CNC-bewerking is een essentieel onderdeel van de moderne productie en zorgt voor een revolutie in de manier waarop onderdelen in veel industrieën worden vervaardigd. Deze technologie verbetert de efficiëntie en nauwkeurigheid van bewerkte onderdelen aanzienlijk, waardoor complexere en nauwkeurigere ontwerpen mogelijk worden. Er zijn verschillende soorten CNC-machines met verschillende asconfiguraties, die voor specifieke doeleinden worden gebruikt, afhankelijk van het ontwerp en de vereisten van het onderdeel. In deze handleiding bespreken we alles wat u moet weten over 3-assige, 4-assige en 5-assige CNC-bewerkingen en de verschillen daartussen.
Het belangrijkste verschil tussen 3-assige, 4-assige en 5-assige CNC-bewerking is het bewegingsbereik. Bij 3-assige CNC-frezen blijft de oriëntatie van het snijgereedschap constant gedurende het gehele snijpad, terwijl bij 4- en 5-assige frezen het werkstuk ook kan bewegen. AN-Prototype vat het bewegingsbereik voor 3-, 4- en 5-assige freesmachines samen:
- 3-assig met X-, Y-, Z-assen
- 4-assig met X-, Y-, Z- en A-assen
- 5-assig met X-, Y-, Z-, B- en C-assen
Wat is een "as"?
De meest elementaire lineaire assen van een CNC-bewerkingsmachine zijn de X-, Y- en Z-assen. CNC-machines gebruiken computersoftware om de beweging van snijgereedschappen rond een werkstuk te controleren. Assen worden gebruikt om beweging langs een bepaald pad te beschrijven. Laten we ons het volgende voorstellen: de X-as loopt parallel aan de voorkant van uw lichaam en beweegt van links naar rechts en mogelijk van rechts naar links. De Y-as is de richting loodrecht op u (vooruit en achteruit), terwijl de Z-as verticaal is. Op een typische CNC-freesmachine beweegt de tafel in het X/Y-vlak. De spil, die het snijgereedschap vasthoudt, beweegt langs de Z-as. Merk op dat het snijgereedschap in de spil roteert, maar deze roterende beweging wordt niet als een bewegingsas beschouwd. Deze bewegingsbereiken definiëren een driedimensionale ruimte waarin het CNC-snijgereedschap de snijbewerking uitvoert. Alle CNC-machines zijn gebouwd rond deze basisassen voor elk gat, elke snede en elk onderdeel dat wordt bewerkt. Tegenwoordig voegen geavanceerdere CNC-machines een vierde of vijfde as toe om nog meer bewerkingen uit te breiden zonder het werkstuk opnieuw in te stellen. In feite is de eerste stap bij de meeste CNC-projecten het “nulstellen” van de assen. Dit is het proces waarbij de CNC-machine wordt verteld waar het materiaal zich bevindt om het meest nauwkeurige eindproduct te krijgen.
Wat is 3-assige CNC-bewerking?
3-assige CNC-bewerking is het eenvoudigste type meerassige bewerking en blijft het werkpaard van de moderne productie. Het heeft meestal een vast werkstuk en een spil die langs drie assen beweegt (X, Y en Z). De X-as loopt parallel aan het snijgereedschap, waardoor de freeskop over de lengte van het werkstuk kan bewegen. De Y-as behoudt een positie loodrecht op het snijgereedschap, waardoor het snijgereedschap elk uiteinde van het werkstuk kan bereiken. Op dezelfde manier staat bij het aanpassen van de Z-voeding de Z-as loodrecht op het gereedschap, waardoor het gereedschap langs het oppervlak van het werkstuk snijdt. 3-assige CNC-bewerking is de gemakkelijkste optie voor het bewerken van alle zes zijden van een werkstuk, maar vereist voor elke zijde een nieuwe opspanning, wat duur kan zijn. Met een enkele opspanning kan slechts één zijde van het onderdeel worden bewerkt.
3-assige CNC-bewerking is ook het goedkoopste en wordt vooral gebruikt om onderdelen te maken die niet veel detailwerk vergen, je kunt bijvoorbeeld gaten boren, scherpe randen snijden, gaten tappen, oppervlakken vlak maken en sleuven frezen, etc. Dus als Heb je te maken met gladde 2D tot 2.5D onderdelen, kies dan voor 3-assige CNC-bewerking. Nogmaals, het werkstuk moet vlak en volledig onbeweeglijk zijn.
Wat is 4-assige CNC-bewerking?
4-assig Bij CNC-bewerking wordt gebruik gemaakt van een numeriek bestuurde computerfreesmachine met vier assen om complexere onderdelen te maken dan 3-assige CNC-onderdelen. Een 4-assige freesmachine kan het gereedschap in vier richtingen bewegen dankzij de beweging van de vierde as. De toevoeging van een vierde rotatie-as rond de X-as, de zogenaamde A-as, maakt veel nieuwe bewerkingsmogelijkheden mogelijk. Het maakt beweging rond een verticale as mogelijk, waardoor de machine een dynamisch bewegingsbereik van 360 graden kan bereiken zonder speciale armaturen.
De extra assen op een 4-assige CNC-frees maken het een voordeligere keuze dan een 3-assige CNC-frees. Bovendien biedt 4-assig CNC-frezen een betere algehele kwaliteit van de vervaardigde onderdelen dan 3-assig CNC-frezen, omdat het vier zijden tegelijk kan bewerken zonder het werkstuk opnieuw te positioneren. Daarom is het proces ook vrij van mogelijke menselijke fouten.
Wat is 5-assige CNC-bewerking?
