3+2 là gì Trục gia công?
Gia công 3 + 2 trục là một loại phương pháp gia công phay CNC , còn được gọi là gia công định hướng 5 trục hoặc gia công định vị 5 trục. Nguyên tắc cốt lõi của nó là: sử dụng ba trục tuyến tính (X, Y, Z) của máy công cụ 5 trục để di chuyển, đồng thời sử dụng hai trục quay (thường là trục A và trục B, hoặc trục A và trục C) để cố định dụng cụ và phôi ở một góc nghiêng. Sau khi khóa hai trục quay này, máy công cụ thực hiện cắt ở hướng góc cụ thể đó, giống như một máy công cụ 3 trục hiệu suất cao.
Gia công 3 + 2 trục không có nghĩa là cả 5 trục chuyển động liên tục và đồng bộ trong quá trình cắt. Thay vào đó, nó bao gồm việc tìm và cố định góc cắt tối ưu nhất, sau đó thực hiện gia công 3 trục. Ưu điểm của phương pháp này là có thể hoàn thành gia công nhiều mặt của phôi chỉ trong một lần kẹp, tránh kẹp nhiều lần, nâng cao hiệu quả và độ chính xác, đặc biệt thích hợp cho việc gia công các chi tiết dạng hộp phức tạp hoặc khuôn mẫu có các đặc điểm nghiêng.
Làm thế nào Does 3+2 Aphô mai Mđạt được Wquả cầu?
Lập trình và tính toán góc
Các kỹ sư phần mềm CAM lập trình các mô hình 3D trên máy tính. Phần mềm sẽ phân tích hình dạng hình học của các chi tiết, tự động hoặc thủ công xác định các khu vực cần gia công và tính toán góc nghiêng lý tưởng của dụng cụ cho từng khu vực. Việc lựa chọn góc này vô cùng quan trọng, nhằm tránh sự va chạm giữa dụng cụ và phôi hoặc đồ gá, đồng thời đảm bảo dụng cụ tiếp xúc với phôi trong điều kiện cắt tối ưu nhất.
Định vị trục quay
Chương trình gia công được nạp vào máy công cụ CNC. Máy công cụ trước tiên thực hiện lệnh chuyển động của trục quay, xoay chính xác dụng cụ (hoặc bàn làm việc, tùy thuộc vào cấu trúc của máy công cụ) đến góc được thiết lập trong chương trình.
Khóa và Cắt
Trục quay dừng chuyển động và giữ nguyên vị trí này. Từ thời điểm này trở đi, hệ thống điều khiển coi nó như một hệ tọa độ gia công “3 trục” mới.
Gia công 3 trục
Máy công cụ khởi động và chỉ sử dụng các trục X, Y và Z để thực hiện các chuyển động cắt tốc độ cao và ổn định cho đến khi hoàn thành tất cả các công việc gia công ở góc hiện tại.
Quá trình lặp lại
Sau khi quá trình gia công 3 trục hoàn tất, máy công cụ sẽ điều khiển trục quay di chuyển đến góc định trước tiếp theo và khóa lại, bắt đầu một vòng gia công 3 trục mới. Chu kỳ này tiếp tục cho đến khi tất cả các chi tiết của sản phẩm được gia công xong.
Vật liệu được sử dụng trong gia công 3+2 trục
Các kim loại phổ biến:
- Nhôm (6061, 7075, v.v.)
- Thép không gỉ
- Titanium
- Đồng thau và đồng
Nhôm
Hợp kim nhôm là một trong những vật liệu phổ biến nhất trong gia công 3+2 trục, và được ưa chuộng nhờ khả năng gia công tuyệt vời, độ bền cao và trọng lượng nhẹ.
Gia công 3+2 trục sử dụng các dụng cụ cắt ngắn hơn để cắt ở góc nghiêng, giúp tránh hiệu quả hiện tượng biến dạng thường xảy ra ở hợp kim nhôm trong quá trình gia công, đạt được độ chính xác kích thước cực cao và chất lượng bề mặt nhẵn mịn, đồng thời giảm nhu cầu hoàn thiện sau đó.
