Năm trục chỉ có giá trị khi chi tiết cần sử dụng chúng. Một tấm phẳng có các lỗ ở mặt trên không trở nên tốt hơn chỉ vì nó được gia công trên một máy phức tạp hơn. Một cánh quạt, bánh công tác, khoang sâu hoặc vỏ có các mặt nghiêng có thể là một câu chuyện khác: ít thao tác thiết lập hơn, dụng cụ ngắn hơn và khả năng tiếp cận tốt hơn có thể biện minh cho khoản đầu tư bổ sung.
Việc so sánh giữa trung tâm gia công 3 trục và 5 trục rất hữu ích, bắt đầu từ khả năng tiếp cận dụng cụ. Đánh dấu mọi chi tiết trên bản vẽ và xem liệu dao cắt có thể tiếp cận chúng từ một hướng nhất định hay không. Sau đó, đếm số vòng quay và số lần kẹp phôi cần thiết để hoàn thành chi tiết. Điều này cho thấy liệu chuyển động quay bổ sung có giải quyết được vấn đề sản xuất thường xuyên hay chỉ đơn giản là làm tăng giá thành.
Hướng dẫn này dành cho các kỹ sư và người mua đang cân nhắc giữa máy phay đứng tiêu chuẩn, quy trình gia công 3+2 vị trí và khả năng gia công năm trục đồng thời. Nó tập trung vào sản phẩm hoàn thiện, rủi ro thiết lập, khối lượng công việc lập trình và chi phí cho mỗi sản phẩm đạt chất lượng.
Trung tâm gia công 3 trục so với 5 trục: Câu trả lời ngắn gọn
- Chọn ba trục cho các tấm, giá đỡ, đế khuôn, đồ gá và các bộ phận được hoàn thiện chủ yếu từ phía trên.
- Hãy xem xét gia công 3+2 khi chi tiết có nhiều mặt vát nhưng mỗi thao tác cắt có thể được hoàn thành với các trục quay được khóa ở vị trí cố định.
- Hãy cân nhắc gia công năm trục đồng thời khi hướng dao phải thay đổi trong quá trình cắt, hoặc khi bề mặt phức tạp và cần tiếp cận sâu khiến các dao ngắn trở nên hữu ích.
- Hãy so sánh toàn bộ quy trình sản xuất khi chi tiết có thể được chế tạo theo cả hai cách. Thời gian thiết lập, kiểm tra, chi phí đồ gá, lập trình và sản lượng hàng năm đều có thể làm thay đổi kết quả tài chính.
Máy gia công năm trục không tự động nhanh hơn. Nó có thể mất nhiều thời gian hơn để tính toán và di chuyển trên một chi tiết đơn giản. Ưu điểm của nó xuất hiện khi hai trục quay giúp loại bỏ thao tác thủ công, cải thiện khả năng tiếp cận hoặc giữ cho dụng cụ ở vị trí cắt tốt hơn.
Các trục tọa độ thực sự thay đổi điều gì?
Trung tâm gia công ba trục di chuyển theo trục X, Y và Z. Dao cắt tiếp cận phôi từ một hướng cố định, thường là phía trên bàn máy đối với máy gia công thẳng đứng. Các chi tiết bên hông yêu cầu phải xoay chi tiết bằng tay hoặc bằng một trục quay bổ sung.
Trung tâm gia công năm trục bổ sung thêm hai trục quay. Tùy thuộc vào thiết kế máy, bàn máy, đầu máy hoặc cả hai có thể quay. Tổng quan của Autodesk về các trục trong gia công năm trục giải thích ba trục tuyến tính và hai hướng quay bổ sung.
Lợi ích chính là khả năng định hướng. Dao cắt có thể tiếp cận mặt khác mà người vận hành không cần phải tháo phôi ra. Trong gia công năm trục đồng thời, hướng định vị có thể tiếp tục thay đổi trong khi dao đang cắt.
Hình dạng chi tiết của bộ phận nên là yếu tố quyết định.
