achse

Synchronisierte 5-Achsen-CNC-Bearbeitung

Es gibt zwei so genannte Hilfsachsen, die eine ist die Kipptischachse (A) und die andere die Rundtischachse (B). Die Achsen scheinen in Bewegung zu sein, was bedeutet, dass während der 5-Achsen-Bearbeitung ein zusätzlicher Schwenkvorgang der Werkzeugspindel oder des Tisches durchgeführt wird. Es findet also nicht nur eine Drehung, sondern auch eine Bewegung statt, was wiederum zu einer Leistungssteigerung der Standard-CNC-Bearbeitungsprogramme führt.

Mit Hilfe der vierten und fünften Achse kann ein Bearbeiter bis zu fünf verschiedene Oberflächen auf einmal bearbeiten. Der Prozess ist also sowohl genau als auch produktiv. Darüber hinaus beschleunigt es die Herstellung komplizierter Details und Rahmen. Aufgrund des geringen Aufwands ist diese Methode kostengünstig und kann für eine Vielzahl von Experimenten eingesetzt werden.

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3+2 und 5-Achsen CNC-Bearbeitung

Der größte Unterschied zwischen der 3+2- und der 5-Achsen-CNC-Bearbeitung liegt in der Einrichtung. Während ein 5-Achsen-Bearbeitungszentrum die Möglichkeit bietet, das Werkzeug in fünf verschiedene Richtungen zu bewegen, kombiniert die 3+2-Achsen-Bearbeitung die Funktionalität von 3-Achsen-CNC-Werkzeugmaschinen mit Dreh-Schwenk-Zapfen und Drehtischen.

Die Unternehmen, die sich am besten für die 3+2- und die 5+-Achsen-Bearbeitung eignen, sind je nach Art des Produkts unterschiedlich. Die 3+2-Bearbeitung ist für flache Oberflächen geeignet, während die 5-Achsen-CNC-Bearbeitung ideal für komplex geformte Oberflächen ist. Allerdings erfordern nicht alle Teile eine vollständige 5-Achsen-Bearbeitung, und manchmal scheint die 3+2-CNC-Bearbeitung effizienter zu sein. Einer der wesentlichen Vorteile der 5-Achsen-Bearbeitung ist die Möglichkeit, eine Vielzahl von Teilen und Geometrien zu bearbeiten, was sie für den Einsatz in anspruchsvolleren Branchen wie der Luft- und Raumfahrt und dem Militär geeignet macht.

Je nach Situation müssen Sie sich über die Vor- und Nachteile eines jeden von ihnen im Klaren sein, um zu entscheiden, welches die richtige Wahl ist.

Vorteile der 3+2-Verarbeitung

Die wichtigsten Vorteile der 3+2-Achsen-Bearbeitung sind:

Generierung komplexerer Merkmale

Diese Technologie ermöglicht den Einsatz kürzerer, härterer Schneidwerkzeuge, um steile Wände, hinterschnittene Hohlräume und viele andere komplexe Merkmale zu erzeugen. Darüber hinaus ist es auch möglich, mit der Schnittfläche bestimmte Winkel zu bilden.

Weniger Programmiercode

Im Vergleich zur 5-Achsen-Simultanbearbeitung ist die 3+2-CNC-Bearbeitung mit kleineren räumlichen Trajektorien verbunden, und je kürzer der vom Werkzeug zurückgelegte Weg ist, desto kleiner ist seine Drehbewegung, was die Bearbeitung von Freiformflächen in einer leichter zugänglichen Programmierung ermöglicht.

Niedrigere Kosten und kürzere Zykluszeiten

Die Drei-plus-Zwei-CNC-Bearbeitung, bei der fünf oder mehr unterschiedliche Oberflächen gleichzeitig bearbeitet werden können, kann für herkömmliche Drei-Achsen-Bearbeitungszentren eine große Herausforderung darstellen.

Nachteile der 3+2-Verarbeitung

Die Bearbeitung durch Addition von 3 und 2 wird im Allgemeinen als Einstellung eines konstanten Winkels zur Spindel betrachtet. Bei Bauteilen mit komplexen Geometrien sind wahrscheinlich zahlreiche Ansichten mit Beschriftungen erforderlich, um die gesamte Oberfläche abzudecken, was jedoch zu überlappenden Werkzeugwegen und erhöhter Bearbeitungszeit führen kann.

Vorteile der 5-Achsen-Bearbeitung

Kosten- und Zeitersparnis

5-Achsen-Maschinen für die Bearbeitung von Teilen sind in der Lage, Massenproduktion in einem einzigen Arbeitsgang durchzuführen. Diese einmalige Einrichtung trägt zu Zeit- und Kosteneinsparungen bei. Darüber hinaus verlängert die Verwendung kürzerer Formen deren Lebensdauer und macht häufige Wartungen und regelmäßige Formenwechsel überflüssig, was die Produktionskosten und Zykluszeiten weiter senkt.

Ausgezeichnete Qualität und Präzision

Mit den neuen 5-Achsen-CNC-Maschinen auf dem Markt entfällt die Notwendigkeit, die Winkel des Werkstücks während des Schneidens einzustellen, wodurch die Bearbeitungstoleranzen erheblich verbessert werden, was darauf hindeutet, dass bei der 5-Achsen-Bearbeitung weniger menschliche Eingriffe erforderlich sind, was die Fehlerwahrscheinlichkeit bei der Verbesserung der Teilequalität verringert.

