5osé vs 3osé vs EDM pro složité formy: která geometrie odůvodňuje příplatek

Vylučte 5osé obrábění, když prvky formy leží na jedné nebo dvou plochách

Začněte počítáním orientací, které vaše dutina formy skutečně potřebuje. Je-li každý prvek dostupný z jedné či dvou orientací, 3osé obrábění může stačit a 5osé pouze přidává náklady bez přidané hodnoty¹.

Důvodem je obchodní, nikoli konstrukční: 5osé stroje jsou dražší na pořízení, naprogramování i provoz. Také práce v CAM je složitější, takže příplatek se promítá do ceny součásti i tehdy, když geometria extra osy nikdy nepotřebovala⁶.

Jedno porovnání obou cest říká tutéž věc přímo — 5osé obrábění je u jednoduchých dílů pomalejší kvůli režii programování, zatímco 3osé je tam rychlejší¹⁷. To neznamená, že je 5osé obrábění špatný proces.

Znamená to, že jde o proces, který je třeba přizpůsobit konkrétní práci. Forma, jejíž dutina je prizmatická, jejíž stěny jsou kolmé a jejíž otvory leží v jedné rovině, je případ, kdy je 3osé obrábění pravděpodobně nejefektivnější a nejekonomičtější volba²⁴.

Specifikujete-li takovou formu, požádejte dílnu nejprve o nabídku na 3osé obrábění a jakoukoli položku pro 5osé obrábění posuzujte prvek po prvku.

Najděte prvky, které vyžadují více upnutí

Podnětem pro 5osé obrábění je geometrie, ke které nelze dosáhnout z pevné orientace. Zdroje ukazují na šikmé prvky, podřezy a složité organické tvary.

Volně tvarované plochy, hluboké dutiny nebo prvky, které vyžadují plynulé měnění úhlu nástroje během řezání, vás tlačí k simultánnímu 5osému obrábění¹¹⁹. 3osý stroj obvykle potřebuje více upnutí, aby se dostal na různé strany součásti, zatímco 5osý může v jednom upnutí obrobit až pět stěn¹⁷.

Každé z těchto upnutí při 3osém obrábění je místem, kde do hry vstupuje chyba. Každé přesazení do upínače zavádí polohovou chybu danou tolerancí upínače a seřízením obsluhy a jeden zdroj uvádí hodnotu na upnutí přibližně ±0,02–0,05 mm, přičemž součet chyb přes několik upnutí může překročit 0,1 mm²⁵.

Berte tato čísla jako orientační, nikoli jako zaručenou schopnost — pocházejí z jediného vydavatele a žádný zdroj v této sadě neuvádí absolutně dosažitelnou toleranci pro jednotlivé procesy. S čím se zdroje shodují, je směr: obrábění v jednom upnutí odstraňuje chybu z opakovaného upínání, kterou se hromadí víceupnutí 3osá práce¹⁷²⁴.

Otázka, kterou tedy položíte vlastnímu modelu formy, je, zda jsou prvky dutiny rozptýleny po různých plochách a úhlech. Pokud ano, skutečnou položkou, s níž porovnáváte náklady, je počet upnutí při 3osém obrábění, nikoli hodinová sazba.

Zvolte simultánní 5osé obrábění nebo indexované 3+2

Jakmile je 5osé obrábění na stole, rozhodněte, o jaký druh jde. Simultánní 5osé obrábění pohybuje všemi osami současně a je správnou volbou, když součást vyžaduje plynulý pohyb nástroje, složité volně tvarované plochy nebo prvky, které nelze obrobit z pevných orientací¹⁹.

Pokud lze všechny prvky dosáhnout indexovaným polohováním, 3+2 obrábění může dosáhnout požadované přesnosti jednodušším programováním a nižšími výrobními náklady. Jeden zdroj navíc uvádí, že v tomto případě dosahuje stejné rozměrové přesnosti jako simultánní 5osé obrábění¹⁹.

Tento rozdíl je pro kupujícího formy důležitý, protože jde o rozdíl mezi placením plynulého pohybu a placením stroje, který se pouze natočí na složený úhel a řeže. Než přijmete nabídku na simultánní 5osé obrábění, zeptejte se dílny, které prvky vaší dutiny skutečně vyžadují pohyb vektoru nástroje během řezání.

Pokud žádné, je třeba nacenit indexovanou cestu.

Zvažte kvalitu povrchu u hlubokých dutin proti navazujícímu ručnímu opracování

Hluboké úzké dutiny jsou místem, kde kvalita povrchu při 3osém obrábění degraduje natolik, že to změní rozhodnutí. Svislé vřeteno řezající hlubokou kapsu musí mít nástroj a držák zcela nad dnem dutiny, takže nástroj pracuje s dlouhým přesahem.

Průhyb nástroje s délkou přesahu prudce roste a když se objeví vibrace, musí obsluha snížit otáčky vřetena a posuv, aby se vyhnula stopám po vibracích, což kvalitu povrchu zhoršuje²¹. Naklonění vřetena nebo obrobku umožní dosáhnout téže stěny kratším a tužším nástrojem.

