In der anspruchsvollen Welt der Präzisionsfertigung herrscht häufig die falsche Vorstellung vor, dass „mehr Achsen“ automatisch „bessere Teile“ bedeuten. Wir sehen es ständig: Beschaffungsmanager fordern eine teure 5-Achsen-Bearbeitung für Teile, die schneller, billiger und genauso präzise auf einer robusten 3-Achsen-CNC-Maschine hergestellt werden könnten.
Als engagierter Hersteller von Präzisionsmaschinen-vom Nockenindexierer bis hin zu komplexen Automatisierungsteilen- glauben wir daran, das richtige Werkzeug für die jeweilige Aufgabe auszuwählen.
Was ist 3-Achsen-CNC-Bearbeitung?
Die 3-Achsen-CNC-Bearbeitung ist ein subtraktiver Prozess, bei dem Material von einem festen Werkstück entfernt wird. Man kann es sich so vorstellen: Das Werkstück wird flach auf einem Maschinenbett eingespannt und das Schneidwerkzeug rotiert typischerweise mit 3.000 bis 20,000+ U/min und bewegt sich entlang dreier linearer Ebenen.
X-Achse: Bewegung nach links-rechts.
Y-Achse: Hin--und-Bewegung.
Z-Achse: Aufwärts-und-Abwärtsbewegung.
Bei einem 3-Achsen-Aufbau kann das Werkzeug nicht kippen; es bleibt jederzeit senkrecht zum Werkstück. Dies verleiht ihm eine überragende Steifigkeit und Stabilität. Da die Maschine außerdem über weniger bewegliche Gelenke als ein 5-Achsen-Bearbeitungszentrum verfügt, kann sie in der Regel schwerere Schnitte mit weniger Vibrationen oder Rattern ausführen, was zu einer hervorragenden Oberflächengüte auf ebenen Merkmalen führt.
Warum ist 3-Achsen die einfachere Wahl?
Für die meisten mechanischen Teile ist die 3-Achsen-Bearbeitung die beste Option. Hansheng Automation wird dies unter drei Aspekten ausführlich erläutern: Wirtschaftlichkeit, Genauigkeit und schnelle Spannlösungen.
Wirtschaft
Aufgrund der geringeren Komplexität im Vergleich zur 4-Achsen- und 5-Achsen-CNC-Bearbeitung sind die Kosten relativ geringer. Aus Sicht des Markttrends sind die Anschaffungs- und Wartungskosten von 3-Achsen-Maschinen niedriger als bei mehrachsigen Gegenstücken. Darüber hinaus wird die Programmierzeit für CAM (Computer-Aided Manufacturing) deutlich reduziert, was die Arbeitskosten senkt. Wenn Sie beispielsweise eine Charge von Aluminium-Endkappen oder Stahl-Montageplatten bearbeiten, bedeutet die Verwendung eines 3-Achsen-Bearbeitungszentrums, dass Sie nicht für Technologie bezahlen müssen, die Sie nicht benötigen.
Positionsgenauigkeit für flache Merkmale
Mit der 3-Achsenbearbeitung können Teile, die eine hohe Ebenheit und perfekt senkrechte Bohrlöcher erfordern, perfekt bearbeitet werden. Nehmen Sie als Beispiel die Herstellung eines Getriebegehäuses. Um eine öldichte Abdichtung zu gewährleisten, müssen die Passflächen absolut eben sein. Der starre 3-Achsen-Planfräsvorgang sorgt für die flachste Oberflächengüte und stellt sicher, dass unsere Planetengetriebe ohne Lecks arbeiten.
Schnelle Spannlösungen
Die Werkstückspannung ist bei der 3-Achsenbearbeitung schneller. Mit Standard-Schraubstöcken oder Vakuumtischen können wir Teile in Sekundenschnelle wechseln. Dies ermöglicht eine Großserienproduktion mit minimalen Ausfallzeiten.
Einschränkungen von 3-Achsen-Systemen
Einschränkungen der 3-Achsen-Bearbeitung Die oben genannten Vorteile der 3-Achsen-Bearbeitung bedeuten nicht, dass sie ein Allheilmittel für alle Teile ist; Wir müssen seine Grenzen verstehen.
