Heeft dit onderdeel 5-assige of 3-assige bewerking nodig? Geometrie, opspanningen, kosten en levertijd

Sluit 5-assige bewerking uit wanneer elk kenmerk in een of twee oriëntaties bereikbaar is

Een vaste 3-assige opspanning kan het gereedschap of het werkstuk niet heroriënteren, dus elk kenmerk buiten de bereikbare oriëntaties dwingt tot een herspanning of een machine met rot-as¹⁵. Als elk kenmerk in een of twee oriëntaties bereikbaar is, voegt de rotairmogelijkheid niets toe aan het onderdeel⁴.

De geometriecondities die bronnen consequent noemen als reden voor 5-assige bewerking zijn samengestelde-hoekkenmerken, ondersnijdingen die alleen vanuit meerdere richtingen bereikbaar zijn, niet-orthogonale vlakken en gaten, diepe holtes, waaier- en schoepgeleidingen. En doorlopend gebeeldhouwde vlakken die een kanteling van de gereedschapsas vereisen^13415161930.

Voor een prismatisch onderdeel dat in twee opspanningen of minder klaar is en geen cross-face GD&T kent, wordt 3-assige bewerking beschreven als aanzienlijk kosteneffectiever en sneller¹⁹.

Toets uw tekening aan die lijst voordat u om een 5-assige offerte vraagt: als geen van die condities aanwezig is, koopt u met de 5-assige toeslag capaciteit die het onderdeel niet gebruikt⁴²².

Kies tussen geïndexeerde 3+2 en gelijktijdige 5-assige bewerking

Geïndexeerde 3+2 vergrendelt de twee rotatieassen vóór het frezen en bewerkt daarna als een 3-assige machine onder die hoek, waarmee schuine gaten, hellende zakken en meervlaks onderdelen bereikbaar zijn³¹⁵.

Gelijktijdige 5-assige bewerking beweegt alle vijf assen tijdens de snede, en dat is wat doorlopend gekromde vlakken, waaierschoepen, turbineprofielen en gebeeldhouwde implantaten in één gereedschapspad bewerkbaar maakt¹⁵¹⁹.

Het scheidingscriterium is of de gereedschapsas moet veranderen terwijl het gereedschap in de snede is: zo niet, dan wordt geïndexeerde positionering vaak beschreven als de meest kosteneffectieve route¹⁵¹⁶. Voor veel precisieonderdelen levert 3+2 dezelfde dimensionale nauwkeurigheid als gelijktijdige 5-assige bewerking, met kortere programmeertijd en lagere productiekosten¹⁶.

Als alle kenmerken via geïndexeerde positionering bereikbaar zijn, biedt doorlopende 5-assige beweging vaak weinig extra waarde¹⁶. Vraag uw leverancier welke van de twee werkwijzen de offerte veronderstelt, omdat dezelfde 5-assige machine beide kan uitvoeren³.

Controleer of cross-face tolerantie en datumcontinuïteit één enkele opspanning afdwingen

Elke herspanning verschuift het datum licht, dus een tekening die waarheidspositie of profiel over meerdere vlakken koppelt, is de reden dat eenzaamspannings-5-assige bewerking wordt verkozen, zelfs wanneer de geometrie alleen dat niet zou vereisen¹⁷¹⁹.

Waar twee of meer kritieke vlakken waarheidspositie of profiel over datums heen vereisen, of waar GD&T meerdere vlakken aan elkaar koppelt, wijzen de bronnen op 3+2 of gelijktijdige 5-assigheid en bevelen ze een enkel-datumstrategie aan om opspanningsstapeling door herspanning te vermijden¹⁹.

Strakkere toleranties en gladdere oppervlakken profiteren ook van 5-assige bewerking, omdat het gereedschap een optimale snijhoek kan aanhouden met minder opspanningen⁴. Een 3-assige route doorbreekt de datumkoppeling bij elke herspanning, wat verklaart waarom meeropspanningsoffertes moeite hebben om cross-face callouts vast te houden¹⁷²².

Markeer vóór vrijgave van de tekening welke toleranties daadwerkelijk over vlakken heen lopen; die bepalen, niet het aantal kenmerken, of een 3-assige offerte met meerdere opspanningen het onderdeel kan vasthouden¹⁹.

Tel de oriëntaties die een 3-assige route nodig heeft en prijs de opspanningslast in

Meer oriëntaties betekenen meer hulpmiddelen, meer herspanningen en meer inspectie tijdens het proces, en dat zijn precies de kosten waartegen het hogere 5-assige uurtarief wordt afgewogen¹⁷²²²³. Tel ze vóór u machineprijzen vergelijkt.

• ✓Noteer elk vlak met een bewerkingskenmerk en de oriëntatie die nodig is om het te bereiken.
• ✓Tel de opspanningen die een 3-assige route zou nodig hebben; vier opspanningen is het cijfer dat één bron meldt voor een complex onderdeel.
• ✓Reken bij elke extra opspanning de fabricage van hulpmiddelen en de herspanningstijd mee.
• ✓Reken na elke herspanning inspectie tijdens het proces mee, waar cross-face toleranties gelden.
• ✓Vergelijk de totale onderdeelkosten, niet de machineuurtarieven, tussen de twee routes.