Hãy vẽ một đường thẳng từ mỗi chi tiết gia công theo hướng mà dụng cụ cần tiếp cận. Nếu hầu hết các đường thẳng đều hướng lên trên, thì gia công ba trục là một lựa chọn khả thi. Nếu các đường thẳng hướng về nhiều phía, quy trình có thể cần bàn xoay, nhiều đồ gá hoặc gia công năm trục.
Các hốc sâu cần được chú ý đặc biệt. Dụng cụ thẳng đứng cố định có thể yêu cầu giá đỡ dài và dao cắt dài để xuyên qua các thành hốc. Điều đó làm tăng nguy cơ lệch hướng và rung động. Nghiêng chi tiết hoặc dụng cụ có thể tạo khoảng trống cho cụm lắp ráp ngắn hơn, mặc dù cần kiểm tra phạm vi quay và vùng va chạm.
Bản thân sự phức tạp không nhất thiết phải cần đến năm trục. Một chi tiết có thể trông phức tạp nhưng vẫn có thể được hoàn thiện chỉ với hai vị trí định vị đơn giản. Ngược lại, một chi tiết có hình thức đơn giản nhưng có mối quan hệ chặt chẽ giữa các lỗ khoan góc cạnh có thể được gia công bằng một hệ thống năm trục.
Giảm thời gian thiết lập thường là lý do kinh doanh thuyết phục nhất.
Mỗi lần kẹp lại đều làm tăng thêm công đoạn thao tác, làm sạch, định vị, kiểm tra và xác minh sản phẩm đầu tiên. Nó cũng tạo ra một cơ hội khác cho sự dịch chuyển điểm chuẩn. Khi các chi tiết trên các mặt khác nhau phải giữ mối liên hệ chặt chẽ, việc giảm thời gian thiết lập có thể quan trọng hơn tốc độ cắt thô.
Hãy tưởng tượng một giá đỡ nhỏ gọn kiểu hàng không vũ trụ với các hốc ở phía trên, các lỗ ở hai bên và một mặt lắp đặt góc cạnh. Một quy trình gia công ba trục có thể sử dụng nhiều đồ gá. Một quy trình gia công năm trục có thể hoàn thành hầu hết các chi tiết từ một đế duy nhất. Ưu điểm không phải là mỗi lần cắt đều nhanh hơn; ưu điểm là điểm chuẩn luôn đi kèm với chi tiết.
Lợi ích đó cần được lặp lại. Với một nguyên mẫu, người vận hành lành nghề có thể xoay chi tiết một cách tiết kiệm hơn. Với một dòng sản phẩm ổn định được sản xuất hàng tháng, số lần thiết lập được tiết kiệm có thể tích lũy lại, tạo nên lý do thuyết phục hơn cho khả năng xoay.
Gia công 3+2 và gia công năm trục đồng thời là khác nhau
Trong gia công 3+2, các trục quay định vị phôi hoặc đầu máy, sau đó khóa lại trong khi các trục X, Y và Z thực hiện việc cắt. Điều này hữu ích cho các lỗ, mặt và hốc có góc cạnh mà không cần thay đổi hướng trong quá trình cắt.
Gia công năm trục đồng thời điều khiển chuyển động của trục tuyến tính và trục quay. Nó có thể bám sát các bề mặt được tạo hình, duy trì hướng của dụng cụ, tránh chướng ngại vật và kiểm soát tiếp xúc trên hình dạng phức tạp. Tuy nhiên, nó cũng đòi hỏi lập trình nâng cao hơn, kiểm tra va chạm, xử lý hậu kỳ, hiệu chuẩn và sự hiểu biết của người vận hành.
Đừng trả tiền cho khả năng gia công đồng thời chỉ vì chi tiết đó có năm mặt. Hãy yêu cầu lập trình viên xác định những thao tác nào thực sự cần chuyển động quay liên tục. Nhiều chi tiết đạt được lợi ích tối đa trong việc thiết lập thông qua định vị 3+2.
