Việc lựa chọn đúng loại máy trong gia công CNC đa trục là một trong những quyết định quan trọng nhất. Nó quyết định khả năng chung của quy trình, các thiết kế khả thi và tổng chi phí. Gia công CNC 3 trục, 4 trục hay 5 trục là một cuộc tranh luận phổ biến và câu trả lời đúng phụ thuộc vào yêu cầu của dự án.
Hướng dẫn này sẽ xem xét những điều cơ bản về gia công CNC đa trục và so sánh gia công CNC 3 trục, 4 trục và 5 trục để hỗ trợ bạn đưa ra lựa chọn phù hợp.
Giới thiệu về gia công 3 trục
Trục chính di chuyển theo đường thẳng theo các hướng X, Y và Z và phôi cần các đồ gá giữ nó trong một mặt phẳng. Có thể vận hành trên nhiều mặt phẳng trong các máy móc hiện đại. Nhưng chúng cần các đồ gá đặc biệt, hơi tốn kém để chế tạo và cũng tốn nhiều thời gian.
Tuy nhiên, cũng có một số hạn chế đối với những gì CNC 3 trục có thể làm. Nhiều tính năng không khả thi về mặt kinh tế, mặc dù giá tương đối của CNC 3 trục, hoặc đơn giản là không thể. Ví dụ, máy 3 trục không thể tạo các tính năng góc cạnh hoặc bất kỳ thứ gì nằm trên hệ tọa độ XYZ.
Ngược lại, máy 3 trục có thể tạo ra các đặc điểm cắt xén. Tuy nhiên, chúng cần một số điều kiện tiên quyết và máy cắt đặc biệt như máy cắt rãnh chữ T và máy cắt đuôi chim. Việc đáp ứng các yêu cầu này đôi khi có thể làm tăng giá và đôi khi việc lựa chọn giải pháp phay CNC 4 trục hoặc 5 trục trở nên khả thi hơn.
Giới thiệu về gia công 4 trục
Gia công 4 trục tiên tiến hơn so với gia công 3 trục. Ngoài chuyển động của dụng cụ cắt trên mặt phẳng XYZ, chúng còn cho phép phôi quay trên trục Z. Làm như vậy có nghĩa là phay 4 trục có thể hoạt động trên tối đa 4 mặt mà không cần bất kỳ yêu cầu đặc biệt nào như đồ gá hoặc dụng cụ cắt riêng.
Như đã nêu trước đó, trục bổ sung trên các máy này làm cho chúng khả thi hơn về mặt kinh tế đối với một số trường hợp mà máy 3 trục có thể hoàn thành công việc, nhưng với các yêu cầu đặc biệt. Chi phí bổ sung cần thiết để tạo ra các đồ gá và dụng cụ cắt phù hợp trên 3 trục vượt quá chênh lệch chi phí chung giữa máy 4 trục và 3 trục. Do đó, chúng trở thành lựa chọn khả thi hơn cho một số dự án.
Hơn nữa, một khía cạnh quan trọng khác của phay 4 trục là chất lượng tổng thể. Vì những máy này có thể hoạt động trên 4 mặt cùng một lúc nên không cần phải định vị lại phôi trên đồ gá. Do đó, giảm thiểu khả năng xảy ra lỗi của con người và cải thiện độ chính xác tổng thể.
Ngày nay, có hai loại gia công CNC 4 trục: liên tục và lập chỉ mục.
Gia công liên tục cho phép dụng cụ cắt và phôi di chuyển cùng lúc. Điều này có nghĩa là máy có thể cắt vật liệu trong khi nó đang quay. Do đó, làm cho các cung và hình dạng phức tạp như hình xoắn ốc trở nên rất dễ gia công.
Ngược lại, gia công lập chỉ mục hoạt động theo từng giai đoạn. Công cụ cắt dừng lại khi phôi bắt đầu quay quanh mặt phẳng Z. Điều này có nghĩa là máy lập chỉ mục không có cùng khả năng vì chúng không thể tạo ra các cung và hình dạng phức tạp. Lợi ích duy nhất là phôi hiện có thể được gia công trên 4 mặt khác nhau mà không cần bất kỳ đồ gá đặc biệt nào cần thiết trong máy 3 trục.
Giới thiệu về gia công 5 trục
Gia công 5 trục đưa mọi thứ tiến xa hơn một bước và cho phép xoay trên hai mặt phẳng. Xoay nhiều trục này cùng với khả năng di chuyển theo ba hướng của dụng cụ cắt là hai phẩm chất không thể thiếu giúp những máy này có thể xử lý những công việc phức tạp nhất.
Có hai loại gia công CNC 5 trục có sẵn trên thị trường. Gia công 3+2 trục và gia công 5 trục liên tục. Cả hai đều hoạt động trên mọi mặt phẳng nhưng loại trước có cùng hạn chế và nguyên lý hoạt động như máy 4 trục lập chỉ mục.
