Kolik je 3+2 Osa Obrábění?
3+ 2osé obrábění je typ metody CNC frézování , známé také jako 5osé směrové obrábění nebo polohovací pětiosé obrábění. Jeho základní princip je: použití tří lineárních os (X, Y, Z) 5osého obráběcího stroje pro pohyb, zatímco použití dvou rotačních os (obvykle osy A a osy B nebo osy A a osy C) pro fixaci nástroje a obrobku v šikmém úhlu. Po zablokování těchto dvou rotačních os obráběcí stroj provádí řezání v daném směru úhlu, stejně jako vysoce výkonný 3osý obráběcí stroj.
3+ 2osé obrábění neznamená, že se všech 5 os během řezného procesu pohybuje plynule a synchronně. Místo toho zahrnuje nejprve nalezení nejvýhodnějšího úhlu a jeho zafixování a následné provedení 3osého obrábění. Výhodou tohoto postupu je, že lze dokončit obrábění více stran obrobku na jedno upnutí, čímž se zabrání opakovanému upínání, zvýší se efektivita a přesnost, a je obzvláště vhodné pro obrábění složitých krabicových dílů nebo forem se šikmými prvky.
Jak Does 3+2 Axis Mbolení Work?
Programování a výpočet úhlů
Softwaroví inženýři CAM programují 3D modely na počítačích. Software analyzuje geometrický tvar dílů, automaticky nebo ručně určí oblasti, které je třeba opracovat, a vypočítá ideální úhel sklonu nástroje pro každou oblast. Volba tohoto úhlu je zásadní, aby se zabránilo kolizi mezi nástrojem a obrobkem nebo upínacím přípravkem a zároveň se zajistilo, že se nástroj dotýká obrobku za nejlepších řezných podmínek.
Polohování rotační osy
Obráběcí program se načte do CNC obráběcího stroje. Obráběcí stroj nejprve provede povel k pohybu rotační osy a přesně natočí nástroj (nebo pracovní stůl, v závislosti na konstrukci obráběcího stroje) do úhlu nastaveného programem.
Zamykání a řezání
Rotující hřídel se zastaví a zůstane v této poloze. Od tohoto okamžiku ji řídicí systém považuje za nový „tříosý“ obráběcí souřadnicový systém.
3osé obrábění
Obráběcí stroj se spustí a bude používat pouze osy X, Y a Z k provádění vysokorychlostních a stabilních řezných pohybů, dokud nebudou dokončeny všechny obráběcí úlohy v aktuálním úhlu.
Proces opakování
Po dokončení tříosého obrábění obráběcí stroj pohne rotující osou do dalšího předem určeného úhlu a zablokuje ji, čímž spustí nové kolo tříosého obrábění. Tento cyklus pokračuje, dokud nebudou obrobeny všechny prvky součásti.
Materiály používané při 3+2osém obrábění
Běžné kovy:
- Hliník (6061, 7075 atd.)
- Nerezová ocel
- Titan
- Mosaz a měď
Hliník
Hliníková slitina je jedním z nejběžnějších materiálů pro 3+2osé obrábění a je velmi oblíbená pro svou vynikající obrobitelnost, vysokou pevnost a nízkou hmotnost.
3+ 2osé obrábění využívá kratší řezné nástroje pro řezání pod šikmým úhlem, což umožňuje účinně zabránit deformaci, ke které dochází u hliníkových slitin během obrábění, dosáhnout extrémně vysoké rozměrové přesnosti a hladké kvality povrchu a snížit potřebu následného dokončování.
Nerezová ocel
Nerezová ocel se díky své odolnosti proti korozi a dobrým mechanickým vlastnostem široce používá v lékařském a potravinářském průmyslu. Obrábění ve 3+2 osách je v těchto oblastech velmi vhodné pro výrobu složitě strukturovaných těles ventilů, skříní čerpadel a chirurgických nástrojů.
Titan
Titanové slitiny se používají hlavně v leteckém průmyslu a lékařských implantátech. Vyznačují se vysokou pevností, nízkou hmotností a dobrou biokompatibilitou, ale jsou také typickými obtížně obrobitelnými materiály.