Jeden zdroj uvádí zlepšení z horší než Ra 3,2 µm při upnutí na 3osém stroji na Ra 0,4 µm při nakloněném 5osém upnutí, a to s menším následným ručním opracováním²¹. Dvojice těchto hodnot Ra je pozorování jediného zdroje za jeho vlastních zkušebních podmínek, nikoli schopnost, kterou lze zapsat do výkresu formy.

Kvalitativní závěr je ten, který je třeba přenést do RFQ: na plynule zakřivených plochách dokáže 5osé obrábění udržet stálý úhel nástroje po celou dobu řezání.

To zpravidla přináší rovnoměrnější povrch a méně stop po nástroji než průchody s pevnou orientací na 3osém stroji, přičemž na rovinných a prizmatických prvcích je 3osé obrábění stále zcela dostačující²³. Pokud je povrch stěn vaší dutiny skutečným požadavkem, uveďte to výslovně, aby dodavatelé nacenili proces a dokončovací operace, které požadavek skutečně splní²³.

Rozhodněte, kdy je správným procesem EDM

EDM je cesta pro geometrii, ke které se rotující nástroj nedostane, a obecně pro vodivý materiál — je omezeno na elektricky vodivé materiály, takže nevodivé práce jsou zadané¹¹. Kompromisy jsou reálné a měli byste je zahrnout do rozpočtu.

EDM odstraňuje materiál pomaleji než frézování, vyžaduje značnou přípravu a výrobu elektrody a samotná elektroda se opotřebovává a musí se vyměnit nebo znovu naostřit, což přidává provozní náklady a čas¹¹. Kvalita povrchu je část, která kupující formy nejčastěji překvapí.

EDM vytváří hladké povrchy, ale povrch není tak jemný jako po broušení nebo leštění a některé aplikace vyžadují další opracování, aby dosáhly požadované kvality povrchu¹¹. EDM zároveň zanechává místně tepelně ovlivněnou zónu a přetavenou vrstvu, jejíž tloušťka závisí na energii výboje a parametrech obrábění¹¹.

Nabídka na EDM tedy není cena hotové dutiny — zeptejte se, jaké ruční opracování nebo leštění následuje po výpalu a kdo ho provádí. Na druhé straně EDM řeže bez mechanických hran, takže zanechává povrchy bez otřepů a vyhýbá se deformaci při kontaktu nástroje, která otřepy způsobuje¹¹.

Výhodu v přesnosti berte jako směr, nikoli jako specifikaci

Argumentace přesnosti u 5osého obrábění stojí na odstranění upnutí, nikoli na přesnějším stroji. Zdroje připisují lepší rozměrovou stálost jednomu upnutí na 5osém stroji, protože chyba z opakovaného upínání mizí, a současné řízení orientace nástroje je popisováno jako způsob, jak minimalizovat součet tolerancí a geometrické odchylky¹⁷²⁴²⁵.

Na toto se můžete spolehnout, když prvky na různých plochách musí navzájem držet polohu. Co naopak udělat nelze, je uvádět číselné hodnoty chyby jako záruku.

Hodnota ±0,02–0,05 mm na upnutí a strop součtu chyb 0,1 mm pocházejí od jediného vydavatele bez testovacích dat²⁵ (údaj uvedený dodavatelem). Žádný zdroj v této sadě navíc nestanovuje absolutně dosažitelnou toleranci pro 5osé obrábění, 3osé obrábění ani EDM a neporovnává toleranci 5osého obrábění s tolerancí EDM²⁵.

Pokud má vaše forma toleranci, o níž závisí, zda součást funguje, uveďte tuto toleranci ve výkresu a nechte každého dodavatele uvést, jak ji bude držet a jak ji bude kontrolovat. Volba procesu vychází z jeho odpovědi, ne z pravidla z hlavy.

Ověřte, že dílna skutečně umí zadaný proces realizovat

Ne každá dílna má 5osé stroje a dodací lhůta se může prodlužovat podle kapacity strojů a poptávky⁶. Zdroje neuvádějí žádná data o pracovním prostoru, vřetenu ani velikosti bloku formy, takže kapacitu je nutné ověřit přímo u dodavatele, než se na nabídku spolehnete.

• ✓Zeptejte se, zda dílna vlastní kapacitu pro simultánní 5osé obrábění, nebo jen indexované stroje 3+2.
• ✓Ověřte, že velikost a hmotnost bloku formy odpovídají pracovnímu prostoru stroje — žádný zdroj v této sadě nepublikuje data o pracovním prostoru.
• ✓Zeptejte se, jak dílna po obrábění v jednom upnutí zkontroluje prvky na různých plochách vůči jednomu referenčnímu prvku.
• ✓Požadujte dodací lhůtu na CAM programování odděleně od času řezání, protože složitost programování může určovat termín dodání.
• ✓U každé EDM práce žádejte návrh elektrody a dobu její výroby jako samostatnou položku.
• ✓Zeptejte se, jaké ruční opracování nebo leštění následuje po řezání nebo výpalu a kdo ho provádí.

Kde se zdroje liší v názoru na dodací lhůtu

Zdroje nepodávají jednoznačnou odpověď na to, zda je 5osé obrábění rychlejší, protože odpověď závisí na geometrii. Obě stanoviska čtěte jako podmínky, nikoli jako rozpor, a nechte dílnu říci, do které podmínky vaše forma spadá.

Before you request a quote

• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.
• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.
• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.
• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.
• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.
• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.
• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.
• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.