Unterschneidungen
Aufgrund der geraden Schnittkante (Z-Achse) können keine Bereiche bearbeitet werden, die sich unter Flanschen oder Überhängen befinden.
Mehrere Setups
Wenn Ihr Teil Merkmale an der Seite aufweist (z. B. seitliche Löcher an einem Verteiler), muss der Bediener die Maschine manuell stoppen, die Klemmen lösen, das Teil um 90 Grad drehen und es dann erneut befestigen.
Hinweis: Bei jeder Teilebewegung besteht ein geringes Risiko eines kumulativen Toleranzfehlers. Bei extrem komplexen Geometrien empfehlen wir hier 4-Achs- oder 5-Achs-Dienstleistungen.
Industrielle Anwendungen: Wo setzen wir 3-Achs-Systeme ein?
Automatisierungs- und Verpackungsausrüstung
In unserer Analyse automatischer Schrumpfverpackungsmaschinen haben wir den Bedarf an robusten Strukturkomponenten hervorgehoben.
Motorhalterungen und Grundplatten: Diese hochbelastbaren Stahlplatten erfordern präzise Bohrmuster, um den Motor an der Antriebswelle auszurichten. {{1}Die Bohrzyklen der Achse gewährleisten eine Positionsgenauigkeit von Loch zu Loch bis auf den Mikrometerbereich.
Förderschienen: Die langen, geraden Aluminiumschienen, die in den Schlauchbeutelmaschinen verwendet werden, werden auf unserer großen -Tischfräsmaschine mit 3-Achsen bearbeitet, um eine reibungslose, staufreie Folienbewegung zu gewährleisten.
Kraftübertragungskomponenten
Während die Innenzahnräder des Planetengetriebes möglicherweise Wälzfräsen erfordern, sind die Gehäusekörper und Eingangs-/Ausgangsflansche die besten Kandidaten für 3-Achsen-Drehen und Fräsen.
Allgemeine Präzisionshardware
Von Kühlkörpern für elektronische Geräte bis hin zu kundenspezifischen Werkzeugvorrichtungen für Montagelinien.
Materialvielfalt
Eine der Stärken der 3-Achsen-Bearbeitung ist ihre Fähigkeit, praktisch jedes starre Material zu bearbeiten.
Aluminium (6061/7075)
Ideal für die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung. Wir produzieren leichte Luft- und Raumfahrthalterungen und Roboterarmkomponenten.
Edelstahl (304/316)
Erfordert starre Maschinen, um eine Kaltverfestigung zu verhindern. Perfekt für Verpackungsmaschinenteile in Lebensmittelqualität-.
Technische Kunststoffe (POM/Delrin)
Wird für reibungsarme Führungsblöcke in Automatisierungssystemen verwendet.
Design for Manufacturing (DFM)-Tipps für 3-Achsen
Möchten Sie Ihre CNC-Kosten senken? Konstruieren Sie Ihre Teile unter Berücksichtigung des 3-Achsen-Prozesses. Hier sind Tipps aus unserem Technikbereich:
Vermeiden Sie tiefe, schmale Taschen
Lange Werkzeuge vibrieren. Versuchen Sie, die Taschentiefe kleiner als das Vierfache des Werkzeugdurchmessers zu halten.
Fügen Sie Verrundungen (Radius) zu Innenecken hinzu
Ein rundes Drückwerkzeug kann keine perfekte quadratische Ecke schneiden. Durch das Hinzufügen eines Radius kann sich das Werkzeug kontinuierlich bewegen, ohne anzuhalten, wodurch die Oberflächengüte verbessert wird.
Begrenzen Sie Setup-Änderungen
Versuchen Sie, Merkmale nur auf einer oder zwei Flächen des Teils zu entwerfen. Je seltener wir das Teil umdrehen müssen, desto günstiger ist die Herstellung.
Warum mit Hansheng Automation zusammenarbeiten?
Wir schneiden nicht nur Metall. Wir bieten technische Fertigungslösungen.
