No mundo-de alto risco da fabricação de precisão, muitas vezes existe um equívoco de que "mais eixos" significa automaticamente "peças melhores". Vemos isso o tempo todo: gerentes de compras solicitando usinagem cara de 5 eixos para peças que poderiam ser produzidas de forma mais rápida, mais barata e com a mesma precisão em uma robusta máquina CNC de 3 eixos.
Como fabricante dedicado de máquinas de precisão,-desde indexadores de came até peças de automação complexas,-acreditamos na escolha da ferramenta certa para o trabalho.
O que é usinagem CNC de 3 eixos?
A usinagem CNC de 3 eixos é um processo subtrativo que remove material de uma peça fixa. Você pode pensar desta forma: a peça de trabalho é fixada na base da máquina e a ferramenta de corte normalmente gira de 3.000 a 20,000+ RPM, movendo-se ao longo de três planos lineares.
Eixo-X: movimento para a esquerda-para a direita.
Eixo-Y: movimento-e-para frente.
Eixo-Z: movimento para cima-e{2}}para baixo.
Numa configuração de 3 eixos, a ferramenta não pode inclinar; ele permanece sempre perpendicular à peça de trabalho. Isso proporciona rigidez e estabilidade superiores. Além disso, como a máquina tem menos juntas móveis do que um centro de usinagem de 5 eixos, ela normalmente pode executar cortes mais pesados com menos vibração ou trepidação, resultando em acabamentos superficiais superiores em características planas.
Por que 3 eixos é a escolha mais fácil?
Para a maioria das peças mecânicas, a usinagem de 3 eixos é a melhor opção. A Hansheng Automation explicará isso detalhadamente a partir de três aspectos: economia, precisão e soluções rápidas de fixação de peças.
Economia
Devido à sua natureza menos complexa em comparação com a usinagem CNC de 4-eixos e 5-eixos, seu custo é relativamente menor. Do ponto de vista da tendência do mercado, os custos de aquisição e manutenção de máquinas de 3 eixos são inferiores aos de máquinas multieixos. Além disso, o tempo de programação para CAM (Manufatura Assistida por Computador) é significativamente reduzido, o que reduz os custos de mão de obra. Por exemplo, ao usinar um lote de tampas finais de alumínio ou placas de montagem de aço, usar um centro de usinagem de 3 eixos significa que você não precisa pagar por tecnologia desnecessária.
Precisão posicional para recursos planos
A usinagem de 3-eixos pode lidar perfeitamente com peças que exigem alta planicidade e furos perfeitamente perpendiculares. Tomemos como exemplo a fabricação de uma caixa de engrenagens. As superfícies de contato devem ser absolutamente planas para garantir uma vedação à prova de óleo. A operação rígida de fresamento frontal de 3 eixos proporciona o acabamento superficial mais plano, garantindo que nossas caixas de engrenagens planetárias operem sem vazamentos.
Soluções rápidas de fixação de peças
A fixação do trabalho é mais rápida na usinagem de 3{3}}eixos. Usando tornos padrão ou mesas de vácuo, podemos trocar peças em segundos. Isso permite uma produção de alto volume com tempo de inatividade mínimo.
Limitações dos sistemas de 3 eixos
Limitações da usinagem de 3 eixos As vantagens da usinagem de 3 eixos mencionadas acima não significam que ela seja uma panacéia para todas as peças; precisamos entender suas limitações.
Cortes inferiores
Devido à aresta de corte reta-para baixo (eixo Z-), ela não pode usinar áreas localizadas sob flanges ou saliências.
Várias configurações
Se sua peça tiver recursos na lateral (como furos laterais em um manifold), o operador deverá parar manualmente a máquina, soltar as braçadeiras, girar a peça 90 graus e, em seguida,-refixá-la.
Nota: Existe um pequeno risco de erro de tolerância cumulativo com cada movimento da peça. Para geometrias extremamente complexas, recomendamos serviços de 4 ou 5 eixos.
Aplicações industriais: Onde usamos sistemas de 3 eixos?
Equipamentos de automação e embalagem
Em nossa análise de Máquinas Automáticas de Embalagem Encolhível, destacamos a necessidade de componentes estruturais robustos.
Suportes de motor e placas de base: essas placas de aço-para serviço pesado exigem padrões de furo precisos para alinhar o motor com o eixo de transmissão.. 3-os ciclos de perfuração do eixo garantem a precisão posicional de furo-a-furo até o nível do micrômetro.
Trilhos transportadores: os trilhos de alumínio longos e retos usados nas Flow Wrappers são usinados em nossa grande fresadora de-mesa de 3-eixos para garantir um movimento suave e sem atolamentos do filme.
Componentes de transmissão de energia
Embora as engrenagens internas da caixa de engrenagens planetárias possam exigir fresamento de engrenagens, os corpos da carcaça e os flanges de entrada/saída são os melhores candidatos para torneamento e fresamento de 3 eixos.