3+ 2osé obrábění výrazně zvyšuje tuhost procesního systému použitím krátkých nástrojů pro řezání v pevných úhlech, což je klíčové pro prevenci vibrací a opotřebení nástrojů, ke kterým dochází při obrábění titanových slitin.
Klíčové výhody 3+2osého obrábění
Vyšší přesnost
Jádrem dosažení vyšší přesnosti při 3+2osém obrábění je „dokončení vícestranného obrábění jedním upnutím“.
Technologie 3+2 os umístí obrobek do požadovaného úhlu pomocí rotující osy a poté jej zajistí. V jediném upnutí se všechny šikmé plochy a různé úhly zpracují pomocí tří lineárních os, čímž se eliminují kumulativní chyby způsobené vícenásobnými upínáními a tím je zajištěna celková geometrická přesnost a tolerance polohy dílu.
Zkrácená doba nastavení a cyklu
3+ 2osé obrábění eliminuje složité výpočty pohybu os a zpomalování potřebné k udržení svislé plochy řezného nástroje při kontinuálním 5osém obrábění. Řezná dráha je přímější a efektivnější, což výrazně zkracuje celkový výrobní čas od surovin až po hotové výrobky.
Vylepšená povrchová úprava
Při obrábění hlubokých dutin nebo strmých bočních stěn musí tříosé obráběcí stroje používat nástroje s dlouhým vyložením, které mohou snadno způsobit vibrace a třepotání a zanechávat vibrační stopy na povrchu obrobku.
3+ 2osé obrábění umožňuje krátkým a tuhým nástrojům dosáhnout těchto oblastí naklápěním obrobku, čímž se účinně potlačují vibrace.
Přístup do těžko přístupných oblastí
Obrábění ve 3+2 osách je jako poskytnout řeznému nástroji „optimální perspektivu“. Flexibilním nastavením prostorové polohy obrobku lze vytvořit nerušenou cestu pro řezný nástroj, což mu umožňuje snadno dosáhnout těchto dříve těžko dostupných míst.
Nižší náklady ve srovnání s plnohodnotným 5osým systémem
Z hlediska hardwaru jsou 5osé obráběcí stroje s funkcemi 3+2 os obvykle levnější než vysoce výkonné kontinuální 5osé obráběcí stroje, protože mají o něco nižší požadavky na dynamickou odezvu a synchronizační výkon rotujících os.
Pokud jde o řezné nástroje a každodenní údržbu, 3+2osé stroje více využívají standardní řezné nástroje a náklady na opotřebení a údržbu obráběcího stroje jsou také relativně nižší. Proto pro aplikace, které nevyžadují obrábění složitých povrchů volného tvaru, nabízí 3+2osé obrábění řešení, které dosahuje dokonalé rovnováhy mezi náklady a výkonem.
Co je to 5-osé obrábění?
5osé CNC obrábění je počítačem řízený výrobní proces, který využívá pět různých os pohybu pro zajištění větší flexibility a přesnosti během obrábění. Kromě konvenčních lineárních os X, Y a Z pracuje 5osý CNC stroj také se dvěma dalšími rotačními osami, běžně označovanými jako osa A a osa B.
Díky integraci těchto rotačních os může řezný nástroj zabírat s obrobkem z široké škály úhlů a orientací. Tento rozšířený rozsah pohybu umožňuje přesné obrábění velmi složitých tvarů, včetně hlubokých dutin, podřezů, konturovaných povrchů a složitých křivek. Možnost naklápění a otáčení nástroje výrazně minimalizuje potřebu vícenásobného nastavení a přemísťování, čímž se zlepšuje jak efektivita obrábění, tak celková přesnost.
3+ 2osé obrábění a kontinuální 5osé obrábění: Klíčové rozdíly
3+2 osé obrábění
Během řezání zůstává rotační osa nehybná. Jejím cílem je „polohovat“ a poté provádět efektivní řezání v pevném směru.
Kontinuální 5osé obrábění
Během celého procesu řezání se všech pět os (tři lineární osy a dvě rotační osy) pohybuje současně, plynule a koordinovaně. Jeho cílem je „dynamické tváření“, které se používá pro zpracování extrémně složitých povrchů volných tvarů, jako jsou oběžná kola, vrtule, lopatky turbín atd.
