I den høje-verden af præcisionsfremstilling er der ofte en misforståelse om, at "flere akser" automatisk betyder "bedre dele". Vi ser det hele tiden: indkøbsledere, der efterspørger dyr 5-akset bearbejdning af dele, der kunne produceres hurtigere, billigere og lige så præcist på en robust 3-akset CNC-maskine.
Som en dedikeret producent af præcisionsmaskiner- lige fra cam indexer til komplekse automationsdele- tror vi på at vælge det rigtige værktøj til opgaven.
Hvad er 3-akset CNC-bearbejdning?
3-akset CNC-bearbejdning er en subtraktiv proces, der fjerner materiale fra et fast emne. Du kan tænke på det på denne måde: arbejdsemnet er spændt fladt på en maskinleje, og skæreværktøjet roterer typisk med 3.000 til 20,000+ omdrejninger pr. minut og bevæger sig langs tre lineære planer.
X-akse: Venstre-højre bevægelse.
Y-akse: Frem-og-bevægelse.
Z-akse: Bevægelse op-og-ned.
I en 3-akset opsætning kan værktøjet ikke vippe; den forbliver hele tiden vinkelret på emnet. Dette giver den overlegen stivhed og stabilitet. Fordi maskinen desuden har færre bevægelige led end et 5-akset bearbejdningscenter, kan den typisk udføre tungere snit med færre vibrationer eller støj, hvilket resulterer i overlegen overfladefinish på plane funktioner.
Hvorfor er 3-akse det nemmere valg?
For de fleste mekaniske dele er 3-akset bearbejdning den bedste mulighed. Hansheng Automation vil forklare dette i detaljer ud fra tre aspekter: økonomi, nøjagtighed og hurtige arbejdsholdingsløsninger.
Økonomi
På grund af dens mindre komplekse natur sammenlignet med 4--akse og 5--akse CNC-bearbejdning, er omkostningerne relativt lavere. Fra et markedstendensperspektiv er købs- og vedligeholdelsesomkostningerne for 3-aksede maskiner lavere end multi-akse modparter. Desuden reduceres programmeringstiden for CAM (Computer-Aided Manufacturing) markant, hvilket sænker arbejdsomkostningerne. Når du f.eks. bearbejder et parti af aluminiumsendekapper eller stålmonteringsplader, betyder brug af et 3-akset bearbejdningscenter, at du ikke skal betale for teknologi, du ikke har brug for.
Positionel nøjagtighed for flade funktioner
3--aksebearbejdning kan perfekt håndtere dele, der kræver høj planhed og perfekt vinkelrette borede huller. Tag fremstillingen af et gearkassehus som et eksempel. De sammenkoblende overflader skal være helt flade for at sikre en olietæt forsegling. Den stive 3-aksede planfræsning giver den fladeste overfladefinish, hvilket sikrer, at vores planetgearkasser fungerer uden lækager.
Hurtige løsninger til arbejdshold
Workholding er hurtigere i 3--akset bearbejdning. Ved at bruge standard skruestik eller vakuumtabeller kan vi skifte dele på få sekunder. Dette giver mulighed for højvolumenproduktion med minimal nedetid.
Begrænsninger af 3-akse systemer
Begrænsninger ved 3-akset Fordelene ved 3-akset bearbejdning nævnt ovenfor betyder ikke, at det er et vidundermiddel for alle dele; vi er nødt til at forstå dens begrænsninger.
Underskæringer
På grund af den lige-nedadgående skærkant (Z-aksen), kan den ikke bearbejde områder, der er placeret under flanger eller udhæng.
Flere opsætninger
Hvis din del har funktioner på siden (såsom sidehuller på en manifold), skal operatøren manuelt stoppe maskinen, frigøre klemmerne, dreje delen 90 grader og derefter gen-montere.
Bemærk: Der er en lille risiko for kumulativ tolerancefejl ved hver delbevægelse. For ekstremt komplekse geometrier er det, når vi anbefaler 4-akse eller 5-akse tjenester.
Industrielle applikationer: Hvor bruger vi 3-akse systemer?
Automations- og pakkeudstyr
I vores analyse af automatiske krympepakkemaskiner fremhævede vi behovet for robuste strukturelle komponenter.
Motorophæng og bundplader: Disse kraftige-stålplader kræver præcise boremønstre for at justere motoren med drivakslens. 3-akseborecyklusser sikrer hul-til-hul positionsnøjagtighed ned til mikrometerniveau.
Transportbåndsskinner: De lange, lige aluminiumsskinner, der bruges i Flow Wrappers, er bearbejdet på vores store-table 3-fræser for at sikre jævn, fastklemningsfri filmbevægelse.
Krafttransmissionskomponenter
Mens de indvendige tandhjul i planetgearkassen kan kræve gearhobbing, er huskroppene og input/output-flanger de bedste kandidater til 3-akset drejning og fræsning.