Hardware de precisão geral
Desde dissipadores de calor para dispositivos eletrônicos até gabaritos de ferramentas personalizados usados em linhas de montagem.
Versatilidade de materiais
Um dos pontos fortes da usinagem de 3 eixos é a sua capacidade de lidar com praticamente qualquer material rígido.
Alumínio (6061/7075)
Ideal para usinagem-de alta velocidade. Produzimos suportes aeroespaciais leves e componentes de braços robóticos.
Aço inoxidável (304/316)
Requer máquinas rígidas para evitar trabalho-endurecido. Perfeito para peças de máquinas de embalagem-de qualidade alimentar.
Plásticos de Engenharia (POM/Delrin)
Usado para blocos guia de baixo-atrito em sistemas de automação.
Dicas de Design para Fabricação (DFM) para 3 Eixos
Quer reduzir seus custos com CNC? Projete suas peças com o processo de 3 eixos em mente. Aqui estão algumas dicas do nosso andar de engenharia:
Evite bolsos profundos e estreitos
Ferramentas longas vibram. Tente manter a profundidade do bolsão inferior a 4x o diâmetro da ferramenta.
Adicionar filetes (raio) aos cantos internos
Uma ferramenta giratória redonda não pode cortar um canto quadrado perfeito. Adicionar um raio permite que a ferramenta se mova continuamente sem parar, melhorando o acabamento superficial.
Limitar alterações de configuração
Tente projetar recursos em apenas uma ou duas faces da peça. Quanto menos vezes tivermos que virar a peça, mais barato será fabricá-la.
Por que fazer parceria com a Hansheng Automation?
Nós não apenas “cortamos metal”. Fornecemos soluções de fabricação projetadas.
Se você precisa de um protótipo para um novo invólucro Cam Indexer ou de uma série de 5.000 unidades de suportes para máquinas de embalagem, nossa equipe analisa seus dados CAD para selecionar o processo mais eficiente. Se uma peça puder ser feita em uma máquina de 3 eixos para economizar dinheiro sem comprometer a qualidade, é isso que recomendaremos.
Precisão: Tolerâncias tão restritas quanto ± 0,005 mm.
Capacidade: desde protótipos únicos até produção-de alto volume.
Integração: podemos usinar as peças e até mesmo montá-las em sub-unidades (como caixas de engrenagens ou mesas rotativas)-internamente.
Pronto para otimizar sua produção?
Envie seus desenhos hoje. Deixe que nossos engenheiros revisem seu projeto quanto à compatibilidade de 3 eixos e forneçam um orçamento competitivo em 24 horas.
Perguntas frequentes
P: Qual é a rugosidade superficial padrão que você pode obter com a usinagem CNC de 3 eixos?
R: Para ligas de alumínio e peças de aço, o padrão de{0}}rugosidade da superfície usinada normalmente fica entre Ra 1,6 μm e 3,2 μm. Usando fresas de facear de alta-precisão e passes finos, podemos atingir Ra 0,8μm ou melhor em superfícies de contato vedadas (como interfaces de caixa de engrenagens). Se for necessário um acabamento espelhado, recomendamos adicionar etapas de pós-processamento, como polimento ou anodização.
P: Como o 3-Axis só pode cortar perpendicularmente, como ele usina superfícies angulares?
R: Este é um equívoco comum. Embora o eixo da ferramenta não possa ser inclinado, podemos usar a tecnologia de fresamento de superfície 3D, empregando fresas de topo -de ponta esférica, para realizar cortes escalonados-extremamente finos para "ajustar" superfícies inclinadas ou curvas. Embora seja um pouco mais lento que o fresamento lateral de 5{6}}eixos, é uma alternativa altamente econômica para peças curvas complexas que não exigem produção em massa frequente.
P: Por que minha cotação de peça de 3 eixos é maior do que o esperado? Quais são os principais direcionadores de custos?
R: Mesmo para usinagem de 3 eixos, os recursos de projeto impactam significativamente os custos.
Bolsos profundos
Cavidades com profundidade superior a 5 vezes o diâmetro da ferramenta requerem ferramentas especialmente longas e as velocidades de corte devem ser reduzidas para evitar vibração da ferramenta.
Raio interno pequeno
Se você projetar um canto interno com um raio de 0,5 mm, precisará usar ferramentas extremamente finas para limpar cantos, o que consome muito-tempo. Recomenda-se maximizar o Raio do Canto.
Tolerâncias rigorosas
Uma tolerância global de +/- 0.01mm custará várias vezes mais do que +/- 0.1mm. Recomenda-se especificar tolerâncias restritas apenas em locais críticos de acoplamento (de acordo com a ISO 2768).
Referências
Oberg, E., Jones, FD, et al. (2020). Manual de Máquinas (31ª Edição). Imprensa Industrial.
ISO 2768-1:1989. Tolerâncias gerais - Parte 1: Tolerâncias para dimensões lineares e angulares sem indicações de tolerância individuais. Organização Internacional de Padronização.