Gia công CNC 3+2 trục cho phép xoay độc lập với nhau nhưng hạn chế việc sử dụng cả hai mặt phẳng tọa độ cùng một lúc. Ngược lại, gia công liên tục 5 trục không đi kèm với những hạn chế như vậy. Do đó, cho phép kiểm soát vượt trội và khả năng gia công thuận tiện các hình học phức tạp nhất.
Sự khác biệt chính giữa gia công CNC 3, 4, 5 trục
Hiểu được sự phức tạp và hạn chế của loại gia công CNC là điều cần thiết để đảm bảo sự cân bằng tốt nhất giữa chi phí, thời gian và chất lượng của quy trình.
Như đã nêu trước đó, nhiều dự án sẽ tốn kém hơn khi sử dụng máy phay 3 trục tiết kiệm vì những phức tạp liên quan đến đồ gá và quy trình. Tương tự như vậy, chỉ cần lựa chọn máy phay 5 trục cho mọi dự án sẽ đồng nghĩa với việc chống gián bằng súng máy. Nghe có vẻ không hiệu quả, đúng không?
Đó chính xác là lý do tại sao việc hiểu được những khác biệt chính giữa gia công 3 trục, 4 trục và 5 trục là điều cần thiết. Làm như vậy có thể đảm bảo rằng loại máy tốt nhất được lựa chọn cho bất kỳ dự án cụ thể nào mà không ảnh hưởng đến các thông số chất lượng cần thiết.
Sau đây là 5 điểm khác biệt chính giữa các loại gia công CNC.
Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý hoạt động của tất cả các máy gia công CNC đều giống nhau. Dụng cụ cắt được máy tính hướng dẫn xoay quanh phôi để loại bỏ vật liệu. Hơn nữa, tất cả các máy CNC đều sử dụng M-Code hoặc G-Code để giải mã chuyển động của dụng cụ so với phôi.
Sự khác biệt nằm ở khả năng bổ sung để xoay quanh các mặt phẳng khác nhau. Cả phay CNC 4 trục và 5 trục đều cho phép xoay quanh các tọa độ khác nhau và chất lượng này dẫn đến việc tạo ra các hình dạng phức tạp hơn một cách tương đối dễ dàng.
Độ chính xác & Độ chính xác
Gia công CNC được biết đến với độ chính xác và dung sai thấp. Tuy nhiên, loại CNC ảnh hưởng đến dung sai cuối cùng của sản phẩm. CNC 3 trục, mặc dù rất chính xác, sẽ có nhiều khả năng xảy ra lỗi ngẫu nhiên hơn do việc định vị lại phôi liên tục. Đối với hầu hết các ứng dụng, biên độ sai số này là không đáng kể. Tuy nhiên, đối với các ứng dụng nhạy cảm liên quan đến các ứng dụng hàng không vũ trụ và ô tô, ngay cả độ lệch nhỏ nhất cũng có thể gây ra sự cố.
Cả gia công CNC 4 trục và 5 trục đều không có vấn đề đó vì chúng không cần bất kỳ sự định vị lại nào. Chúng cho phép cắt trên nhiều mặt phẳng trên một đồ gá duy nhất. Hơn nữa, điều quan trọng cần lưu ý là đây cũng là nguồn duy nhất gây ra sự khác biệt về chất lượng gia công 3 trục. Ngoài ra, chất lượng tổng thể về độ chính xác và độ tin cậy vẫn như vậy.
Ứng dụng
Thay vì ứng dụng trên toàn ngành, sự khác biệt về loại CNC liên quan đến bản chất của sản phẩm. Ví dụ, sự khác biệt giữa các sản phẩm phay 3 trục, 4 trục và 5 trục sẽ dựa trên độ phức tạp chung của thiết kế chứ không phải bản thân ngành.
Một bộ phận đơn giản cho ngành hàng không vũ trụ có thể được phát triển trên máy 3 trục trong khi một bộ phận phức tạp cho bất kỳ ngành nào khác có thể yêu cầu sử dụng máy 4 trục hoặc 5 trục.
Chi phí
Chi phí là một trong những điểm khác biệt chính giữa phay CNC 3, 4 và 5 trục. Máy 3 trục tự nhiên tiết kiệm hơn khi mua và bảo trì. Tuy nhiên, chi phí sử dụng chúng phụ thuộc vào các yếu tố như đồ gá và khả năng sẵn có của người vận hành. Trong khi chi phí phát sinh cho người vận hành vẫn như vậy trong trường hợp máy 4 trục và 5 trục, đồ gá vẫn chiếm một phần đáng kể trong chi phí.