General Precision Hardware
Fra køleplader til elektroniske enheder til brugerdefinerede værktøjsjigger, der bruges på samlebånd.
Materiale alsidighed
En af styrkerne ved 3-akset bearbejdning er dens evne til at håndtere stort set ethvert stift materiale.
Aluminium (6061/7075)
Ideel til høj-bearbejdning. Vi producerer lette rumfartsbeslag og komponenter til robotarme.
Rustfrit stål (304/316)
Kræver stive maskiner for at forhindre, at arbejdet-hærder. Perfekt til fødevare-emballeringsmaskinedele.
Engineering Plastics (POM/Delrin)
Anvendes til styreblokke med lav-friktion i automationssystemer.
Design for Manufacturing (DFM) Tips til 3-akse
Vil du reducere dine CNC-omkostninger? Design dine dele med den 3-akse proces i tankerne. Her er tips fra vores ingeniørgulv:
Undgå dybe, smalle lommer
Lange værktøjer vibrerer. Prøv at holde lommedybden mindre end 4x værktøjets diameter.
Tilføj fileter (radius) til indvendige hjørner
Et rundt spindeværktøj kan ikke skære et perfekt firkantet hjørne. Tilføjelse af en radius gør det muligt for værktøjet at bevæge sig kontinuerligt uden at stoppe, hvilket forbedrer overfladefinishen.
Begræns opsætningsændringer
Prøv kun at designe funktioner på en eller to sider af delen. Jo færre gange vi skal vende delen, jo billigere er den at lave.
Hvorfor samarbejde med Hansheng Automation?
Vi "skærer ikke kun metal". Vi leverer udviklede produktionsløsninger.
Uanset om du har brug for en prototype til et nyt Cam Indexer-hus eller en serie på 5.000 enheder af pakkemaskinebeslag, analyserer vores team dine CAD-data for at vælge den mest effektive proces. Hvis en del kan laves på en 3-akset maskine for at spare penge uden at gå på kompromis med kvaliteten, er det det, vi vil anbefale.
Præcision: Tolerancer så små som ± 0,005 mm.
Kapacitet: Fra enkelte prototyper til høj-volumenproduktion.
Integration: Vi kan bearbejde delene og endda samle dem til under-underenheder (som gearkasser eller drejeborde) i-huset.
Klar til at optimere din produktion?
Upload dine tegninger i dag. Lad vores ingeniører gennemgå dit design for 3-akset kompatibilitet og give et konkurrencedygtigt tilbud inden for 24 timer.
FAQ
Q: Hvad er den standard overfladeruhed, du kan opnå med 3-akset CNC-bearbejdning?
A: For aluminiumslegeringer og ståldele er standarden som -bearbejdet overfladeruhed typisk mellem Ra 1,6μm og 3,2μm. Ved at bruge-højpræcisionsfladefræsere og fine gennemløb kan vi opnå Ra 0,8μm eller bedre på forseglede parflader (såsom gearkassehusgrænseflader). Hvis en spejlfinish er påkrævet, anbefaler vi at tilføje efter-behandlingstrin såsom polering eller anodisering.
Q: Da 3-akse kun kan skære vinkelret, hvordan bearbejder den vinklede overflader?
A: Dette er en almindelig misforståelse. Selvom værktøjsaksen ikke kan vippes, kan vi bruge 3D-overfladefræsningsteknologi, der anvender kugle-spidsfræsere, til at udføre ekstremt fine trin-over snit for at "passe" til skrå eller buede overflader. Selvom dette er lidt langsommere end 5-sidefræsning, er det et yderst omkostningseffektivt alternativ til komplekse buede dele, der ikke kræver hyppig masseproduktion.
Spørgsmål: Hvorfor er mit tilbud på 3-aksede dele højere end forventet? Hvad er de vigtigste omkostningsdrivere?
Sv: Selv for 3-akset bearbejdning påvirker designfunktioner omkostningerne betydeligt.
Dybe lommer
Hulrum, der er dybere end 5 gange værktøjsdiameteren kræver særligt lange værktøj, og skærehastigheder skal sænkes for at forhindre værktøjsvibrationer.
Lille indre radius
Hvis du designer et indvendigt hjørne med en radius på 0,5 mm, skal du bruge ekstremt fine værktøjer til hjørnerydning, hvilket er meget tidskrævende-. Det anbefales at maksimere hjørneradius.
Snævre tolerancer
En global tolerance på +/- 0.01mm vil koste flere gange mere end +/- 0.1mm. Det anbefales kun at specificere snævre tolerancer på kritiske sammenkoblingssteder (i henhold til ISO 2768).
Referencer
Oberg, E., Jones, FD, et al. (2020). Maskinernes håndbog (31. udgave). Industripresse.
ISO 2768-1:1989. Generelle tolerancer - Del 1: Tolerancer for lineære og vinkeldimensioner uden individuelle toleranceangivelser. International Organisation for Standardization.