Vad är 3+2 Axis Bearbetning?
3+ 2-axlig bearbetning är en typ av CNC- fräsningsmetod, även känd som 5-axlig riktningsbearbetning eller positionerande 5-axlig bearbetning. Dess kärnprincip är: att använda de tre linjära axlarna (X, Y, Z) i en 5-axlig maskin för rörelse, samtidigt som två rotationsaxlar (vanligtvis A-axel och B-axel, eller A-axel och C-axel) används för att fixera verktyget och arbetsstycket i en lutande vinkel. Efter att dessa två roterande axlar har låsts utför maskinverktyget skärning i den specifika vinkelriktningen precis som en högpresterande 3-axlig maskin.
3+ 2-axlig bearbetning betyder inte att alla 5 axlar rör sig kontinuerligt och synkront under skärprocessen. Istället innebär det att man först hittar den mest gynnsamma vinkeln och fixerar den, och sedan utför 3-axlig bearbetning. Fördelen med att göra detta är att det kan slutföra bearbetningen av flera sidor av arbetsstycket i en fastspänning, vilket undviker upprepad fastspänning, förbättrar effektivitet och noggrannhet, och är särskilt lämplig för bearbetning av komplexa lådliknande delar eller formar med lutande egenskaper.
Hur Does 3+2 AXis Mvärkande Work?
Programmering och vinkelberäkning
CAM-programvaruingenjörer programmerar 3D-modeller på datorer. Programvaran analyserar delarnas geometriska form, bestämmer automatiskt eller manuellt de områden som behöver bearbetas och beräknar den ideala verktygslutningsvinkeln för varje område. Valet av denna vinkel är av avgörande betydelse, med syftet att undvika störningar mellan verktyget och arbetsstycket eller fixturen, samtidigt som det säkerställs att verktyget kommer i kontakt med arbetsstycket under bästa möjliga skärförhållanden.
Rotationsaxelpositionering
Bearbetningsprogrammet laddas in i CNC-maskinen. Maskinen utför först rörelsekommandot för den roterande axeln och svänger verktyget (eller arbetsbordet, beroende på maskinens struktur) exakt till den vinkel som ställts in av programmet.
Låsning och skärning
Den roterande axeln stannar och förblir i detta läge. Från och med nu betraktar styrsystemet den som ett nytt "3-axligt" bearbetningskoordinatsystem.
3-axlig bearbetning
Maskinverktyget startar och använder endast X-, Y- och Z-axlarna för att utföra höghastighets- och stabila skärrörelser tills alla bearbetningsuppgifter vid den aktuella vinkeln är slutförda.
Upprepningsprocess
Efter att 3-axlig bearbetning är klar, kommer maskinverktyget att driva den roterande axeln för att gå till nästa förutbestämda vinkel och låsa den, vilket startar en ny omgång av 3-axlig bearbetning. Denna cykel fortsätter tills alla detaljer i detaljen har bearbetats.
Material som används i 3+2-axlig bearbetning
Vanliga metaller:
- Aluminium (6061, 7075, etc.)
- Rostfritt stål
- titan
- Mässing och koppar
Aluminium
Aluminiumlegering är ett av de vanligaste materialen i 3+2-axlig bearbetning och är mycket populärt för sin utmärkta bearbetbarhet, höga hållfasthet och lätta egenskaper.
3+ 2-axlig bearbetning använder kortare skärverktyg för skärning i en lutande vinkel, vilket effektivt kan undvika deformation som är benägen att uppstå i aluminiumlegeringar under bearbetning, uppnå extremt hög dimensionsnoggrannhet och jämn ytkvalitet samt minska behovet av efterbehandling.
Rostfritt stål
Rostfritt stål används flitigt inom medicin- och livsmedelsindustrin tack vare dess korrosionsbeständighet och goda mekaniska egenskaper. 3+2-axlig bearbetning är mycket lämplig för tillverkning av komplext strukturerade ventilhus, pumphus och kirurgiska instrument inom dessa områden.
titan
Titanlegeringar används huvudsakligen inom flyg- och rymdteknik och medicinska implantat. De har hög hållfasthet, låg vikt och god biokompatibilitet, men de är också typiska material som är svårbearbetade.