Thép không gỉ
Thép không gỉ được sử dụng rộng rãi trong ngành y tế và thực phẩm nhờ khả năng chống ăn mòn và các đặc tính cơ học tốt. Gia công 3+2 trục rất phù hợp để chế tạo các thân van có cấu trúc phức tạp, vỏ bơm và dụng cụ phẫu thuật trong các lĩnh vực này.
Titanium
Hợp kim titan chủ yếu được sử dụng trong lĩnh vực hàng không vũ trụ và cấy ghép y tế. Chúng có độ bền cao, trọng lượng nhẹ và khả năng tương thích sinh học tốt, nhưng cũng là những vật liệu điển hình khó gia công.
Gia công 3+2 trục giúp tăng cường đáng kể độ cứng vững của hệ thống bằng cách sử dụng các dụng cụ ngắn để cắt ở các góc cố định, điều này rất quan trọng để ngăn ngừa rung động và mài mòn dụng cụ thường xảy ra khi gia công hợp kim titan.
Những ưu điểm chính của gia công 3+2 trục
Độ chính xác cao hơn
Cốt lõi của việc đạt được độ chính xác cao hơn trong gia công 3+2 trục nằm ở việc “hoàn thành gia công nhiều mặt chỉ với một lần kẹp”.
Công nghệ 3+2 trục định vị phôi đến góc độ yêu cầu thông qua trục quay và sau đó khóa chặt. Chỉ với một lần kẹp, tất cả các bề mặt nghiêng và các góc độ khác nhau được gia công bằng ba trục tuyến tính, loại bỏ các sai số tích lũy do nhiều lần kẹp gây ra, nhờ đó đảm bảo độ chính xác hình học tổng thể và dung sai vị trí của chi tiết.
Giảm thời gian thiết lập và chu kỳ
Gia công 3+2 trục loại bỏ các phép tính chuyển động trục phức tạp và gia tốc giảm dần cần thiết để duy trì bề mặt thẳng đứng của dụng cụ cắt trong gia công 5 trục liên tục. Đường cắt trực tiếp và hiệu quả hơn, giảm đáng kể tổng thời gian sản xuất từ nguyên liệu thô đến thành phẩm.
Cải thiện bề mặt hoàn thiện
Khi gia công các hốc sâu hoặc thành bên dốc, máy công cụ 3 trục phải sử dụng các dụng cụ có độ nhô ra dài, điều này dễ gây ra rung động và dao động, để lại các vết rung trên bề mặt phôi.
Gia công 3+2 trục cho phép sử dụng các dụng cụ ngắn và cứng cáp để tiếp cận các khu vực này bằng cách nghiêng phôi, giúp giảm thiểu rung động một cách hiệu quả.
Tiếp cận những khu vực khó tiếp cận
Gia công 3+2 trục giống như việc cung cấp cho dụng cụ cắt một “góc nhìn tối ưu”. Bằng cách điều chỉnh linh hoạt vị trí không gian của phôi, nó có thể tạo ra một đường đi không bị cản trở cho dụng cụ cắt, cho phép nó dễ dàng tiếp cận những khu vực trước đây khó tiếp cận.
Chi phí thấp hơn so với hệ thống 5 trục hoàn chỉnh
Về mặt phần cứng, máy công cụ 5 trục có chức năng 3+2 trục thường rẻ hơn so với máy công cụ 5 trục liên tục hiệu suất cao vì chúng có yêu cầu thấp hơn một chút về khả năng phản hồi động và hiệu suất đồng bộ hóa của các trục quay.
Về dụng cụ cắt và bảo trì hàng ngày, máy 3+2 trục sử dụng nhiều dụng cụ cắt tiêu chuẩn hơn, và chi phí hao mòn và bảo trì máy cũng tương đối thấp hơn. Do đó, đối với các ứng dụng không yêu cầu gia công các bề mặt tự do phức tạp, gia công 3+2 trục cung cấp một giải pháp cân bằng hoàn hảo giữa chi phí và khả năng.
Là gì Gia công 5 trục?