Mặt khác, gia công 4 và 5 trục tiên tiến hơn về mặt công nghệ và có nhiều tính năng tốt hơn. Do đó, chúng đắt hơn. Tuy nhiên, chúng mang lại nhiều khả năng và là lựa chọn khả thi trong nhiều trường hợp đặc biệt. Một trong số chúng đã được thảo luận trước đây, trong đó thiết kế về mặt lý thuyết có thể thực hiện được với máy 3 trục sẽ cần rất nhiều đồ gá tùy chỉnh. Do đó làm tăng tổng chi phí và khiến gia công 4 trục hoặc 5 trục trở thành lựa chọn khả thi hơn.
Thời gian dẫn
Khi nói đến thời gian hoàn thành chung, máy 5 trục liên tục cung cấp kết quả tổng thể tốt nhất. Chúng có thể xử lý ngay cả những hình dạng phức tạp nhất trong thời gian ngắn nhất vì không có điểm dừng và gia công một bước.
Máy 4 trục liên tục xuất hiện sau đó vì chúng cho phép quay theo một trục và chỉ có thể xử lý các đặc điểm góc phẳng cùng một lúc.
Cuối cùng, máy CNC 3 trục có thời gian chờ dài nhất vì quá trình cắt diễn ra theo từng giai đoạn. Hơn nữa, những hạn chế của máy 3 trục có nghĩa là sẽ có rất nhiều lần định vị lại phôi, điều này sẽ làm tăng thời gian chờ chung cho bất kỳ dự án nào.
Phay 3 trục, 4 trục hay 5 trục, loại nào tốt hơn?
Trong sản xuất, không có phương pháp nào tốt hơn tuyệt đối hay giải pháp phù hợp cho mọi trường hợp. Lựa chọn đúng đắn phụ thuộc vào sự phức tạp của dự án, ngân sách chung, thời gian và yêu cầu về chất lượng.
3 trục so với 4 trục so với 5 trục, tất cả đều có ưu và nhược điểm. Đương nhiên, 5 trục có thể tạo ra hình học 3D phức tạp hơn, trong khi 3 trục có thể nhanh chóng và nhất quán tạo ra các phần đơn giản hơn.
Tóm lại, không có câu trả lời cho câu hỏi phương pháp nào là lựa chọn tốt hơn. Bất kỳ phương pháp gia công nào mang lại sự cân bằng hoàn hảo giữa chi phí, thời gian và kết quả sẽ là lựa chọn lý tưởng cho một dự án cụ thể.
Đọc thêm: Phay CNC so với tiện CNC: Lựa chọn nào là phù hợp
Bắt đầu dự án của bạn với dịch vụ gia công CNC của Guansheng
Đối với bất kỳ dự án hoặc doanh nghiệp nào, đối tác sản xuất phù hợp có thể tạo nên sự khác biệt giữa thành công và thất bại. Sản xuất là một phần không thể thiếu của quá trình phát triển sản phẩm và những lựa chọn đúng đắn trong giai đoạn đó có thể góp phần rất lớn vào việc biến sản phẩm thành hiện thực. Guangsheng là lựa chọn sản xuất lý tưởng cho mọi tình huống vì luôn kiên trì cung cấp những sản phẩm tốt nhất với tính nhất quán cao nhất.
Được trang bị cơ sở vật chất hiện đại và đội ngũ giàu kinh nghiệm, Guangsheng có thể xử lý mọi loại công việc gia công 3 trục, 4 trục hoặc 5 trục. Với các biện pháp kiểm tra chất lượng nghiêm ngặt, chúng tôi có thể đảm bảo các bộ phận cuối cùng đáp ứng mọi loại kiểm tra chất lượng mà không có sai sót.
Hơn nữa, điều làm Guangsheng trở nên khác biệt là thời gian hoàn thành nhanh nhất và giá cả cạnh tranh nhất trên thị trường. Hơn nữa, quy trình cũng được tối ưu hóa để tạo điều kiện thuận lợi cho khách hàng. Chỉ cần tải thiết kế lên để có được phân tích DFM toàn diện và báo giá ngay lập tức để bắt đầu.
Tự động hóa và các giải pháp trực tuyến là chìa khóa cho tương lai của sản xuất và Guangsheng hiểu điều đó. Đó là lý do tại sao mọi thứ bạn cần để có kết quả tốt nhất chỉ cách bạn một cú nhấp chuột.
Phần kết luận
Tất cả các loại CNC 3, 4 và 5 trục đều khác nhau và mỗi loại đều có điểm mạnh hoặc điểm yếu riêng. Tuy nhiên, lựa chọn đúng đắn phụ thuộc vào các yêu cầu riêng biệt của một dự án và nhu cầu của nó. Không có lựa chọn đúng đắn nào trong sản xuất. Cách tiếp cận đúng đắn là tìm ra sự kết hợp tối ưu nhất giữa chất lượng, chi phí và thời gian. Cả ba loại CNC đều có thể cung cấp dựa trên các yêu cầu của một dự án cụ thể.
Thời gian đăng: 29-11-2023