3-Achsen vs. 5-Achsen CNC-Bearbeitung: Kosten, Genauigkeit und welche Sie wählen sollten

Die Wahl zwischen 3-Achsen- und 5-Achsen-CNC-Bearbeitung hängt hauptsächlich von der Geometrie Ihres Teils, den erforderlichen Toleranzen und den Produktionskosten ab.

Eine einfache Aluminiumplatte kann leicht auf einer 3-Achsen-Maschine hergestellt werden.oder komplexe geschwungene Oberflächen können von einer 5-Achsenbearbeitung profitieren.

Mehr Achsen bedeuten nicht automatisch ein besseres Bauteil. Die richtige Maschine ist diejenige, die die gewünschte Geometrie effizient und genau erzeugt.

Eine dreiachsige CNC-Maschine bewegt das Schneidwerkzeug entlang dreier linearer Achsen:

X:Links und rechts

Y:Vorwärts und zurückwärts

Z:Auf und ab.

Das Werkstück wird in der Regel in einer festen Position befestigt, während das Schneidwerkzeug Material entfernt.

Dieser Ansatz funktioniert gut für Aluminiumplatten, Halterungen, Gehäuse, Taschen, Schlitze und Löcher, die von der gewählten Werkzeugrichtung aus zugänglich sind.

Eine 5-Achsenmaschine fügt zwei Drehachsen zu den drei linearen Achsen hinzu. Je nach Maschinendesign kann das Werkzeug, das Werkstück oder beides die Ausrichtung ändern.

Dies ermöglicht es dem Schneidwerkzeug, gewinkelte Oberflächen, mehrere Gesichter und komplexe Konturen mit weniger Neupositionierungsschritten zu erreichen.

Zu den gängigen Anwendungen gehören komplexe Aluminiumgehäuse, Roboterkomponenten, Räder und Komponenten mit mehreren Winkelfunktionen.

Die tatsächlichen Fähigkeiten hängen von der Maschinenkonfiguration, der Bauteilgröße, dem Arbeitsgehalt, der Werkzeuge und dem Herstellungsplan ab.

Wählen Sie die dreiachsige Bearbeitung, wenn Ihr Teil eine einfache Geometrie aufweist und seine kritischen Merkmale ohne komplexe Neupositionierung erreichbar sind.

Typische Beispiele sind:

1:Aluminium-Festplatten

2:Industrielle Klammern

3:Gerätegehäuse mit zugänglichen Taschen

4:Flächenbefestigungen und Befestigungsbausteine

5:Bauteile mit gewöhnlich gebohrten und durchbohrten Löchern

Zum Beispiel kann eine rechteckige Sensorhalterung mit mehreren Montageöffnungen und einer flachen Tasche nicht viel von der 5-Achsen-Bearbeitung gewinnen.

Die Verwendung einer komplexeren Maschine, wenn das Design keine zusätzlichen Bewegungen benötigt, kann die Kosten erhöhen, ohne nennenswerte Vorteile zu erzielen.

Unser Führer zu Wie man CNC-Bearbeitungskosten senkt, ohne dabei die Qualität zu beeinträchtigenErläutert, wie praktische Geometrie und Toleranzen zur Kostenkontrolle beitragen.

Bei einer 5-Achsenbearbeitung ist zu berücksichtigen, wenn das Bauteil Merkmale enthält, die mit einer herkömmlichen 3-Achsenanordnung nur schwer zu erreichen sind.

Typische Beispiele sind:

1:Viele Winkelflächen oder Löcher

2:Komplexe geschwungene Oberflächen

3:Tiefe Funktionen mit schwierigem Werkzeugzugang

4: Mehrere kritische Merkmale auf verschiedenen Seiten

5:Teile, die auf einer dreiachsigen Maschine wiederholt neu positioniert werden müssen

Stellen Sie sich vor, Mike, ein Maschinenbauer, entwirft einen Aluminium-Streifen für die Automatisierungsanlage.

Eine 3-Achsenmaschine kann das Teil durch mehrere Aufstellungen herstellen. Jede Neupositionierung erfordert jedoch eine Ausrichtung und kann zusätzliche Variationen einführen.

Eine geeignete 5-Achsen-Maschine kann diese Eigenschaften mit weniger Aufbauten erreichen, wodurch der Prozess vereinfacht und ihre Beziehungen erhalten werden.

Das bedeutet nicht, daß die 5-Achse immer günstiger ist. Die Einsparungen hängen davon ab, wie viel Aufbau, Ausrichtung und Bearbeitungsarbeit sie eliminiert.

Weitere Hinweise finden Sie in unserem 5-Achsen-CNC-Bearbeitungsleitfaden: Arten, Anwendungen und Vorteile.

Nicht alle 5-Achsen-Bearbeitung verwendet alle fünf Achsen gleichzeitig.

Maschinen, Apparate und Geräte für die Herstellung von Maschinen und GerätenDie beiden Drehachsen positionieren das Werkstück oder Werkzeug in einem gewählten Winkel und bleiben dann fest, während die drei linearen Achsen das Schneiden durchführen.

Dies ist nützlich für die Bearbeitung mehrerer Winkelflächen, ohne die Komponente manuell für jede Fläche einzurichten.

