Как работают 3-осевые и 5-осевые фрезерные станки ЧПУ?

В современном мире станки с ЧПУ завоевали популярность в большинстве производственных секторов.

Эти устройства автоматизируют такие производственные процессы, как резка, сверление, фрезерование и токарная обработка, и все это они делают с помощью технологии числового программного управления (ЧПУ).

Станки с ЧПУ позволяют с высокой точностью производить сложные конструкции и детали. Существует несколько видов станков с ЧПУ, но большинство из них относятся к 3-осевым или 5-осевым.

Эти два типа оборудования различаются по своим возможностям движения по осям. В этой статье будут рассмотрены преимущества и недостатки 3-осевых и 5-осевых станков с ЧПУ.

Что такое ЧПУ?

ЧПУ — это компьютерное числовое управление, которое относится к использованию компьютеров для управления движением производственного оборудования.

Большинство станков с ЧПУ выполняют функции, которые также можно найти на устройствах ручной обработки, но вместо этого зависят от компьютерной программы, которая управляет их движением.

Это делает движения режущего инструмента очень точными и, как правило, приводит к получению деталей более высокого качества, чем детали, изготовленные с помощью ручных сверлильных станков, токарных станков и т. д.

Что такое 3-осевые станки ЧПУ?

3-осевой станок с ЧПУ — это станок, который выполняет операции обработки, перемещая свой инструмент или деталь по осям X, Y и Z.

Режущий инструмент можно перемещать в любом месте горизонтальной (XY) плоскости и резать на детали на заданную глубину (движение по оси Z).

Что может 3-осевой ЧПУ?

Типичный 3-осевой станок с ЧПУ способен выполнять различные задачи обработки, включая резку, сверление и фрезерование. Другие разработаны как токарные станки с ЧПУ.

Однако с точки зрения сложности деталей ограничение этих трех осей означает, что машина имеет некоторые явные ограничения.

Лучшие 3-осевые станки используются для производства деталей с простой геометрией и минимальными требованиями к конструкции или деталям. Детали 2D и 2.5D лучше всего подходят для 3-осевых станков с ЧПУ.

Примеры 3-осевых устройств ЧПУ:

Токарные станки с ЧПУ
Фрезерные станки с ЧПУ
Станочные центры с ЧПУ

Эти машины часто используются в таких секторах, как автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность и электроника.

Каковы преимущества 3-осевых станков с ЧПУ?

Преимущества 3-осевых станков с ЧПУ перечислены ниже:

Экономичность: 3-осевые станки с ЧПУ более доступны по цене, чем 5-осевые станки.
Простота в эксплуатации: 3-осевые станки с ЧПУ требуют минимального обучения и просты в использовании. Они подходят для малого и среднего бизнеса, потому что их также легко программировать.
Низкие эксплуатационные расходы: по сравнению с 5-осевыми станками с ЧПУ, 3-осевые станки с ЧПУ имеют меньше движущихся частей, что упрощает их обслуживание и делает их менее подверженными износу.
Высокая точность: точные и точные детали, изготовленные на 3-осевом станке с ЧПУ, могут использоваться во многих областях применения.

Каковы недостатки 3-осевого ЧПУ?

Недостатками 3-х осевых станков с ЧПУ являются:

Ограниченные возможности: поскольку нет возможности автоматически поворачивать заготовку, 3-осевые станки могут атаковать только под определенными углами. Они лучше всего подходят для изготовления деталей с простой геометрией.
Ограниченная эффективность: они менее эффективны, чем 5-осевые станки с ЧПУ, поскольку требуют нескольких настроек для производства сложных деталей.

3-осевой ЧПУ не может создавать 3D-объекты?

Хотя 3-осевые станки с ЧПУ могут создавать 3D-объекты, существуют некоторые ограничения. 3-осевые станки с ЧПУ могут производить трехмерные детали с четкой и простой геометрией, но не со сложной геометрией и детализированным дизайном.

Что такое 5-осевые станки с ЧПУ?

5-осевой станок с ЧПУ выполняет операции обработки по пяти осям движения. Такой станок может перемещаться по трем линейным осям (X, Y и Z) и вращаться вокруг двух других осей (A и B).

Этот расширенный диапазон движения позволяет машине создавать сложные геометрические формы.

Что может 5-осевой ЧПУ?

5-осевое ЧПУ может создавать геометрию, требующую нескольких углов и контуров. Он может перемещать режущий инструмент по пяти осям, что приводит к более гладким поверхностям и более точным деталям.

