CNC obrábění je nezbytnou součástí moderní výroby a přináší revoluci ve způsobu výroby dílů v mnoha průmyslových odvětvích. Tato technologie výrazně zlepšuje efektivitu a přesnost obráběných dílů a umožňuje tak složitější a přesnější návrhy. Existují různé typy CNC strojů s různými konfiguracemi os, které se používají pro konkrétní účely podle konstrukce a požadavků dílu. V této příručce probereme vše, co potřebujete vědět o 3osém, 4osém a 5osém CNC obrábění a o rozdílech mezi nimi.
Hlavním rozdílem mezi 3-osým, 4-osým a 5-osým CNC obráběním je rozsah pohybu. Na 3-osých CNC frézách zůstává orientace řezného nástroje konstantní po celé řezné dráze, zatímco na 4- a 5-osých frézách se může obrobek také pohybovat. AN-Prototype shrnuje rozsah pohybu pro 3-, 4- a 5osé frézky:
- 3-osé s osami X, Y, Z
- 4-osé s osami X, Y, Z a A
- 5-osý s osami X, Y, Z, B a C
Co je to "osa"?
Nejzákladnější lineární osy CNC obráběcího stroje jsou osy X, Y a Z. CNC stroje používají počítačový software k řízení pohybu řezných nástrojů kolem obrobku. Osy se používají k popisu pohybu po dané dráze. Představme si následující, osa X bude rovnoběžná s přední částí vašeho těla a bude se pohybovat zleva doprava a možná zprava doleva. Osa Y je směr kolmý k vám (dopředu a dozadu), zatímco osa Z je svislá. Na typické CNC fréze se stůl pohybuje v rovině X/Y. Vřeteno, které drží řezný nástroj, se pohybuje v ose Z. Všimněte si, že řezný nástroj se otáčí ve vřetenu, ale tento rotační pohyb není považován za osu pohybu. Tyto rozsahy pohybu definují trojrozměrný prostor, ve kterém CNC řezný nástroj provádí operaci řezání. Všechny CNC stroje jsou postaveny kolem těchto základních os pro každý otvor, řez a obrobený prvek. Dnes pokročilejší CNC stroje přidávají čtvrtou nebo pátou osu pro ještě větší rozšíření obrábění bez přenastavení obrobku. Ve skutečnosti je prvním krokem ve většině CNC projektů „vynulování“ os. Toto je proces, který říká CNC stroji, kde má materiál získat nejpřesnější konečný produkt.
Co je 3osé CNC obrábění？
3osé CNC obrábění je nejjednodušším typem víceosého a zůstává tahounem moderní výroby. Obvykle má pevný obrobek a vřeteno, které se pohybuje ve třech osách (X, Y a Z). Osa X je rovnoběžná s řezným nástrojem a umožňuje tak pohyb frézovací hlavy po délce obrobku. Osa Y udržuje polohu kolmou k řeznému nástroji, což umožňuje řeznému nástroji dosáhnout každého konce obrobku. Stejně tak při nastavování posuvu Z je osa Z kolmá k nástroji, což způsobuje, že nástroj řeže podél povrchu obrobku. 3osé CNC obrábění je nejjednodušší možností pro obrábění všech šesti stran obrobku, ale vyžaduje nové nastavení upínače pro každou stranu, což může být drahé. S jediným nastavením upínacího přípravku lze obrábět pouze jednu stranu součásti.
3osé CNC obrábění je také nejlevnější a používá se hlavně k výrobě dílů, které nevyžadují mnoho detailů, například můžete vrtat otvory, řezat ostré hrany, závitovat otvory, vyrovnávat povrchy a frézovat drážky atd. Pokud tedy máte co do činění s hladkými 2D až 2.5D díly, zvolte 3osé CNC obrábění. Opět by měl být obrobek plochý a zcela nepohyblivý.
Co je 4osé CNC obrábění?
4osý CNC obrábění zahrnuje použití počítačem numericky řízené frézky se čtyřmi osami k vytvoření složitějších dílů než 3-osé CNC díly. 4osá frézka může pohybovat nástrojem ve čtyřech směrech díky pohybu čtvrté osy. Přidání čtvrté osy rotace kolem osy X, nazývané osa A, umožňuje mnoho nových možností obrábění. Umožňuje pohyb kolem svislé osy, což umožňuje stroji dosáhnout 360stupňového dynamického rozsahu pohybu bez jakýchkoli speciálních přípravků.
Díky přídavným osám na 4osé CNC fréze je ekonomičtější volba než u 3osé CNC frézy. 4osé CNC frézování navíc poskytuje lepší celkovou kvalitu vyráběných dílů než 3osé CNC frézování, protože dokáže obrábět čtyři strany najednou bez přemísťování obrobku. Proto je proces také prostý možných lidských chyb.