Gia công CNC 5 trục là một quy trình sản xuất được điều khiển bằng máy tính, sử dụng năm trục chuyển động khác nhau để mang lại tính linh hoạt và độ chính xác cao hơn trong quá trình gia công. Bên cạnh các trục tuyến tính X, Y và Z thông thường, máy CNC 5 trục còn hoạt động với hai trục quay bổ sung, thường được gọi là trục A và trục B.
Nhờ tích hợp các trục quay này, dụng cụ cắt có thể tiếp xúc với phôi từ nhiều góc độ và hướng khác nhau. Phạm vi chuyển động mở rộng này cho phép gia công chính xác các hình dạng phức tạp, bao gồm các hốc sâu, các đường cắt lõm, các bề mặt uốn lượn và các đường cong phức tạp. Khả năng nghiêng và xoay dụng cụ giúp giảm thiểu đáng kể nhu cầu thiết lập và định vị lại nhiều lần, cải thiện cả hiệu quả gia công và độ chính xác tổng thể.
Gia công 3+2 trục và gia công liên tục 5 trục: Những điểm khác biệt chính
Gia công 3+2 trục
Trong quá trình cắt, trục quay vẫn đứng yên. Mục tiêu của nó là "định vị" và sau đó thực hiện việc cắt hiệu quả theo một hướng cố định.
Gia công liên tục 5 trục
Trong toàn bộ quá trình cắt, cả năm trục (ba trục tuyến tính và hai trục quay) đều chuyển động đồng thời, liên tục và phối hợp nhịp nhàng. Mục tiêu của nó là "tạo hình động", được sử dụng để gia công các bề mặt có hình dạng tự do cực kỳ phức tạp, chẳng hạn như cánh quạt, chân vịt, cánh tuabin, v.v.
Gia công 3+2 trục vs Gia công 5 trục đầy đủ
| Tính năng | Gia công 3+2 trục | Gia công 5 trục đầy đủ |
| Các trục đang được sử dụng | X, Y, Z + hai trục định vị | X, Y, Z + hai trục quay đồng thời |
| Loại chuyển động | Tuyến tính với chuyển động quay theo vị trí | Chuyển động hoàn toàn đồng thời |
| Chi phí | Trung bình | Cao |
| Thời gian chu kỳ | Trung bình | Nhanh nhất |
| tốt nhất cho | Các bộ phận có độ phức tạp vừa phải | Hình dạng hữu cơ vô cùng phức tạp |
Hệ thống 3+2 trục vượt trội trong việc gia công các chi tiết được cấu tạo từ nhiều mặt phẳng góc riêng biệt, trong khi hệ thống 5 trục liên tục tập trung vào các bề mặt cong phức tạp, đòi hỏi hướng của dụng cụ phải liên tục thay đổi trong quá trình di chuyển.
Mẹo thiết kế cho phòng 3+2 Trục Máy
Tối ưu hóa hướng đặt chi tiết
Trong giai đoạn thiết kế, cần xem xét làm thế nào để gia công nhiều chi tiết nhất với góc định vị trục quay nhỏ nhất. Mục tiêu lý tưởng là bố trí càng nhiều lỗ, rãnh và đường viền trên chi tiết càng tốt theo cùng một hướng hoặc một vài hướng khác nhau.
Đảm bảo quyền truy cập công cụ
Khi nghiêng phôi ở một góc, cần phải kiểm tra kỹ lưỡng xem có xảy ra va chạm hay không. Không chỉ cần kiểm tra đầu mũi dao mà còn phải xem xét liệu giá đỡ dao, thiết bị kẹp và thậm chí cả đầu trục chính có va chạm với các bộ phận khác của phôi, đồ gá hoặc bàn làm việc của máy công cụ hay không.
Khi thiết kế các hốc sâu hoặc các chi tiết lõm, cần đảm bảo rằng ở góc nghiêng đã lên kế hoạch, chiều dài của dụng cụ đủ để tiếp cận an toàn bề mặt đáy cần gia công, và giá đỡ dụng cụ sẽ không làm xước thành bên.
