Что такое 3+2 Ось Обработка?
3+2-осевая обработка — это тип обработки. фрезерные с ЧПУ Метод обработки, также известный как пятиосевая направленная обработка или пятиосевая позиционирующая обработка. Его основной принцип заключается в следующем: для перемещения пятиосевого станка используются три линейные оси (X, Y, Z), а для фиксации инструмента и заготовки под углом используются две оси вращения (обычно ось A и ось B, или ось A и ось C). После фиксации этих двух осей вращения станок выполняет резку под заданным углом, подобно высокопроизводительному трехосевому станку.
Обработка по схеме 3+2 оси не означает, что все 5 осей перемещаются непрерывно и синхронно в процессе резки. Вместо этого она включает в себя сначала поиск и фиксацию наиболее благоприятного угла, а затем выполнение обработки по 3 осям. Преимущество такого подхода заключается в возможности обработки нескольких сторон заготовки за один цикл зажима, что позволяет избежать повторного зажима, повысить эффективность и точность, и особенно подходит для обработки сложных коробчатых деталей или пресс-форм с наклонными элементами.
Как Does 3+2 AXis Mбольной Wорк?
Программирование и расчет углов
Инженеры-программисты CAM-систем создают 3D-модели на компьютерах. Программа анализирует геометрическую форму деталей, автоматически или вручную определяет области, требующие обработки, и рассчитывает оптимальный угол наклона инструмента для каждой области. Выбор этого угла имеет решающее значение, поскольку позволяет избежать помех между инструментом и заготовкой или приспособлением, обеспечивая при этом оптимальные условия резания.
Позиционирование по оси вращения
Программа обработки загружается в станок с ЧПУ. Сначала станок выполняет команду перемещения вращающейся оси, точно поворачивая инструмент (или рабочий стол, в зависимости от конструкции станка) на угол, заданный программой.
Запирание и резка
Вращающийся вал останавливается и остается в этом положении. С этого момента система управления рассматривает его как новую «трехосевую» систему координат обработки.
3-осевая обработка
Станок запускается и использует только оси X, Y и Z для выполнения высокоскоростных и стабильных движений резания до тех пор, пока не будут выполнены все задачи обработки под текущим углом.
Процесс повторения
После завершения 3-осевой обработки станок перемещает вращающуюся ось на следующий заданный угол и фиксирует ее, начиная новый цикл 3-осевой обработки. Этот цикл продолжается до тех пор, пока не будут обработаны все элементы детали.
Материалы, используемые при 3+2-осевой обработке
Распространенные металлы:
- Алюминий (6061, 7075 и т. д.)
- Нержавеющая сталь
- Титан
- Латунь и медь
алюминий
Алюминиевый сплав является одним из наиболее распространенных материалов в 3+2-осевой обработке и высоко ценится за свою превосходную обрабатываемость, высокую прочность и малый вес.
3+2-осевая обработка использует более короткие режущие инструменты для резки под наклонным углом, что позволяет эффективно избежать деформаций, характерных для алюминиевых сплавов, в процессе обработки, обеспечить чрезвычайно высокую точность размеров и гладкость поверхности, а также снизить необходимость последующей чистовой обработки.
Нержавеющая сталь
Нержавеющая сталь широко используется в медицинской и пищевой промышленности благодаря своей коррозионной стойкости и хорошим механическим свойствам. 3+2-осевая обработка идеально подходит для изготовления сложных корпусов клапанов, корпусов насосов и хирургических инструментов в этих областях.
Титан
Титановые сплавы в основном используются в аэрокосмической отрасли и для изготовления медицинских имплантатов. Они обладают высокой прочностью, малым весом и хорошей биосовместимостью, но при этом являются типичными труднообрабатываемыми материалами.
Обработка по 3+2 осям значительно повышает жесткость технологической системы за счет использования коротких инструментов для резки под фиксированными углами, что имеет решающее значение для предотвращения вибрации и износа инструмента, которые часто возникают при обработке титановых сплавов.