Ganz gleich, ob Sie einen Prototyp für ein neues Cam-Indexer-Gehäuse oder eine Auflage von 5.000 Einheiten für Verpackungsmaschinen benötigen, unser Team analysiert Ihre CAD-Daten, um den effizientesten Prozess auszuwählen. Wenn ein Teil auf einer 3-Achsen-Maschine hergestellt werden kann, um Geld zu sparen, ohne Kompromisse bei der Qualität einzugehen, empfehlen wir Ihnen dies.
Präzision: Toleranzen von bis zu ± 0,005 mm.
Kapazität: Von einzelnen Prototypen bis zur Großserienproduktion.
Integration: Wir können die Teile bearbeiten und sie sogar im eigenen Haus zu Untereinheiten (wie Getrieben oder Drehtischen) zusammenbauen.
Sind Sie bereit, Ihre Produktion zu optimieren?
Laden Sie noch heute Ihre Zeichnungen hoch. Lassen Sie unsere Ingenieure Ihr Design auf 3-Achsen-Kompatibilität überprüfen und innerhalb von 24 Stunden ein wettbewerbsfähiges Angebot unterbreiten.
FAQ
F: Welche Standardoberflächenrauheit können Sie mit der 3-Achsen-CNC-Bearbeitung erreichen?
A: Bei Aluminiumlegierungen und Stahlteilen liegt die Standardrauheit der bearbeiteten Oberfläche typischerweise zwischen Ra 1,6 μm und 3,2 μm. Durch den Einsatz hochpräziser Planfräser und feiner Durchgänge können wir auf abgedichteten Passflächen (z. B. Getriebegehäuseschnittstellen) einen Ra-Wert von 0,8 μm oder besser erreichen. Wenn ein Hochglanzfinish erforderlich ist, empfehlen wir, Nachbearbeitungsschritte wie Polieren oder Eloxieren hinzuzufügen.
F: Da die 3-Achsen-Maschine nur senkrecht schneiden kann, wie werden dann abgewinkelte Flächen bearbeitet?
A: Dies ist ein weit verbreitetes Missverständnis. Obwohl die Werkzeugachse nicht gekippt werden kann, können wir mithilfe der 3D-Oberflächenfrästechnologie mithilfe von Kugelkopffräsern extrem feine Stufenschnitte ausführen, um geneigte oder gekrümmte Oberflächen „anzupassen“. Dies ist zwar etwas langsamer als das 5{6}Achsen-Seitenfräsen, stellt aber eine äußerst kostengünstige Alternative für komplexe gebogene Teile dar, die nicht häufig in Massenproduktion hergestellt werden müssen.
F: Warum ist mein Angebot für ein 3-Achsen-Teil höher als erwartet? Was sind die wesentlichen Kostentreiber?
A: Selbst bei der 3-Achsen-Bearbeitung wirken sich Konstruktionsmerkmale erheblich auf die Kosten aus.
Tiefe Taschen
Hohlräume, die tiefer als das Fünffache des Werkzeugdurchmessers sind, erfordern besonders lange Werkzeuge und die Schnittgeschwindigkeit muss verlangsamt werden, um Werkzeugvibrationen zu vermeiden.
Kleiner Innenradius
Wenn Sie eine Innenecke mit einem Radius von 0,5 mm konstruieren, müssen Sie zum Freiräumen der Ecken extrem feine Werkzeuge verwenden, was sehr zeitaufwändig ist. Es wird empfohlen, den Eckenradius zu maximieren.
Enge Toleranzen
Eine globale Toleranz von +/- 0.01mm kostet ein Vielfaches von +/- 0.1mm. Es wird empfohlen, enge Toleranzen nur an kritischen Steckstellen vorzugeben (gemäß ISO 2768).
Referenzen
Oberg, E., Jones, FD, et al. (2020). Maschinenhandbuch (31. Auflage). Industriepresse.
ISO 2768-1:1989. Allgemeintoleranzen - Teil 1: Toleranzen für Längen- und Winkelmaße ohne individuelle Toleranzangaben. Internationale Organisation für Normung.