3+ 2-axlig bearbetning förbättrar processsystemets styvhet avsevärt genom att använda korta verktyg för skärning i fasta vinklar, vilket är avgörande för att förhindra verktygsvibrationer och slitage som är benägna att uppstå vid bearbetning av titanlegeringar.
De viktigaste fördelarna med 3+2-axlig bearbetning
Högre noggrannhet
Kärnan i att uppnå högre precision vid 3+2-axlig bearbetning ligger i att "slutföra flersidig bearbetning med en enda uppspänning".
3+2-axeltekniken positionerar arbetsstycket till önskad vinkel via en roterande axel och låser det sedan. Med bara en fastspänning bearbetas alla lutande ytor och olika vinklar med hjälp av tre linjära axlar, vilket eliminerar de kumulativa fel som orsakas av flera fastspänningar och därigenom säkerställer den övergripande geometriska noggrannheten och positionstoleransen för detaljen.
Minskad installations- och cykeltid
3+ 2-axlig bearbetning eliminerar de komplexa axelrörelseberäkningarna och retardationen som krävs för att bibehålla skärverktygets vertikala yta vid kontinuerlig 5-axlig bearbetning. Skärbanan är mer direkt och effektiv, vilket avsevärt minskar den totala produktionstiden från råmaterial till färdiga produkter.
Förbättrad ytfinish
Vid bearbetning av djupa hålrum eller branta sidoväggar måste 3-axliga verktygsmaskiner använda verktyg med långt överhäng, vilket lätt kan orsaka vibrationer och fladder, vilket lämnar vibrationsmärken på arbetsstyckets yta.
3+ 2-axlig bearbetning gör det möjligt för korta och styva verktyg att nå dessa områden genom att luta arbetsstycket, vilket effektivt dämpar vibrationer.
Tillgång till svåråtkomliga områden
3+2-axlig bearbetning är som att ge skärverktyget ett "optimalt perspektiv". Genom att flexibelt justera arbetsstyckets rumsliga position kan man skapa en fri väg för skärverktyget, vilket gör att det enkelt kan nå dessa tidigare svåråtkomliga områden.
Lägre kostnad jämfört med full 5-axlig
När det gäller hårdvara är 5-axliga verktygsmaskiner med 3+2 axelfunktioner vanligtvis billigare än högpresterande kontinuerliga 5-axliga verktygsmaskiner eftersom de har något lägre krav på dynamisk respons och synkroniseringsprestanda hos de roterande axlarna.
När det gäller skärverktyg och dagligt underhåll använder 3+2-axliga maskiner i högre grad standardskärverktyg, och slitage- och underhållskostnaderna för maskinverktyget är också relativt lägre. Därför erbjuder 3+2-axlig bearbetning en lösning som skapar en perfekt balans mellan kostnad och kapacitet för applikationer som inte kräver bearbetning av komplexa friformsytor.
Vad är 5-axlig bearbetning?
5-axlig CNC-bearbetning är en datorstyrd tillverkningsprocess som använder fem olika rörelseaxlar för att ge större flexibilitet och precision under bearbetningen. Utöver de konventionella X-, Y- och Z-linjäraxlarna arbetar en 5-axlig CNC-maskin även med två ytterligare rotationsaxlar, vanligtvis identifierade som A-axeln och B-axeln.
Genom integrationen av dessa rotationsaxlar kan skärverktyget gripa tag i arbetsstycket från en mängd olika vinklar och orienteringar. Detta utökade rörelseområde möjliggör noggrann bearbetning av mycket komplexa former, inklusive djupa håligheter, underskärningar, konturerade ytor och invecklade kurvor. Möjligheten att luta och rotera verktyget minimerar behovet av flera uppställningar och ompositioneringar avsevärt, vilket förbättrar både bearbetningseffektiviteten och den totala noggrannheten.
3+ 2-axlig bearbetning och kontinuerlig 5-axlig bearbetning: Viktiga skillnader
3+2-axlig bearbetning
Under skärningen förblir den roterande axeln stationär. Dess mål är att "positionera" och sedan utföra effektiv skärning i en fast riktning.
Kontinuerlig 5-axlig bearbetning
Genom hela skärprocessen rör sig alla fem axlar (tre linjära axlar och två rotationsaxlar) samtidigt, kontinuerligt och i samordning. Målet är "dynamisk formning", som används för att bearbeta extremt komplexa friformsytor, såsom impellrar, propellrar, turbinblad etc.