Основные преимущества 3+2-осевой обработки
Более высокая точность
Ключ к достижению более высокой точности при 3+2-осевой обработке заключается в «выполнении многогранной обработки за одну операцию зажима».
Технология 3+2 осей позиционирует заготовку под требуемым углом с помощью вращающейся оси, а затем фиксирует ее. За один зажим все наклонные поверхности и различные углы обрабатываются с использованием трех линейных осей, что исключает кумулятивные ошибки, возникающие при многократном зажиме, и тем самым обеспечивает общую геометрическую точность и допуск на положение детали.
Сокращение времени на подготовку и цикл работы
Обработка по 3+2 осям исключает сложные вычисления перемещения осей и замедления, необходимые для поддержания вертикальной поверхности режущего инструмента при непрерывной 5-осевой обработке. Траектория резания становится более прямой и эффективной, что значительно сокращает общее время производства от сырья до готовой продукции.
Улучшенная отделка поверхности
При обработке глубоких полостей или крутых боковых стенок 3-осевые станки должны использовать инструменты с большим вылетом лезвия, что легко может вызвать вибрацию и дребезжание, оставляя следы вибрации на поверхности заготовки.
Обработка по 3+2 осям позволяет использовать короткие и жесткие инструменты для доступа к этим областям путем наклона заготовки, эффективно подавляя вибрацию.
Доступ в труднодоступные районы
Обработка по схеме 3+2 оси — это как обеспечение режущему инструменту «оптимальной перспективы». Гибко регулируя пространственное положение заготовки, можно создать беспрепятственный путь для режущего инструмента, позволяя ему легко достигать ранее труднодоступных мест.
Более низкая стоимость по сравнению с полнофункциональной 5-осевой системой.
С точки зрения оборудования, 5-осевые станки с 3+2-осевыми функциями обычно дешевле, чем высокопроизводительные непрерывные 5-осевые станки, поскольку к ним предъявляются несколько более низкие требования к динамическому отклику и синхронизации вращающихся осей.
С точки зрения режущего инструмента и ежедневного обслуживания, 3+2-осевые станки в большей степени используют стандартные режущие инструменты, а износ и затраты на техническое обслуживание станка также относительно ниже. Поэтому для применений, не требующих обработки сложных поверхностей произвольной формы, 3+2-осевая обработка предлагает решение, обеспечивающее идеальный баланс между стоимостью и производительностью.
Что такое 5-осевая обработка?
Пятиосевая обработка на станках с ЧПУ — это процесс производства с компьютерным управлением, использующий пять различных осей перемещения для обеспечения большей гибкости и точности при обработке. Помимо традиционных линейных осей X, Y и Z, пятиосевой станок с ЧПУ также работает с двумя дополнительными осями вращения, обычно обозначаемыми как ось A и ось B.
Благодаря интеграции этих осей вращения режущий инструмент может взаимодействовать с заготовкой под широким диапазоном углов и ориентаций. Расширенный диапазон движений позволяет точно обрабатывать сложные формы, включая глубокие полости, подрезы, контурные поверхности и замысловатые кривые. Возможность наклонять и вращать инструмент значительно снижает необходимость в многократных настройках и перепозиционировании, повышая как эффективность обработки, так и общую точность.
3+2-осевая обработка и непрерывная 5-осевая обработка: ключевые различия
3+2-осевая обработка
В процессе резки вращающаяся ось остается неподвижной. Ее цель — «позиционировать» и затем эффективно выполнить резку в заданном направлении.
Непрерывная 5-осевая обработка
На протяжении всего процесса резки все пять осей (три линейные и две вращательные) движутся одновременно, непрерывно и скоординированно. Целью является «динамическое формование», используемое для обработки чрезвычайно сложных поверхностей произвольной формы, таких как рабочие колеса, винты, лопатки турбин и т. д.