3+2 osé obrábění vs Plné 5osé obrábění
| vlastnost | 3+2 osé obrábění | Plné 5osé obrábění |
| Používané sekery | X, Y, Z + dvě polohovací osy | X, Y, Z + dvě simultánní rotační osy |
| Typ pohybu | Lineární s polohovou rotací | Plně simultánní pohyb |
| Stát | Střední | Vysoký |
| Čas cyklu | Středně | nejrychlejší |
| nejlepší | Části střední složitosti | Vysoce složité, organické tvary |
Osa 3+2 vyniká při obrábění součástí složených z více diskrétních úhlových rovin, zatímco spojitá osa 5 se zaměřuje na složité zakřivené povrchy, které vyžadují neustálou změnu směru nástroje během pohybu.
Tipy pro design pro 3+2 Osa obrábění
Optimalizace orientace součásti
Během fáze návrhu je nutné zvážit, jak zpracovat co nejvíce prvků s nejmenšími úhly natočení osy otáčení. Ideálním cílem je uspořádat na součásti co nejvíce otvorů, dutin a profilů ve stejném směru nebo v několika směrech.
Zajistěte přístup k nástrojům
Při naklápění obrobku pod úhlem je nutné provést důkladnou kontrolu kolize. Měla by se zkontrolovat nejen špička nástroje, ale také to, zda držák nástroje, upínací zařízení a dokonce i vřetenová hlava nebudou kolidovat s jinými částmi obrobku, upínacím přípravkem nebo pracovním stolem obráběcího stroje.
Při navrhování hlubokých dutin nebo konkávních prvků je nutné zajistit, aby v plánovaném úhlu sklonu byla dostatečná délka nástroje pro bezpečné dosažení spodní plochy obráběného dna a aby držák nástroje nepoškrábal boční stěnu.
Navrhněte bezpečné upevnění
Protože se obrábění ve 3+2 osách provádí pod různými úhly a někdy i s obráceným obrobkem, musí upínací přípravek zajišťovat spolehlivé upínání ve všech směrech. Konstrukce samotného upínacího přípravku by měla být co nejkompaktnější a nejnižší, aby se zabránilo kolizi se součástmi obráběcího stroje během otáčení.
Návrh pro rovinné obrábění
V každém úhlu polohování je obrábění os 3+2 v podstatě tříosé. Ideálními prvky jsou proto ty „rovinné“ prvky, které lze efektivně zpracovat pomocí tříosé strategie. Přestože lze zpracovat některé mělké povrchy, složité 3-rozměrné povrchy volného tvaru zůstávají silnou stránkou spojitého 5osého obrábění.
Proč si vybrat 3+2 Osa Obrábění pro výrobu
Pro firmy, které vyžadují flexibilitu, přesnost a efektivitu bez investic do plnohodnotných 5osých systémů, představuje obrábění 3+2 perfektní řešení.
Zde jsou některé výhody z reálného světa, které výrobci uvádějí:
- O 40–60 % kratší doby cyklu ve srovnání s tradičním 3osým obráběním
- Zvýšená přesnost na vícevrstvých dílech
- Nižší náklady na upínací přípravky, protože je potřeba méně nastavení
- Lepší produktivita pro malosériovou až středněsériovou výrobu
- Vyšší využití stroje, protože rotační osy se mohou automaticky přepolohovat
Celkově vzato, obrábění 3+2 maximalizuje možnosti standardních 5osých strojů bez složitosti programování plynulého pohybu.
Oblasti použití 3+2 osého obrábění
Letecký a kosmický průmysl
Letecký a kosmický průmysl je jednou z nejreprezentativnějších oblastí použití 3+2osého obrábění. Konstrukční komponenty letadel, jako jsou žebra křídel, rámy a závěsy, se obvykle frézují z jednoho kusu hliníkové nebo titanové slitiny. Mají složité struktury, tenké stěny a obsahují velké množství otvorů, dutin a výstupků, které je třeba opracovat pod různými úhly. 3+2osé obrábění dokáže dokončit většinu opracování prvků na pěti površích dílu pomocí jediného upnutí.
Výroba forem
Ať už se jedná o vstřikovací formu, formu pro tlakové lití nebo lisovací formu, jejich jádra a jezdce mají obvykle složité geometrie, včetně hlubokých dutin, strmých bočních stěn a složitých kanálů pro chladicí vodu. Obrábění ve 3 a více 2 osách dokáže snadno naklonit nástroj do optimálního úhlu, přesně frézovat tato těžko dostupná místa a vytvářet přesně šikmé otvory pro čepy a jezdcové mechanismy.