3+2-axlig bearbetning vs Fullständig 5-axlig bearbetning
| Leverans | 3+2-axlig bearbetning | Fullständig 5-axlig bearbetning |
| Yxor i bruk | X, Y, Z + två positioneringsaxlar | X, Y, Z + två samtidiga roterande axlar |
| Rörelsetyp | Linjär med positionsrotation | Helt samtidig rörelse |
| Pris | Medium | Hög |
| Cykeltid | Moderate | Snabbaste |
| bäst för | Delar med måttlig komplexitet | Mycket komplexa, organiska former |
3+2-axeln utmärker sig vid bearbetning av delar som består av flera diskreta vinkelplan, medan den kontinuerliga 5-axeln fokuserar på komplexa krökta ytor som kräver att verktygsriktningen ständigt ändras under rörelse.
Designtips för 3+2 Axis Bearbetning
Optimera delorientering
Under designfasen är det nödvändigt att överväga hur man bearbetar flest möjliga funktioner med minsta möjliga positioneringsvinklar för rotationsaxeln. Det ideala målet är att arrangera så många hål, hålrum och profiler som möjligt på detaljen i samma riktning eller i ett fåtal riktningar.
Säkerställ åtkomst till verktyg
När du lutar arbetsstycket i en vinkel måste en noggrann kontroll av interferens utföras. Inte bara verktygets spets bör undersökas, utan även om verktygshållaren, spännanordningen och även spindelhuvudet kommer att kollidera med andra delar av arbetsstycket, fixturen eller maskinbordet.
Vid konstruktion av djupa kaviteter eller konkava funktioner är det nödvändigt att säkerställa att det vid den planerade lutningsvinkeln finns tillräcklig verktygslängd för att säkert nå bearbetningsbottenytan, och att verktygshållaren inte repas på sidoväggen.
Designa säkra armaturer
Eftersom 3+2-axlig bearbetning utförs i olika vinklar och ibland även med arbetsstycket inverterat, måste fixturen ge tillförlitlig fastspänning i alla riktningar. Fixturens design bör vara så kompakt och låg som möjligt för att undvika störningar av maskinkomponenter under rotation.
Konstruktion för planbearbetning
Vid varje positioneringsvinkel är 3+2-axeln i huvudsak 3-axlig bearbetning. Därför är de ideala egenskaperna de "plana" egenskaper som kan bearbetas effektivt med en 3-axlig strategi. Även om den kan bearbeta vissa grunda ytor, förblir komplexa 3-dimensionella friformsytor styrkan hos kontinuerlig 5-axlig bearbetning.
Varför välja 3+2 Axis Maskinbearbetning för produktion
För företag som kräver flexibilitet, precision och effektivitet utan att investera i kompletta 5-axliga system, är 3+2-bearbetning den perfekta lösningen.
Här är några verkliga fördelar som tillverkare har rapporterat:
- 40–60 % kortare cykeltider jämfört med traditionell 3-axlig bearbetning
- Förbättrad noggrannhet på delar med flera ytor
- Minskade fixturkostnader eftersom färre uppställningar behövs
- Bättre produktivitet för produktion i små till medelstora serier
- Högre maskinutnyttjandegrad, eftersom rotationsaxlarna kan ompositioneras automatiskt
Sammantaget maximerar 3+2-bearbetning kapaciteten hos vanliga 5-axliga maskiner utan komplexiteten med kontinuerlig rörelseprogrammering.
Användningsområdena för 3+2-axlig bearbetning
rymd~~POS=TRUNC
Flygindustrin är ett av de mest representativa tillämpningsområdena för 3+2-axlig bearbetning. Flygplansstrukturkomponenter, såsom vingribbor, ramar och upphängningar, fräsas vanligtvis från ett enda stycke aluminiumlegering eller titanlegering. De har komplexa strukturer, tunna väggar och innehåller ett stort antal hål, hålrum och knoppar som behöver bearbetas i olika vinklar. 3+2-axlig bearbetning kan slutföra majoriteten av bearbetningen av en dels fem ytor med en enda fastspänning.