5-assige CNC-bewerkingscentrum is een veelzijdige en populaire methode voor het vervaardigen van structureel complexe onderdelen. Hierbij wordt het materiaal met een vijfassige CNC-machine in de gewenste vorm gesneden. Het is vermeldenswaard dat het aantal assen in een CNC-machine meestal de oriëntatie van het gereedschap en de tafel tijdens de bewerking bepaalt. 5-assige CNC-bewerking biedt echter aanzienlijke voordelen ten opzichte van 3-assige bewerking vanwege het grotere aantal assen en mogelijkheden van 5-assige CNC-bewerking. Machines met 5 assen maken rotatie in twee vlakken mogelijk en het snijgereedschap kan in drie richtingen bewegen. Bovendien kunnen 5-assige CNC-freesmachines zeer complexe taken foutloos uitvoeren.
Een 5-assige CNC-machine gebruikt deze drie lineaire assen en twee extra assen: A en B. De A-as vertegenwoordigt de rotatie-as langs de X-as, terwijl de B-as rotatie/beweging rond de Y-as vertegenwoordigt. Soms verplaatsen de mechanica zich echter naar de C-as in plaats van naar de B-as. De C-as vertegenwoordigt rotatie langs de Z-as.
Er zijn twee hoofdtypen 5-assige CNC-machines: 3+2 5-assige CNC en volcontinu 5-assige machines.
Bij 3+2-assige CNC-bewerking werken de twee rotatie-assen onafhankelijk van elkaar, wat betekent dat het werkstuk in elke samengestelde hoek ten opzichte van het snijgereedschap kan worden geroteerd om het onderdeel te bewerken. Het gelijktijdig draaien van beide assen tijdens de bewerking is echter onmogelijk. 3+2-bewerkingen kunnen zeer complexe 3D-vormen produceren. Bij volledig continue 5-assige bewerking kunnen twee roterende assen tegelijkertijd roteren tijdens de bewerking en het gereedschap beweegt lineair in XYZ-coördinaten. 5-assige bewerking biedt ontwerpers een enorme flexibiliteit bij het ontwerpen van zeer complexe 3D-geometrieën en kan ook onderdelen produceren met complexe gebogen 3D-oppervlakken.
Wat is het verschil tussen 3-assige, 4-assige en 5-assige CNC-bewerking?
Het is absoluut noodzakelijk om de voordelen en kanttekeningen van de drie soorten CNC-bewerkingen te begrijpen. Het helpt een evenwicht te bewaren tussen factoren zoals kosten, productkwaliteit en tijd. Bij het vergelijken van de 3-, 4- en 5-assige bewerkingsmogelijkheden is 5-assige CNC-bewerking, hoewel efficiënter dan 4-assige en 3-assige CNC-bewerking, niet altijd geschikt voor alle onderdelen. Ook zijn niet alle onderdelen die geschikt zijn voor 3-assige, 4-assige CNC-bewerking geschikt voor 5-assige bewerking. Als de onderdelen die door 3-assige bewerking worden verwerkt, echter worden verwerkt door een 5-assige CNC, zullen de productiekosten astronomisch stijgen.
1. Nauwkeurigheid en precisie
Hoge precisie en hoge toleranties zijn enkele van de belangrijkste kenmerken van CNC-bewerking. Hoewel 3-assige CNC-bewerkingen een goede nauwkeurigheid bieden, kunnen menselijke fouten optreden als gevolg van de constante herpositionering van het werkstuk. Voor de meeste toepassingen is deze foutmarge echter onbeduidend. Toch kan de kleinste afwijking leiden tot slechte prestaties in gevoelige lucht- en ruimtevaarttoepassingen.
Tegelijkertijd vereisen 4-assige en 5-assige CNC-machines geen meerdere herpositioneringen; daarom hebben ze over het algemeen geen last van de uitlijningsfouten die 3-assige CNC-bewerking met zich meebrengt. Deze 4-assige en 5-assige CNC-machines kunnen bewerkingsmogelijkheden toevoegen aan werkstukken in meerdere vlakken/locaties met behulp van één enkele opspanning. Consequente herpositionering bij 3-assige CNC-bewerking is echter een factor die bewerkingsafwijkingen beïnvloedt.
2. Kosten
De kosten van de vervaardigde onderdelen zijn een andere belangrijke parameter die onderscheid maakt tussen 3-assige, 4-assige en 5-assige bewerkingen. Over het algemeen zijn 3-assige CNC-machines de meest economische optie in aanschaf, onderhoud en productie van eenvoudige onderdelen. Factoren zoals de machineoperator en de beschikbaarheid van opspanmiddelen hebben echter vaak invloed op de kosten van het bedienen van een 3-assige machine op de werkvloer.
Tegelijkertijd zijn 4- en 5-assige machines zeer geavanceerd en verbeterd, waardoor ze relatief duur zijn. Hun krachtige eigenschappen maken ze echter de perfecte keuze voor unieke omstandigheden.
3. Toepassing
De vereisten of ontwerpcomplexiteit van het onderdeel bepalen welk type CNC-bewerkingsservice u moet kiezen. Met een 3-assige CNC-machine kunt u eenvoudige luchtvaartcomponenten maken. Het ontwikkelen van complexe componenten voor andere vakgebieden kan echter worden gedaan met behulp van 4-assige of 5-assige CNC-bewerking.
Ontvang CNC-bewerkingsdiensten bij AN-Prototype
Als uw CNC-project moet worden uitbesteed, AN-prototype is de ideale CNC-werkplaats voor betrouwbare CNC-bewerkingsdiensten. Wij beschikken over de modernste 3, 4, 5-assige CNC-freesmachines die aan al uw CNC-projecteisen kunnen voldoen.