Tầm với và độ hoàn thiện bề mặt của dụng cụ có thể thay đổi tùy thuộc vào hướng đặt.
Các dụng cụ dài dễ bị uốn cong hơn các dụng cụ ngắn. Chúng có thể gây rung lắc, hạn chế tốc độ tiến dao, rút ngắn tuổi thọ dụng cụ và khiến việc gia công bề mặt chính xác trở nên khó khăn hơn. Gia công năm trục có thể cho phép dụng cụ ngắn hơn đi vào các chi tiết sâu hoặc có góc cạnh.
Đối với các bề mặt được tạo hình, việc kiểm soát góc dao cũng có thể tránh cắt gần tâm của dao phay cầu, nơi tốc độ cắt hiệu quả thấp. Kết quả thực tế có thể là bề mặt hoàn thiện ổn định hơn hoặc chiến lược bước tiến khác. Điều này phụ thuộc vào hình dạng hình học, dao cắt, đường chạy dao và động lực học của máy, vì vậy cần phải được chứng minh bằng lập trình đại diện hoặc cắt thử.
Lập trình và kiểm soát va chạm cần một ngân sách thực tế.
Việc lập trình gia công ba trục thường dễ dàng hơn trong việc tạo, mô phỏng, kiểm chứng và chuyển giao giữa các máy. Gia công năm trục bổ sung thêm các giới hạn quay, điểm kỳ dị, điều khiển tâm điểm dụng cụ, chất lượng xử lý hậu kỳ, mô hình đồ gá và nhiều khả năng va chạm hơn.
Do đó, việc mua máy móc cần bao gồm việc xem xét phần mềm và kỹ năng. Cần xác nhận xem hệ thống CAM có hỗ trợ các chiến lược cần thiết hay không, liệu có sẵn bộ xử lý hậu kỳ đã được kiểm định hay không, và ai sẽ chịu trách nhiệm chỉnh sửa trong tương lai. Mô phỏng cần bao gồm máy móc, trục chính, giá đỡ dụng cụ, đồ gá và phôi, chứ không chỉ riêng dụng cụ cắt.
Khả năng phục hồi của người vận hành cũng rất quan trọng. Một quy trình có thể hoạt động tốt cho đến khi xảy ra sự cố với dụng cụ, chu trình bị gián đoạn hoặc phải khởi động lại thủ công. Nhóm cần một phương pháp an toàn để quay lại chương trình mà không làm mất vị trí quay hoặc va chạm vào đồ gá.
Độ chính xác phụ thuộc vào hiệu chuẩn, kẹp phôi và bộ phận chấp nhận.
Việc bổ sung các trục quay làm tăng thêm độ phức tạp về hình học cần điều khiển. Máy phải biết mối quan hệ giữa các trục tuyến tính, tâm quay, trục chính, chiều dài dụng cụ, đầu dò và phôi. Các quy trình hiệu chuẩn và khởi động trở thành những phần quan trọng của quá trình sản xuất lặp lại.
Máy gia công năm trục có thể cải thiện độ chính xác của các chi tiết thành phẩm bằng cách giảm thời gian thiết lập, trong khi hệ thống quay được hiệu chỉnh kém có thể tạo ra các lỗi riêng. Máy gia công ba trục với hệ thống kẹp phôi ổn định có thể hoạt động tốt hơn quy trình gia công năm trục chưa được chứng minh.
Xác định mức độ chấp nhận xung quanh rủi ro của chi tiết. Đối với gia công ba trục, điều này có thể là yêu cầu về hình dạng lỗ, đường kính lỗ khoan hoặc độ phẳng so với hành trình gia công. Đối với gia công năm trục, hãy bao gồm các đặc điểm kiểm tra vị trí góc cạnh và mối quan hệ giữa các mặt. Xem xét lại phương pháp kiểm tra trước khi bắt đầu thử nghiệm.