Komplexe geometrische Details

Ein 5-Achsen-Bearbeitungszentrum, bei dem das Werkzeug aus jeder Richtung an das Werkstück herangeführt werden kann. Das Werkstück kann allein auf dieser Maschine fertiggestellt werden, ohne dass mehrere Arbeitsstationen durchlaufen werden müssen. Sie ermöglicht nicht nur die Bewegung in den linearen Achsen X, Y und Z, sondern auch die Rotation in den A- und B-Achsen, wobei die zusätzliche Rotation komplexere Geometrien und Stile, ja sogar Zeichensetzung, ermöglicht.

Erhöhte Produktivität und Wiederholbarkeit

Bei der 5-Achs-Bearbeitung wird das Schneidwerkzeug in der Regel tangential zur Schnittfläche geführt. Diese Konfiguration ermöglicht es, zusätzliches Material abzutragen, während sich das Werkzeug dreht, so dass die Gesamtbearbeitungskosten und die Zykluszeiten sinken, und einige Maschinenkonfigurationen ermöglichen kürzere Schneidwerkzeuge, was die Standzeit der Werkzeuge verbessert und die Wiederholbarkeit gewährleistet.

Hervorragende Oberflächenqualität

Die zusätzlichen Achsen, die zur korrekten Ausrichtung der Werkstücke verwendet werden, bringen diese näher an das Schneidwerkzeug heran, so dass Sie kürzere Achsen verwenden können, um die gewünschte Form zu erzeugen, diese Werkzeuge können bei hohen Geschwindigkeiten mit minimalen Vibrationen schneiden, weniger Vibrationen verringern “Rattermarken” auf dem Endprodukt, und Sie können eine hervorragende Oberflächengüte erwarten, während Sie die Kosten und den Zeitaufwand für die Nachbearbeitung reduzieren. Sie können mit einer hervorragenden Oberflächengüte rechnen und gleichzeitig die Kosten und den Zeitaufwand für die Nachbearbeitung senken.

Nachteile der 5-Achsen-Bearbeitung

Es lohnt sich, die Nachteile der 5-Achsen-CNC-Bearbeitung zu verstehen, obwohl sie viele Vorteile hat.

Höhere Anforderungen an Programmierung und Betrieb

Die Bahnen für die übrigen Drehachsen und der zugehörige Raum sind spezifisch und abstrakt, so dass mehr Programmierarbeit erforderlich ist, um die erforderliche Präzision, Genauigkeit und Oberflächenqualität zu erreichen.

Höhere Anfangskosten

Die Verteuerung einer 5-Achsen-CNC-Maschine und der dazugehörigen Software auf ein Niveau, das die Anforderungen an ein 3- oder 4-Achsen-Bearbeitungszentrum bei weitem übersteigt, während gleichzeitig die Kosten für die Wartung der Maschine auf ein Niveau steigen, das sowohl höher als auch komplexer ist als das einer herkömmlichen Werkzeugmaschine, ist ein Faktor, der sich direkt auf die Kosten für die Bearbeitung von 5-Achsen-Teilen auswirken wird.

Für einige Anwendungen nicht verfügbar

Wenn das Werkzeug zu kurz oder der Griff zu breit ist, kann die 4- und 5-Achsen-Bearbeitungstechnik nicht eingesetzt werden. Daher ist es nicht möglich, Vibrationen im Falle von Kippwinkeln zu vermeiden.

Was ist besser, 3+2 oder 5-Achsen-Fräsen?

Sie werden feststellen, dass die 5-Achs- und die 3+2-Bearbeitung sehr ähnliche Fähigkeiten haben und beide dazu beitragen können, dass jede Produktionslinie in einer Fabrik effizienter arbeitet. Die geeignete Methode hängt jedoch von der spezifischen Anwendung ab, für die die Ergebnisse bestimmt sind, und bei flachen Oberflächen ist die 3+2-Bearbeitung sehr effizient, während die 5-Achs-Bearbeitung besser für komplexe konturierte Oberflächen geeignet ist.

Mit der 3+2-Bearbeitung können Anwender der 3-Achsen-Bearbeitung schnell zu einer vollständigen 5-Achsen-Bearbeitung aufrüsten, die viele der High-End-Funktionen einer vollständigen 5-Achsen-Maschine bietet, aber bei einem bescheidenen Preis kann die 3+2-Bearbeitung angesichts der hohen Einrichtungs- und Programmierkosten einer 5-Achsen-Maschine eine bessere Option sein.

Andererseits ermöglichen 5-Achs-Bearbeitungszentren eine höhere Produktivität bei der Fertigung von Bauteilen mit komplexen Geometrien und engen Toleranzvorgaben. Sie steigern oft die Effizienz und Rentabilität einer Vielzahl von Bearbeitungsaufgaben. Das Ergebnis ist ein geringerer Zeitaufwand für das Einrichten, ein präziseres Endprodukt und kürzere Produktionszeiten, da alle fünf Seiten des Werkstücks gleichzeitig bearbeitet werden können.