Mögeltillverkning
Oavsett om det är en formsprutningsform, en pressgjutningsform eller en stansform, har deras kärnor och sliders vanligtvis komplexa geometrier, inklusive djupa hålrum, branta sidoväggar och komplexa kylvattenkanaler. 3+ 2-axlig bearbetning kan enkelt luta verktyget till optimal vinkel, exakt fräsa dessa svåråtkomliga områden och producera exakt vinklade lutande stifthål och slidermekanismer.
Medicinsk utrustningsindustri
Det medicinska området har extremt höga krav på precision, ytfinish och bearbetning av biokompatibla material i delar. 3+2-axlig bearbetning är mycket lämplig för tillverkning av delar som protetiska leder, kirurgiska instrument och benplattor. Det kan undvika kontaminerings- och felrisker som sekundär fastspänning medför, samtidigt som perfekt matchning mellan implantatet och det mänskliga benet säkerställs, vilket är avgörande för att operationen ska lyckas.
Energi och tung industri
Inom energisektorn, såsom bladen på ångturbiner och gasturbiner, är dessa delar vanligtvis tillverkade av svårbearbetade material som högtemperaturlegeringar och har komplexa geometrier.
3+ 2-axlig bearbetning möjliggör användning av korta och styva verktyg för att komma in i arbetsstycket i den lämpligaste vinkeln, vilket är avgörande för att bibehålla verktygens livslängd, kontrollera skärvärmen och säkerställa detaljytans integritet.
Samarbeta med en erfaren 3+2 Axis Bearbetningstillverkare ÄDEL
På NOBLE specialiserar vi oss på 3+2-axlig CNC-bearbetning för både prototyp- och produktionsserier. Våra avancerade fleraxliga fleraxliga bearbetningscentra gör det möjligt för oss att producera precisionskomponenter av aluminium, rostfritt stål, titan och tekniska plaster med snäva toleranser och exceptionella ytfinisher.
Oavsett om du behöver en liten sats prototypdelar eller storskalig produktion, erbjuder vårt erfarna ingenjörsteam:
- Professionellt DFM-stöd (Design for Manufacturability)
- Snabb och pålitlig offertgivning
- Konsekvent kvalitetskontroll med CMM-inspektion
- Flexibel produktionsplanering
Genom att välja oss som din tillverkningspartner får du effektiviteten hos 3+2-axlig bearbetning och tillförlitligheten hos en betrodd leverantör av precisionsbearbetning.
Vanliga frågor om 3+2-axlig bearbetning
Vad är 3+2-axlig bearbetning, och hur fungerar det?
3+2-axlig bearbetning, även känd som femaxlig positionsbearbetning, är en CNC-process där detaljen lutas och roteras till rätt position med hjälp av två roterande axlar innan bearbetning. När arbetsstycket är fixerat i önskad vinkel utför maskinen 3-axliga operationer. Detta gör att komplexa delar kan bearbetas från flera orienteringar utan flera uppställningar.
Vad är skillnaden mellan 3+2-axlig bearbetning och full 5-axlig bearbetning?
Vid 3+2-axlig bearbetning positionerar de två roterande axlarna detaljen men förblir stationära under skärning. Vid fullständig 5-axlig bearbetning rör sig alla fem axlar samtidigt under skärning. 3+2 erbjuder de flesta fördelarna med 5-axlar till en lägre kostnad och med enklare programmering, vilket gör den idealisk för många precisionskomponenter.
Vilka är de främsta fördelarna med 3+2-axlig CNC-bearbetning?
3+2-axlig bearbetning ger utmärkt precision, förbättrad ytjämnhet och snabbare produktion genom att minska uppställningstiderna. Den möjliggör även bearbetning av svåråtkomliga detaljer som vinklade hål, underskärningar och djupa fickor samtidigt som hög konsistens och noggrannhet bibehålls.
Vilka industrier använder vanligtvis 3+2-axlig bearbetning?
Denna teknik används ofta inom flyg-, medicin-, fordons-, formtillverknings- och elektronikindustrin. Den är idealisk för att producera komplexa komponenter som fästen, turbinhus, medicinska implantat och högprecisionsformar.
Är 3+2-bearbetning mer kostnadseffektiv än 5-axlig bearbetning?
Ja. 3+2-axlig bearbetning ger mycket av flexibiliteten hos 5-axlig bearbetning men med lägre utrustnings- och programmeringskostnader. Det är särskilt kostnadseffektivt för detaljer som kräver vinklade funktioner men inte kontinuerlig fleraxlig konturering.