Thiết kế các thiết bị cố định an toàn
Do gia công 3+2 trục được thực hiện ở các góc độ khác nhau và đôi khi thậm chí với phôi bị lật ngược, nên đồ gá phải đảm bảo kẹp chắc chắn theo mọi hướng. Thiết kế của bản thân đồ gá cần phải nhỏ gọn và thấp nhất có thể để tránh gây cản trở với các bộ phận của máy công cụ trong quá trình quay.
Thiết kế cho gia công phẳng
Ở mỗi góc định vị, trục 3+2 về cơ bản là gia công 3 trục. Do đó, các chi tiết lý tưởng là những chi tiết "phẳng" có thể được gia công hiệu quả bằng chiến lược 3 trục. Mặc dù có thể gia công một số bề mặt nông, nhưng các bề mặt tự do 3 chiều phức tạp vẫn là thế mạnh của gia công 5 trục liên tục.
Tại sao nên chọn 3+2 Trục Gia công cơ khí phục vụ sản xuất
Đối với các công ty cần sự linh hoạt, độ chính xác và hiệu quả mà không cần đầu tư vào hệ thống 5 trục hoàn chỉnh, gia công 3+2 là giải pháp hoàn hảo.
Dưới đây là một số lợi ích thực tế mà các nhà sản xuất đã báo cáo:
- Chu trình gia công ngắn hơn 40–60% so với gia công 3 trục truyền thống.
- Độ chính xác được cải thiện trên các bộ phận có nhiều bề mặt.
- Giảm chi phí thiết bị do cần ít thao tác thiết lập hơn.
- Nâng cao năng suất cho sản xuất theo lô nhỏ đến trung bình
- Hiệu suất sử dụng máy cao hơn nhờ khả năng tự động định vị lại các trục quay.
Nhìn chung, gia công 3+2 tối đa hóa khả năng của các máy 5 trục tiêu chuẩn mà không cần đến sự phức tạp của việc lập trình chuyển động liên tục.
Các lĩnh vực ứng dụng của gia công 3+2 trục
Ngành công nghiệp hàng không vũ trụ
Hàng không vũ trụ là một trong những lĩnh vực ứng dụng tiêu biểu nhất của gia công 3+2 trục. Các bộ phận cấu trúc máy bay, chẳng hạn như sườn cánh, khung và móc treo, thường được phay từ một phôi hợp kim nhôm hoặc hợp kim titan nguyên khối. Chúng có cấu trúc phức tạp, thành mỏng và chứa nhiều lỗ, hốc và gờ cần được gia công ở các góc độ khác nhau. Gia công 3+2 trục có thể hoàn thành phần lớn quá trình gia công chi tiết trên năm bề mặt của một chi tiết chỉ với một lần kẹp.
Sản xuất khuôn
Cho dù đó là khuôn ép phun, khuôn đúc áp lực hay khuôn dập, lõi và con trượt của chúng thường có hình dạng phức tạp, bao gồm các khoang sâu, thành bên dốc và các kênh dẫn nước làm mát phức tạp. Gia công 3+2 trục có thể dễ dàng nghiêng dụng cụ đến góc tối ưu, phay chính xác các khu vực khó tiếp cận này và tạo ra các lỗ chốt nghiêng và cơ cấu con trượt có góc chính xác.
Ngành thiết bị y tế
Lĩnh vực y tế có yêu cầu cực kỳ cao về độ chính xác, độ hoàn thiện bề mặt và gia công các bộ phận làm từ vật liệu tương thích sinh học. Gia công 3+2 trục rất phù hợp để sản xuất các bộ phận như khớp nhân tạo, dụng cụ phẫu thuật và tấm xương. Nó có thể tránh được nguy cơ nhiễm bẩn và sai sót do kẹp thứ cấp gây ra, đồng thời đảm bảo sự khớp hoàn hảo giữa cấy ghép và xương người, điều này rất quan trọng đối với sự thành công của ca phẫu thuật.
Năng lượng và Công nghiệp nặng
Trong lĩnh vực năng lượng, chẳng hạn như cánh quạt của tua bin hơi và tua bin khí, các bộ phận này thường được làm từ các vật liệu khó gia công như hợp kim chịu nhiệt cao và có hình dạng phức tạp.