Gleichzeitige 5-Achsenbearbeitung:Die linearen und rotierenden Achsen bewegen sich während des Schneidens zusammen. Dies ist nützlich für komplexe gekrümmte Oberflächen, Drehräder und Teile, die eine veränderte Werkzeugorientierung entlang des Schneidweges benötigen.

Bei Teilen mit mehreren Winkelflächen genügt häufig eine Indexzahl von 3+2. Simultane Bearbeitung ist notwendig, wenn die Geometrie oder Oberfläche eine koordinierte Bewegung über alle fünf Achsen erfordert.

Wenn Ihr Entwurf winkelförmige Oberflächen oder tiefe Merkmale aufweist, aber keine kontinuierliche Fünf-Achsen-Bewegung erfordert, bietet die indexierte Bearbeitung möglicherweise eine praktische Balance zwischen Leistungsfähigkeit und Kosten.

Unser Artikel, Fünf-Achsen-CNC-Bearbeitung: Wann braucht man sie wirklich?, erläutert, wie man entscheidet, ob Ihr Teil wirklich eine 5-Achsen-Fähigkeit benötigt.

Eine 3-Achsenmaschine ist für einfache Teile im Allgemeinen kostengünstiger zu bedienen.

Allerdings kann es irreführend sein, die Stundensätze der Maschinen allein zu vergleichen.

Für einen komplexen Teil umfasst die Gesamtkosten auch:

1:Zubereitungs- und Einrichtungszeit der Leuchten

2:Neupositionierung und Ausrichtung des Werkstücks

3:Zusätzliche Bearbeitung

4:Anforderungen an die Inspektion

5:Programmierung und Planung von Werkzeugpfaden

Zum Beispiel kann die Bearbeitung verschiedener Flächen eines Bauteils auf einer 3-Achsenmaschine mehrere Aufbauten erfordern.Ein geeigneter 5-Achsen-Prozess kann diese Schritte reduzieren und helfen, die Positionsbeziehungen zwischen den Merkmalen zu erhalten.

Aber...Die 5-Achsenbearbeitung führt nicht automatisch zu engeren ToleranzenDie Kalibrierung der Maschine, die Werkzeuglänge, der Arbeitshalt, die Schneidbedingungen, die Programmierung und die Prüfung beeinflussen das Endergebnis.

Unsere jüngsten CNC-Bearbeitungs-ArbeitsgehaltgenauigkeitErläutert, wie die Auslegung der Befestigungen und die Klemmung die Größengenauigkeit beeinflussen.

Für die Auswahl der Toleranz siehe unsere CNC-Bearbeitung Toleranzen Leitfaden.

Vor der Auswahl der 3-Achsen- oder 5-Achsen-Bearbeitung müssen vier Punkte überprüft werden:

Teilgeometrie:Sind die wichtigen Merkmale aus einer oder zwei Richtungen zugänglich oder sind sie auf mehrere Winkelflächen verteilt?

Toleranzverhältnisse:Müssen mehrere Löcher, Bohrungen oder Oberflächen in exaktem Verhältnis zueinander stehen?

Herstellungskosten:Würden zusätzliche Aufbauten auf einer 3-Achsenmaschine mehr kosten als die für eine 5-Achsenmaschine erforderliche Programmierung und Bearbeitung?

Produktionsmenge:Ein Verfahren, das für einen Prototypen gut funktioniert, ist möglicherweise nicht die wirtschaftlichste Option für eine große Charge.

Die beste Entscheidung kommt von der Überprüfung des eigentlichen CAD-Modells und der technischen Zeichnung.

Um Ihrem Lieferanten zu helfen, den richtigen Prozess zu empfehlen, geben Sie an:

12D-Technikzeichnung und 3D-CAD-Datei

2:Material und erforderliche Qualität

3Kritische Abmessungen und Toleranzen

4:Eigenschaften auf Winkel- oder Mehrfachflächen

5:Flächenveredelungs- und Beschichtungsanforderungen

6:Menge und Kontrollanforderungen

Identifizieren Sie die Merkmale, die für die Montage oder Funktion am wichtigsten sind, um dem Hersteller zu helfen zu entscheiden, ob eine dreiachsige, indexierte 3+2 oder gleichzeitige 5-achsige Bearbeitung geeignet ist.

UnsereCNC-BearbeitungsdiensteUnterstützung von zeichnungsbasierten kundenspezifischen Komponenten, wobei die Herstellungsanforderungen je nach Projekt bewertet werden.

3-Achsen-CNC-Bearbeitung ist oft die wirtschaftliche Wahl für einfache Teile mit zugänglichen Funktionen. 5-Achsen-Bearbeitung wird wertvoller, wenn das Design mehrere Winkeloberflächen umfasst,Komplexe Geometrie, oder kritische Funktionen, die von weniger Einrichtungen profitieren.

Die 3+2-Bearbeitung kann viele mehrseitige Komponenten verarbeiten, während die gleichzeitige 5-Achsenbearbeitung für anspruchsvollere koordinierte Werkzeugwege geeignet ist.

Wählen Sie den Prozess anhand der Geometrie, kritischen Toleranzen, Einrichtungsanforderungen und der Gesamtkosten für fertige Teile.

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