Průmysl lékařských přístrojů
Lékařský obor klade extrémně vysoké požadavky na přesnost, povrchovou úpravu a obrábění biokompatibilních materiálů součástí. 3+2osé obrábění je velmi vhodné pro výrobu součástí, jako jsou umělé klouby, chirurgické nástroje a kostní dlahy. Dokáže se vyhnout riziku kontaminace a chyb způsobeným sekundárním upnutím a zároveň zajistit dokonalé sladění implantátu s lidskou kostí, což je klíčové pro úspěch operace.
Energetika a těžký průmysl
V energetickém sektoru, jako jsou lopatky parních a plynových turbín, jsou tyto díly obvykle vyrobeny z obtížně obrobitelných materiálů, jako jsou vysokoteplotní slitiny, a mají složité geometrie.
3+ 2osé obrábění umožňuje použití krátkých a tuhých nástrojů pro vstup do obrobku pod nejvhodnějším úhlem, což je klíčové pro udržení životnosti nástroje, kontrolu řezného tepla a zajištění integrity povrchu součásti.
Spojte se se zkušeným 3+2 partnerem Osa Výrobce obrábění UŠLECHTILÝ
Ve společnosti NOBLE se specializujeme na 3+2osé CNC obrábění pro prototypy i sériovou výrobu. Naše pokročilá víceosá obráběcí centra nám umožňují vyrábět přesné součásti z hliníku, nerezové oceli, titanu a technických plastů s přesnými tolerancemi a výjimečnou povrchovou úpravou.
Ať už potřebujete malou dávku prototypových dílů nebo velkovýrobu, náš zkušený technický tým vám poskytne:
- Profesionální podpora DFM (návrh pro vyrobitelnost)
- Rychlá a spolehlivá cenová nabídka
- Konzistentní kontrola kvality pomocí kontroly souřadnicovým měřicím strojem (CMM)
- Flexibilní plánování výroby
Výběrem nás jako svého výrobního partnera získáte efektivitu 3+2osého obrábění a spolehlivost důvěryhodného dodavatele přesného obrábění.
Nejčastější dotazy k 3+2 osé obrábění
Co je to 3+2osé obrábění a jak funguje?
3+2 osé obrábění, známé také jako pětiosé poziční obrábění, je CNC proces, při kterém se díl před řezáním naklápí a otáčí do požadované polohy pomocí dvou rotačních os. Jakmile je obrobek upevněn v požadovaném úhlu, stroj provádí 3osé operace. To umožňuje obrábět složité díly z více orientací bez nutnosti vícenásobného nastavení.
Jaký je rozdíl mezi 3+2osým obráběním a plně 5osým obráběním?
Při 3+2 osém obrábění obě rotační osy polohují díl, ale během řezání zůstávají nehybné. Při plně 5osém obrábění se všech pět os během řezání pohybuje současně. 3+2 nabízí většinu výhod 5osého obrábění za nižší cenu a s jednodušším programováním, což je ideální pro mnoho přesných součástí.
Jaké jsou hlavní výhody 3+2osého CNC obrábění?
3+2osé obrábění poskytuje vynikající přesnost, lepší kvalitu povrchu a rychlejší výrobu díky zkrácení doby nastavení. Umožňuje také obrábění těžko dostupných prvků, jako jsou šikmé otvory, podřezy a hluboké kapsy, a to při zachování vysoké konzistence a přesnosti.
Která odvětví běžně používají 3+2osé obrábění?
Tato technologie se široce používá v leteckém, lékařském, automobilovém, lisovacím a elektronickém průmyslu. Je ideální pro výrobu složitých součástí, jako jsou konzole, skříně turbín, lékařské implantáty a vysoce přesné formy.
Je obrábění 3+2 nákladově efektivnější než obrábění v 5 osách?
Ano. Obrábění ve 3+2 osách nabízí velkou flexibilitu 5osého obrábění, ale s nižšími náklady na vybavení a programování. Je obzvláště nákladově efektivní pro díly, které vyžadují úhlové prvky, ale ne spojité víceosé konturování.