Gia công 3+2 trục cho phép sử dụng các dụng cụ ngắn và cứng cáp để đi vào phôi ở góc độ phù hợp nhất, điều này rất quan trọng để duy trì tuổi thọ dụng cụ, kiểm soát nhiệt độ cắt và đảm bảo tính toàn vẹn của bề mặt chi tiết.
Hợp tác với một chuyên gia giàu kinh nghiệm 3+2 Trục Nhà sản xuất gia công NOBLE
Tại NOBLE, chúng tôi chuyên cung cấp dịch vụ gia công CNC 3+2 trục cho cả sản xuất nguyên mẫu và sản xuất hàng loạt. Các trung tâm gia công đa trục tiên tiến của chúng tôi cho phép sản xuất các linh kiện chính xác từ nhôm, thép không gỉ, titan và nhựa kỹ thuật với dung sai chặt chẽ và chất lượng bề mặt vượt trội.
Dù bạn cần một lô nhỏ linh kiện mẫu thử hay sản xuất quy mô lớn, đội ngũ kỹ sư giàu kinh nghiệm của chúng tôi đều cung cấp:
- Hỗ trợ DFM (Thiết kế cho khả năng sản xuất) chuyên nghiệp
- Báo giá nhanh chóng và đáng tin cậy
- Kiểm soát chất lượng nhất quán bằng phương pháp kiểm tra CMM.
- Lịch trình sản xuất linh hoạt
Khi lựa chọn chúng tôi làm đối tác sản xuất, bạn sẽ có được hiệu quả của gia công 3+2 trục và độ tin cậy của một nhà cung cấp gia công chính xác đáng tin cậy.
Câu hỏi thường gặp về Gia công 3+2 trục
Gia công 3+2 trục là gì và hoạt động như thế nào?
Gia công 3+2 trục, còn được gọi là gia công định vị năm trục, là một quy trình CNC trong đó chi tiết được nghiêng và xoay vào vị trí bằng hai trục quay trước khi cắt. Sau khi phôi được cố định ở góc độ mong muốn, máy sẽ thực hiện các thao tác 3 trục. Điều này cho phép gia công các chi tiết phức tạp từ nhiều hướng khác nhau mà không cần nhiều lần thiết lập.
Sự khác biệt giữa gia công 3+2 trục và gia công 5 trục hoàn chỉnh là gì?
Trong gia công 3+2 trục, hai trục quay định vị chi tiết nhưng vẫn đứng yên trong quá trình cắt. Trong gia công 5 trục hoàn chỉnh, cả năm trục chuyển động đồng thời trong khi cắt. Gia công 3+2 mang lại hầu hết các ưu điểm của gia công 5 trục với chi phí thấp hơn và lập trình đơn giản hơn, lý tưởng cho nhiều chi tiết cần độ chính xác cao.
Những ưu điểm chính của gia công CNC 3+2 trục là gì?
Gia công 3+2 trục mang lại độ chính xác tuyệt vời, cải thiện chất lượng bề mặt và tăng tốc độ sản xuất nhờ giảm thời gian thiết lập. Nó cũng cho phép gia công các chi tiết khó tiếp cận như lỗ xiên, rãnh lõm và hốc sâu trong khi vẫn duy trì độ nhất quán và độ chính xác cao.
Những ngành công nghiệp nào thường sử dụng gia công 3+2 trục?
Công nghệ này được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp hàng không vũ trụ, y tế, ô tô, chế tạo khuôn mẫu và điện tử. Nó lý tưởng để sản xuất các bộ phận phức tạp như giá đỡ, vỏ tuabin, cấy ghép y tế và khuôn mẫu có độ chính xác cao.
Gia công 3+2 trục có tiết kiệm chi phí hơn so với gia công 5 trục không?
Đúng vậy. Gia công 3+2 trục mang lại nhiều tính linh hoạt như gia công 5 trục nhưng với chi phí thiết bị và lập trình thấp hơn. Phương pháp này đặc biệt tiết kiệm chi phí đối với các chi tiết cần có các góc cạnh nhưng không cần gia công đường viền đa trục liên tục.