3+2-осевая обработка vs Полная 5-осевая обработка
| Характеристика | 3+2-осевая обработка | Полная 5-осевая обработка |
| Оси в использовании | X, Y, Z + две оси позиционирования | X, Y, Z + две одновременно вращающиеся оси |
| Тип движения | Линейный с позиционным вращением | Полностью одновременное движение |
| Стоимость | Средний | Высокий |
| Цикл литья | Средняя | Самый быстрый |
| Best For | Детали средней сложности | Чрезвычайно сложные органические формы |
3+2-осевая обработка отлично подходит для деталей, состоящих из нескольких отдельных угловых плоскостей, в то время как непрерывная 5-осевая обработка ориентирована на сложные криволинейные поверхности, требующие постоянного изменения направления инструмента во время движения.
Советы по дизайну для 3+2 Ось обработка
Оптимизация ориентации деталей
На этапе проектирования необходимо учитывать, как обработать максимальное количество элементов с минимальными углами позиционирования осей вращения. Идеальная цель — разместить на детали как можно больше отверстий, полостей и профилей в одном или нескольких направлениях.
Обеспечьте доступ к инструменту.
При наклоне заготовки под углом необходимо провести тщательную проверку на наличие помех. Следует осмотреть не только кончик инструмента, но и убедиться, что держатель инструмента, зажимное устройство и даже шпиндель не столкнутся с другими частями заготовки, приспособлением или рабочим столом станка.
При проектировании глубоких полостей или вогнутых элементов необходимо обеспечить достаточную длину инструмента при запланированном угле наклона для безопасного достижения обрабатываемой нижней поверхности, а также предотвратить царапание боковой стенки держателем инструмента.
Проектируйте надежные светильники
Поскольку 3+2-осевая обработка выполняется под разными углами, а иногда даже с перевернутой заготовкой, зажимное приспособление должно обеспечивать надежное крепление во всех направлениях. Конструкция самого зажимного приспособления должна быть максимально компактной и низкой, чтобы избежать помех для компонентов станка во время вращения.
Проектирование для плоской обработки
При каждом угле позиционирования 3+2-осевая обработка по сути представляет собой 3-осевую обработку. Следовательно, идеальными элементами являются те «плоские» элементы, которые могут быть эффективно обработаны с использованием 3-осевой стратегии. Хотя обработка некоторых неглубоких поверхностей возможна, сложные трехмерные поверхности свободной формы остаются сильной стороной непрерывной 5-осевой обработки.
Почему стоит выбрать 3+2? Ось Механическая обработка для производства
Для компаний, которым необходимы гибкость, точность и эффективность без инвестиций в полноценные 5-осевые системы, обработка по схеме 3+2 является идеальным решением.
Вот некоторые реальные преимущества, о которых сообщают производители:
- Сокращение времени цикла на 40–60% по сравнению с традиционной 3-осевой обработкой.
- Повышена точность при обработке деталей с несколькими поверхностями.
- Снижение затрат на оборудование, поскольку требуется меньше настроек.
- Повышение производительности при мелкосерийном и среднесерийном производстве.
- Более высокая эффективность использования оборудования, поскольку вращающиеся оси могут автоматически менять положение.
В целом, технология обработки 3+2 максимально расширяет возможности стандартных 5-осевых станков, исключая сложности, связанные с программированием непрерывного движения.
Области применения 3+2-осевой обработки
Аэрокосмическая промышленность:
Аэрокосмическая отрасль является одной из наиболее типичных областей применения 3+2-осевой обработки. Конструкционные элементы самолетов, такие как нервюры крыла, шпангоуты и подвески, обычно фрезеруются из цельной заготовки из алюминиевого или титанового сплава. Они имеют сложную структуру, тонкие стенки и содержат большое количество отверстий, полостей и выступов, которые необходимо обрабатывать под разными углами. 3+2-осевая обработка позволяет выполнить большую часть обработки элементов на пяти поверхностях детали за один цикл зажима.
Производство пресс-форм
Будь то пресс-форма для литья под давлением, литейная форма или штамповочная форма, их стержни и направляющие обычно имеют сложную геометрию, включая глубокие полости, крутые боковые стенки и сложные каналы для охлаждающей воды. 3+2-осевая обработка позволяет легко наклонить инструмент под оптимальным углом, точно фрезеровать эти труднодоступные места и создавать точно расположенные под углом отверстия для штифтов и направляющие механизмы.