5-осевой станок с ЧПУ также может выполнять непрерывное фрезерование, что позволяет режущему инструменту повторять кривизну материала и производить меньше меток и ступеней.

5-осевой станок с ЧПУ можно использовать для создания таких деталей, как рабочие колеса, лопатки турбин, пресс-формы и компоненты аэрокосмической отрасли.

Например, он используется в аэрокосмической промышленности для создания деталей сложной формы для авиационных двигателей. Возможность 5-осевой обработки также важна для медицинских имплантатов и протезов.

Каковы преимущества 5-осевого ЧПУ?

Ниже перечислены преимущества 5-осевых станков с ЧПУ:

Повышенная эффективность: 5-осевые станки могут ускорить производство и повысить эффективность. Они могут изготавливать сложные формы и выполнять непрерывные фрезерные операции.
Повышенная точность: они могут создавать более гладкие поверхности и более точные детали, поскольку они позволяют режущему инструменту перемещаться по пяти осям.
Сокращение количества смен инструмента: возможны сложные геометрические формы благодаря непрерывному фрезерованию. Это также приводит к меньшему количеству смен инструмента. Такое непрерывное фрезерование снижает потребность в ручном вмешательстве и экономит время.
Универсальность: 5-осевые устройства могут производить самые разные детали и геометрию.

Каковы недостатки 5-осевого ЧПУ?

Ниже перечислены недостатки 5-осевых станков с ЧПУ:

Стоимость: 5-осевые станки с ЧПУ дороже, чем 3-осевые станки с ЧПУ, что делает их дорогими для небольших предприятий.
Обучение: из-за своей сложности они требуют более специализированного обучения и опыта для эксплуатации и обслуживания.
Техническое обслуживание: регулярное техническое обслуживание необходимо для обеспечения бесперебойной работы этих сложных машин и предотвращения поломок.

У 5-осевого ЧПУ нет ограничений по углу?

5-осевой станок с ЧПУ может фрезеровать материалы практически под любым углом, но у него есть некоторые ограничения.

Длина режущего инструмента, характер фрезеруемого материала и радиус действия самого станка — все это влияет на возможные углы и размеры.

Кроме того, режущий инструмент становится менее устойчивым при более экстремальных углах, что может повлиять на точность.

В чем разница между 3-осевыми и 5-осевыми станками ЧПУ?

3-осевое ЧПУ и 5-осевое ЧПУ различаются своей способностью ориентировать и перемещать режущий инструмент по нескольким осям.

3-осевой станок с ЧПУ способен перемещать режущий инструмент по осям X, Y и Z. С другой стороны, 5-осевой станок может перемещать режущий инструмент по осям X, Y, Z, A и B.

Стоимость оборудования — еще одно существенное различие между ними. 3-осевой станок можно намного дешевле купить, запрограммировать и эксплуатировать.

Еще одним важным отличительным фактором является простота, с которой вы можете создавать сложные формы и управлять ими.

Даже в сложной геометрии возможны глубокие пропилы на 5-осевых станках. Вы можете работать со всеми сторонами заготовки, не поворачивая ее вручную, что повышает производительность.

С другой стороны, 3-осевой станок нуждается в многочисленных регулировках, чтобы помочь станку вырезать сложную геометрию.

Сколько стоит 5-осевой ЧПУ по сравнению с 3-осевым ЧПУ?

Цены на 3-осевые устройства с ЧПУ варьируются от 25 000 до 50 000 долларов, а 5-осевые — от 80 000 до более чем 500 000 долларов. Затраты варьируются в зависимости от того, используются ли они для работы начального или производственного уровня.

Как программируются 3-осевые ЧПУ и 5-осевые ЧПУ?

Программирование как для 3-, так и для 5-осевого ЧПУ выполняется профессионалами вручную.

Однако программировать 3-осевые станки проще, чем программировать 5-осевые, поэтому последние обычно требуют более компетентного специалиста.

Является ли 3-осевое ЧПУ хорошей стартовой инвестицией, чем 5-осевое ЧПУ?

Да, 3-осевой станок — лучшее приобретение для начинающих, чем 5-осевое ЧПУ. Оно более доступно с точки зрения затрат на покупку, разработку и обслуживание.

В этой статье представлены 3-осевые и 5-осевые ЧПУ, объяснено, что они из себя представляют, и обсуждены преимущества и недостатки каждого из них.