So sánh tổng chi phí quy trình, chứ không phải số lượng trục.
| Yếu tố chi phí | Tuyến đường ba trục | Tuyến đường năm trục |
|---|---|---|
| Đầu tư máy móc | Thường thấp hơn | Thường cao hơn |
| Trang thiết bị và cách bố trí | Có thể cần một số thiết bị. | Có thể kết hợp nhiều định hướng khác nhau. |
| Lập trình | Dễ tiếp cận hơn và dễ chứng minh hơn. | Nhu cầu cao hơn về CAM, hậu kỳ, mô phỏng và kỹ năng |
| Phạm vi công cụ | Có thể cần đến các dụng cụ dài để tiếp cận sâu. | Việc nghiêng có thể cho phép sử dụng các dụng cụ ngắn hơn. |
| Chuyển đổi dữ liệu | Nguy cơ cao hơn khi kẹp lại chi tiết. | Việc giảm số lần tái kẹp có thể giúp duy trì các mối quan hệ. |
| Bảo trì và hiệu chuẩn | Hệ trục đơn giản hơn | Hệ thống quay làm tăng thêm nhu cầu hiệu chuẩn và bảo dưỡng. |
Ước tính chi phí cho cả hai quy trình trong suốt một năm. Bao gồm lập trình, đồ gá, kiểm định thiết lập, thao tác, đo kiểm, thời gian chu kỳ, kiểm tra, làm lại, phế phẩm, bảo trì, đào tạo và sử dụng máy móc. Máy năm trục có thể ít tốn kém hơn cho mỗi sản phẩm đạt chất lượng ngay cả khi giá mua cao hơn. Nó cũng có thể là một cách tốn kém để khoan lỗ trên tấm kim loại.
Chọn ba trục khi sự đơn giản mang lại hiệu quả
Trung tâm gia công đứng ba trục là lựa chọn hợp lý khi có thể tiếp cận chi tiết gia công từ phía trên, chủng loại sản phẩm thay đổi thường xuyên, các đồ gá tiêu chuẩn có thể được tái sử dụng và xưởng cần có kiến thức lập trình rộng rãi cũng như sự quen thuộc của người vận hành.
Điều này cũng hợp lý khi các thiết lập phụ ngắn và ít rủi ro. Việc sử dụng thêm một kẹp phôi thứ hai không tự động là vấn đề. Câu hỏi đặt ra là liệu nó có hạn chế sản lượng hoặc mối quan hệ giữa các đặc điểm đủ để biện minh cho một quy trình khác hay không.
Chọn năm trục khi quyền truy cập và kiểm soát dữ liệu lặp lại
Trung tâm gia công năm trục trở nên hấp dẫn khi cần giữ liên quan đến nhiều mặt phẳng góc cạnh, dụng cụ dài gây mất ổn định, các bề mặt phức tạp cần thay đổi hướng hoặc việc giảm thời gian thiết lập lặp đi lặp lại trong quá trình sản xuất quan trọng.
Trước khi mua, hãy xác nhận phạm vi quay có thể sử dụng được với đồ gá và dụng cụ thực tế. Đường kính danh nghĩa của chi tiết không đảm bảo khoảng hở ở mọi góc độ. Xem xét các chức năng của bộ điều khiển, CAM, bộ xử lý hậu kỳ, dò tìm, hiệu chuẩn, mô phỏng va chạm và đào tạo như một gói phần mềm duy nhất.
So sánh giữa đường dẫn gia công ba trục và năm trục của máy CNC Zhihe
Dòng sản phẩm của Zhihe CNC bao gồm các trung tâm gia công đứng, ngang, kiểu khung, khoan và taro, phay và năm trục. Điều này cho phép đội ngũ kỹ sư so sánh quy trình ba trục đơn giản với các phương án gia công quay và năm trục trên cùng một bản vẽ.