Beoordeel of volume en complexiteit het onderdeel op het punt plaatsen waar 5-assige totaalkosten kunnen winnen

5-assige uurtarieven worden hoger gerapporteerd dan 3-assige, maar bij complexe onderdelen kunnen minder opspanningen, minder hulpmiddelen en minder uitval die tarieftoeslag compenseren^3222324. Grote series van eenvoudige onderdelen passen bij 3-assige bewerking, die cyclustijden kort houdt en geavanceerde CAM-software en hoogopgeleide operators overbodig maakt⁴²².

Complexe onderdelen in kleine tot middelgrote series passen bij 5-assige bewerking, die opspanningstijd verkort en herhaalbaarheid verhoogt⁴²². Het break-evenpunt hangt af van de specifieke geometrie en het productievolume, en geen enkele bron geeft een numerieke drempel²².

Vraag uw leverancier beide routes te offeren op dezelfde tekening en dezelfde hoeveelheid, en vergelijk dan de totalen in plaats van de tarieven³.

Beoordeel of 5-assige bewerking de geofferde levertijd verkort of verlengt

Minder opspanningen verkorten handling- en opspanningstijd bij complexe onderdelen, maar de levertijd wordt ook bepaald door gereedschaps- en hulpmiddelenfabricage, materiaalbevoorrading, wachttijd, secundaire afwerking en nabewerking⁴⁵²⁸. Een werkplaats met alleen 3-assige machines zou meerdere opspanningen met maatgemaakte hulpmiddelen nodig hebben, wat de programmering, de opspanning en de totale productietijd vergroot²⁸.

Voor een eenvoudig onderdeel kan de opspanning op een 3-assige machine feitelijk sneller zijn dan op een 5-assige machine⁴. Machinetijd is slechts één deel van de levertijd, dus een kortere cyclus verkort niet op zichzelf de offerte⁵.

Vraag bij het vergelijken van levertijden de leverancier de offerte op te splitsen in programmering, hulpmiddelenfabricage, bewerking, afwerking en inspectie, en de veronderstelde wachtrijpositie te vermelden⁵²⁸.

Controleer of een alternatief proces de 5-assige eis wegneemt

Geïndexeerde 3+2 is het belangrijkste alternatief dat de noodzaak van gelijktijdige 5-assige bewerking bij schuine en meervlaks kenmerken kan wegnemen. En het wordt vaak beschreven als de meest kosteneffectieve route wanneer er geen doorlopend gekromd vlak aanwezig is³¹⁵¹⁶.

Gieten en metaal-injectiegieten zijn een andere route met een eigen profiel voor tolerantie, volume en levertijd, en nabewerking is gebruikelijk voor kenmerken met strakke toleranties²⁹. De belangrijkste vraag is of het onderdeel überhaupt 5-assige bewerking nodig heeft, of dat 3-assige of 3+2 het vereiste resultaat tegen lagere kosten kan bereiken³⁰.

Heeft uw onderdeel schuine gaten of niet-orthogonale vlakken maar geen doorlopende kromming, vraag dan een 3+2-offerte voordat u voor gelijktijdige 5-assige bewerking kiest¹⁵¹⁶.

Controleer of de 5-assige leverancier het werk kan certificeren en inspecteren

Een capaciteitsclaim is geen bewijs dat de werkplaats het onderdeel kan documenteren. Deze controles dekken de administratie achter een 5-assige offerte af.

• ✓Vraag welke certificeringen de werkplaats heeft, zoals ISO 9001 of AS9100D wanneer het onderdeel die vereist.
• ✓Vraag of ITAR-registratie van toepassing is op uw tekening en wie toegang krijgt tot de gegevens.
• ✓Vraag een FAI-pakket aan voor een nieuw onderdeel, een gewijzigde revisie, een gewijzigd materiaal of een nieuw hulpmiddel.
• ✓Bepaal welke kenmerken CMM-meting nodig hebben en welke steekproefsgewijs kunnen worden gecontroleerd.
• ✓Bevestig welke inspectiegegevens u ontvangt voordat het materiaal wordt verspaand.

Waar de bronnen het oneens zijn over de kosten van 5-assige bewerking

Beide standpunten hieronder worden gerapporteerd, en de bronnen lossen niet op welke op uw onderdeel van toepassing is. De laatste kolom vertelt u wat u moet verifiëren.

Wat de bronnen niet aantonen

• Geen enkele bron geeft een kwantitatieve geometrische drempel (hoek, ondersnijdingsdiepte of aspectratio) waarop 3-assige bewerking onmogelijk wordt.
• Geen enkele bron geeft specifieke tolerantie- of Ra/Rz-waarden die met 3-assige herpositionering niet haalbaar zijn.
• Geen enkele bron geeft een numeriek volume- of seriegrootte-break-evenpunt voor 5-assig versus 3-assig.
• Geen enkele bron geeft absolute machineuurtarieven of kostenfiguren voor programmering en opspanning voor 3-assig versus 5-assig.
• Geen enkele bron geeft een geofferde levertijdvergelijking 3-assig versus 5-assig die programmering, hulpmiddelenfabricage, machinebeschikbaarheid en wachttijd meeneemt.
• Geen enkele bron vergelijkt EDM, smeden of additieve productie als alternatieven voor 5-assige bewerking.
• Geen enkele bron geeft 5-assig-specifieke machinenauwkeurigheid of tolerantiespecificaties, of NADCAP-vereisten.
• Geen enkele bron geeft een algemene regel voor het tellen van de vereiste onderdeeloriëntaties voor een willekeurig onderdeel.