Co je 5osé CNC obrábění?
5-osé CNC obrábění je všestranný a oblíbený způsob výroby konstrukčně složitých dílů. Jedná se o řezání materiálu do požadovaného tvaru pomocí pětiosého CNC stroje. Stojí za zmínku, že počet os u CNC stroje obvykle určuje orientaci nástroje a stolu při obrábění. 5osé CNC obrábění však nabízí značné výhody oproti 3osému obrábění díky většímu počtu os a možnostem 5osého CNC obrábění. 5osé stroje umožňují rotaci ve dvou rovinách a řezný nástroj je schopen pohybu ve třech směrech. A co víc, 5osé CNC frézky zvládnou bezchybně i velmi složité úkoly.
5osý CNC stroj používá tyto tři lineární osy a dvě další osy – A a B. Osa A představuje osu rotace podél osy X, zatímco osa B představuje rotaci/pohyb kolem osy Y. Někdy se však mechanici přesunou na osu C místo na osu B. Osa C představuje rotaci podél osy Z.
Existují dva hlavní typy 5osých CNC strojů: 3+2 5osé CNC a plně spojité 5osé stroje.
Při 3+2osém CNC obrábění pracují dvě osy otáčení nezávisle na sobě, což znamená, že obrobek lze otočit do libovolného složeného úhlu vzhledem k řeznému nástroji pro obrábění prvku. Současné otáčení obou os během obrábění je však nemožné. Obráběním 3+2 lze vytvářet vysoce složité 3D tvary. Plně souvislé 5osé obrábění může při obrábění otáčet dvě rotační osy současně a nástroj se pohybuje lineárně v souřadnicích XYZ. 5osé obrábění nabízí konstruktérům obrovskou flexibilitu při navrhování velmi složitých 3D geometrií a může také vyrábět díly se složitými zakřivenými 3D povrchy.
Jaký je rozdíl mezi 3osým, 4osým a 5osým CNC obráběním?
Je nezbytné porozumět výhodám a nevýhodám tří typů CNC obrábění. Pomáhá udržovat rovnováhu mezi faktory, jako jsou náklady, kvalita produktu a čas. Při porovnávání možností 3-, 4- a 5osého obrábění není 5osé CNC obrábění, i když je efektivnější než 4osé a 3osé CNC obrábění, vždy vhodné pro všechny díly. Také ne všechny díly vhodné pro 3-osé, 4-osé CNC obrábění jsou vhodné pro 5-osé obrábění. Pokud jsou však díly zpracované 3osým obráběním zpracovány 5osým CNC, výrobní náklady se astronomicky zvýší.
1. Přesnost a přesnost
Vysoká přesnost a vysoké tolerance jsou některé z hlavních charakteristik CNC obrábění. Zatímco tříosé CNC obrábění nabízí dobrou přesnost, může dojít k lidským chybám v důsledku neustálého přemisťování obrobku. Pro většinu aplikací je však tato chybovost zanedbatelná. Přesto může sebemenší odchylka vést ke špatnému výkonu v citlivých leteckých aplikacích.
Současně 4osé a 5osé CNC stroje nevyžadují vícenásobné přemístění; proto obecně netrpí chybami nesouososti, jako je tomu u 3osého CNC obrábění. Tyto 4osé a 5osé CNC stroje mohou přidávat možnosti obrábění obrobků ve více rovinách/místech pomocí jediného upínacího přípravku. Důsledné přemístění u 3osého CNC obrábění je však faktor, který ovlivňuje odchylky obrábění.
2. Náklady
Náklady na vyrobenou součást jsou dalším hlavním parametrem, který rozlišuje mezi 3osým, 4osým a 5osým obráběním. Obecně jsou 3osé CNC stroje nejekonomičtější možností nákupu a údržby a výroby jednoduchých dílů. Faktory, jako je operátor stroje a dostupnost přípravků, však často ovlivňují náklady na provoz 3osého stroje v dílně.
Současně jsou 4- a 5osé stroje velmi pokročilé a mají vylepšené funkce, takže jsou relativně drahé. Jejich výkonné vlastnosti z nich však dělají perfektní volbu pro jedinečné podmínky.
3. Aplikace
Požadavek nebo konstrukční složitost dílu je to, co určuje, jaký typ služby CNC obrábění zvolit. Pomocí 3osého CNC stroje můžete vytvářet jednoduché letecké komponenty. Vývoj složitých součástí pro jiné obory však lze provést pomocí 4osého nebo 5osého CNC obrábění.
Získejte služby CNC obrábění u AN-Prototype
Pokud váš CNC projekt potřebuje outsourcovat, AN-Prototyp je ideální CNC dílna pro spolehlivé služby CNC obrábění. Máme nejmodernější 3, 4, 5osé CNC frézky schopné splnit všechny vaše požadavky na CNC projekt.