3-осевая и 5-осевая обработка с ЧПУ
2025-02-22
На 3-осевом станке с ЧПУ, таком как токарный станок, фреза или станкостроительный центр, инструмент (будь то фреза, сверло или фрезерная головка) перемещается по осям X (слева направо), Y (спереди назад) и Z (вверх и вниз). В частности, он может перемещаться как по горизонтали (оси X-Y), так и по вертикали (ось Z) для управления глубиной резания. Так выглядит 3-осевой станок с ЧПУ:
Этот тип станка может выполнять резку и строгание на определенную глубину, в зависимости от используемого инструмента и обрабатываемого материала. Ограниченный диапазон перемещения и тот факт, что он не может автоматически поворачивать заготовку, делают его идеальным для изготовления более простых деталей с простыми формами и дизайном и минимальным количеством деталей. Эти станки лучше всего подходят для изготовления 2D- и 2,5-мерных деталей и сокращения сроков производства, а также имеют разумную цену, что делает их идеальными для стартапов или малого и среднего бизнеса.
Помимо перемещения влево–вправо, вперед–назад и вверх–вниз, 5-осевой станок с ЧПУ может выполнять еще два движения: он также может вращать свой инструмент вокруг двух других осей (A и B). На схеме ниже вы можете увидеть, как работает этот процесс.
Благодаря полному диапазону движения по пяти осям эти станки могут работать под разными углами для точного изготовления сложных деталей с гладкими поверхностями, углами и контурами. Они также могут выполнять непрерывное фрезерование, что значительно экономит время и не требует ручного вмешательства, поскольку автоматически поворачивают заготовку. Эти высокотехнологичные станки с ЧПУ и фрезерные станки или маршрутизаторы позволяют изготавливать лопатки турбин, пресс-формы и рабочие колеса, такие как на изображении ниже.
3-осевой привод против 5-осевого: плюсы и минусы
основное различие между этими двумя типами станков с ЧПУ заключается в количестве способов перемещения инструмента: у одного из них их три, а у другого – пять. Однако этот, казалось бы, незначительный фактор имеет огромное значение, как вы можете видеть из приведенной ниже сравнительной таблицы.
| Фактор | 3-Осевой | 5-осевой |
| Перемещение режущего инструмента | Вдоль осей X, Y и Z | Вдоль осей X, Y, Z, а также вдоль осей вращения A и B |
| Эффективность | Хорошо | Превосходно, быстро |
| Смена инструмента | Требуется многократная настройка сложных деталей (повторный зажим, изменение положения и т.д.). | Минимальный, позволяет обрабатывать деталь под разными углами без изменения положения. |
| Возможности | Ограниченный, без сложных форм, вырезов или многогранных элементов | Может выполнять глубокие надрезы со всех сторон заготовки, сложные формы и поднутрения |
| Точность | Хорошо | Отлично |
| Простота в эксплуатации | Требуется минимальное обучение, простота в использовании и программировании (требуются навыки программирования с ЧПУ) | Нуждается в специализированном обучении и экспертных знаниях, а также в более продвинутом программировании CAD/CAM |
| Стоимость | от 25 000 до 50 000 долларов | от 80 000 до более чем 500 000 долларов |
| Расходы на техническое обслуживание/эксплуатацию | Низкий | Выше |
| Стоимость одной детали | Ниже | Выше, хотя более быстрое производство могло бы снизить стоимость более сложных деталей |
| Потребности в техническом обслуживании | Низкий уровень благодаря меньшему количеству движущихся частей | Высокий, нуждается в регулярном техническом обслуживании для бесперебойной работы |
| Износ | Менее подверженный | Повышенная устойчивость из-за дополнительных движущихся частей |
| Приложения | Простые детали для автомобилестроения, аэрокосмической промышленности и электроники (корпуса, панели, плоские поверхности) | Множество различных размеров и форм, детали авиационных двигателей, медицинские имплантаты и протезы |