Đối với một số mẫu máy nhất định, độ chính xác định vị được công bố có thể đạt +/-0,005 mm và độ lặp lại +/-0,003 mm, tùy thuộc vào dòng máy, hành trình và cấu hình. Các dự án năm trục cũng cần hiệu chuẩn quay và kế hoạch kiểm chứng dựa trên chi tiết phù hợp. Việc đo bằng giao thoa kế laser, kiểm tra bằng thanh bi và cắt thử có thể được thảo luận trong quá trình lập kế hoạch nghiệm thu.
Để có đánh giá khách quan giữa trung tâm gia công 3 trục và 5 trục , hãy gửi cho Zhihe CNC bản vẽ, vật liệu, khối lượng gia công và các đặc điểm quan trọng . Hãy hỏi về số lần thiết lập, phương pháp gá kẹp, tầm với của dụng cụ, các giả định lập trình và các thao tác cụ thể nào cần thêm trục.
Những câu hỏi mà người mua thường đặt ra về máy ba trục và máy năm trục
Máy ba trục có thể gia công chi tiết năm cạnh không?
Có. Chi tiết có thể được kẹp lại ở các hướng khác nhau hoặc đặt trên đồ gá xoay. Quyết định phụ thuộc vào thời gian thao tác, rủi ro sai lệch chuẩn, chi phí đồ gá, khả năng tiếp cận và khối lượng sản xuất.
Gia công 3+2 có giống với gia công năm trục đồng thời không?
Không. Trong gia công 3+2, các trục quay được định vị và khóa trước khi cắt. Trong gia công đồng thời, các trục tuyến tính và trục quay di chuyển cùng nhau trong quá trình cắt.
Liệu máy năm trục luôn cải thiện độ chính xác?
Nó có thể cải thiện mối quan hệ bằng cách giảm số lần kẹp lại phôi, nhưng độ chính xác vẫn phụ thuộc vào hiệu chuẩn, đặc tính nhiệt, kẹp phôi, dụng cụ, lập trình và kiểm tra. Việc thêm trục không đảm bảo độ chính xác tuyệt đối.
Liệu máy năm trục có giúp giảm thời gian chu kỳ sản xuất không?
Nó thường giúp giảm thời gian thiết lập và thao tác. Thời gian cắt có thể ngắn hơn, tương tự hoặc đôi khi dài hơn tùy thuộc vào đường chạy dao và chuyển động của máy. So sánh toàn bộ quy trình.
Máy nào dễ vận hành hơn?
Gia công ba trục nhìn chung dễ lập trình, kiểm chứng và phục hồi hơn. Gia công năm trục đòi hỏi mô phỏng, hiệu chuẩn, nhận thức về va chạm và kỷ luật quy trình chặt chẽ hơn.
Khi nào thì máy năm trục trở nên quá mức cần thiết?
Việc sử dụng phần mềm này có thể quá mức cần thiết đối với các chi tiết đơn giản ở mặt trên, các công việc có giá trị thấp, các lô sản xuất ngắn với đồ gá đơn giản, hoặc các xưởng không có đủ nguồn lực lập trình và kiểm tra để sử dụng nó một cách hiệu quả.
Cần bao gồm những gì trong quá trình thử cắt năm trục?
Bao gồm các chi tiết góc cạnh, mối quan hệ giữa các mặt, chi tiết cần tiếp cận sâu và bất kỳ bề mặt quan trọng nào. Sử dụng đồ gá, giá đỡ dụng cụ và phương pháp kiểm tra đã định sẵn khi khả thi.
Tôi cần gửi những thông tin gì để được tư vấn chọn máy phù hợp?
Vui lòng gửi bản vẽ, vật liệu, kích thước kho, dung sai, sản lượng hàng năm, quy trình thiết lập hiện tại, chu kỳ mục tiêu và các nguồn lực CAM và kiểm tra hiện có.
Hãy lựa chọn quy trình trước khi tính đến số trục. Hãy yêu cầu Zhihe CNC so sánh các lộ trình gia công ba trục, ba + hai trục và năm trục sử dụng chi tiết tạo ra nhiều rủi ro về thiết lập hoặc tiếp cận nhất trong quy trình sản xuất hiện tại của bạn.