Промышленность медицинского оборудования
В медицинской сфере предъявляются чрезвычайно высокие требования к точности, качеству поверхности и обработке биосовместимых материалов деталей. 3+2-осевая обработка идеально подходит для изготовления таких деталей, как искусственные суставы, хирургические инструменты и костные пластины. Она позволяет избежать загрязнения и ошибок, связанных с вторичным зажимом, обеспечивая при этом идеальное соответствие имплантата и кости человека, что имеет решающее значение для успеха операции.
Энергетика и тяжелая промышленность
В энергетическом секторе, например, в лопатках паровых и газовых турбин, эти детали обычно изготавливаются из труднообрабатываемых материалов, таких как высокотемпературные сплавы, и имеют сложную геометрию.
3+2-осевая обработка позволяет использовать короткие и жесткие инструменты для ввода заготовки под наиболее подходящим углом, что имеет решающее значение для продления срока службы инструмента, контроля тепловыделения при резке и обеспечения целостности поверхности детали.
Сотрудничайте с опытным партнером (3+2). Ось Производитель механической обработки Благородный
В компании NOBLE мы специализируемся на 3+2-осевых системах. Обработка с ЧПУ Как для прототипов, так и для серийного производства. Наши передовые многоосевые обрабатывающие центры позволяют нам производить прецизионные компоненты из алюминия, нержавеющей стали, титана и конструкционных пластмасс с жесткими допусками и исключительной чистотой поверхности.
Независимо от того, требуется ли вам небольшая партия прототипных деталей или крупномасштабное производство, наша опытная инженерная команда предоставит вам следующие услуги:
- Профессиональная поддержка в области DFM (проектирование с учетом технологичности производства).
- Быстрое и надежное составление ценового предложения
- Последовательный контроль качества с использованием координатно-измерительной машины (КИМ)
- Гибкий график производства
Выбрав нас в качестве производственного партнера, вы получите преимущества 3+2-осевой обработки и надежность проверенного поставщика прецизионных станков.
Часто задаваемые вопросы 3+2-осевая обработка
Что такое 3+2-осевая обработка и как она работает?
Обработка по 3+2 осям, также известная как пятиосевая позиционная обработка, — это процесс на станках с ЧПУ, при котором деталь наклоняется и поворачивается в нужное положение с помощью двух вращательных осей перед резкой. После фиксации заготовки под желаемым углом станок выполняет 3-осевые операции. Это позволяет обрабатывать сложные детали в разных положениях без многократных переналадок.
В чём разница между 3+2-осевой обработкой и полнофункциональной 5-осевой обработкой?
При 3+2-осевой обработке две вращающиеся оси позиционируют деталь, но остаются неподвижными во время резки. При полномасштабной 5-осевой обработке все пять осей перемещаются одновременно во время резки. 3+2-осевая обработка предлагает большинство преимуществ 5-осевой обработки при более низкой стоимости и более простом программировании, что делает ее идеальной для обработки многих прецизионных компонентов.
Каковы основные преимущества 3+2-осевой обработки на станках с ЧПУ?
Обработка по 3+2 осям обеспечивает превосходную точность, улучшенное качество поверхности и ускорение производства за счет сокращения времени на переналадку. Она также позволяет обрабатывать труднодоступные элементы, такие как отверстия под углом, подрезы и глубокие пазы, сохраняя при этом высокую стабильность и точность.
В каких отраслях промышленности чаще всего используется 3+2-осевая обработка?
Эта технология широко используется в аэрокосмической, медицинской, автомобильной, литейной и электронной промышленности. Она идеально подходит для производства сложных компонентов, таких как кронштейны, корпуса турбин, медицинские имплантаты и высокоточные пресс-формы.
Является ли обработка по схеме 3+2 более экономически выгодной, чем обработка по схеме 5 осей?
Да. 3+2-осевая обработка обеспечивает большую часть гибкости 5-осевой обработки, но при этом требует меньших затрат на оборудование и программирование. Она особенно экономически эффективна для деталей, требующих угловых элементов, но не требующих непрерывной многоосевой контурной обработки.
