5osé vs 3osé vs EDM pri komplexných formách: Ktorá geometria ospravdňuje príplatek

Vylúčte 5osé obrábanie, keď prvky formy ležia na jednej alebo dvoch plochách

Začnite spočítaním orientácií, ktoré dutina formy naozaj potrebuje. Ak je každý prvok dostupný z jednej alebo dvoch orientácií, môže stačiť 3osé obrábanie a 5osé iba pridáva náklady bez pridanej hodnoty¹.

Dôvodom je obchodný, nie konštrukčný: 5osé stroje sú drahšie na nákup, programovanie a prevádzku. CAM práca je navyše zložitejšia, takže príplatek sa prejaví do ceny súčiastky aj vtedy, keď geometria nikdy nevyžadovala ďalšie osi⁶.

Jedno porovnanie oboch ciest konštatuje to isté priamo — 5osé obrábanie je pri jednoduchých súčiastkách pomalšie kvôli nárokom na programovanie, zatiaľ čo 3osé je tam rýchlejšie¹⁷. To nespraví 5osé obrábanie zlého procesu.

Robí z neho proces, ktorý treba priradiť konkrétnej úlohe. Forma s prismatickou dutinou, s ortogonálnymi stenami a s otvormi v jednej rovine je prípad, v ktorom je 3osé obrábanie pravdepodobne najúčinnejšia a najekonomickejšia voľba²⁴.

Ak špecifikujete takúto formu, vyžiadajte od dielne najprv cenovú ponuku na 3osé obrábanie a každú položku pre 5osé obrábanie nechajte odôvodnit prvok po prvku.

Nájdite prvky, ktoré nútilia na viac nastavení

Podnetom pre 5osé obrábanie je geometria, ktorú nemožno dosiahnuť z pevnej orientácie. Zrazené prvky, podrezania a zložité organické tvary sú prípady, na ktoré zdroje poukazujú.

Aj plochy voľného tvaru, hlboké dutiny alebo prvky, pri ktorých sa musí uhol nástroja meniť priebežne počas rezu, posúvajú k simultánnemu 5osému obrábaniu¹¹⁹. 3osý stroj typicky potrebuje viac nastavení, aby sa dostal na rôzne strany súčiastky, zatiaľ čo 5osý môže obrobiť až päť strán v jednom nastavení¹⁷.

Každé z týchto 3osých nastavení je miestom, kde vzniká chyba. Každé opakované upnutie prináša polohovú chybu z tolerancie upínacieho príslušenstva a zo zladenia obsluhy a jeden zdroj uvádza hodnotu na jedno nastavenie približne ±0.02–0.05 mm, pričom kumulácia cez niekoľko nastavení môže prekročiť 0.1 mm²⁵.

Tieto čísla považujte za orientačné, nie za zaručenú schopnosť — pochádzajú od jedného vydavateľa a žiadny zdroj v tejto sade neuvádza absolútnu dosiahnuteľnú toleranciu podľa procesu. O čom sa zdroje zhodujú, je smer: obrábanie v jednom nastavení odstraňuje chybu opakovaného upínania, ktorá sa pri práci na 3osom stroji v jednotlivých nastaveniach hromadí¹⁷²⁴.

Otázku, ktorú treba položiť svojmu modelu formy, je teda, či sú prvky dutiny rozptýlené po plochách a uhloch. Ak áno, porovnávate v skutočnosti počet nastavení na 3osom stroji, nie hodinovú sadzbu.

Voľte medzi simultánnym 5osým obrábaním a indexovaným 3+2

Ak je 5osé obrábanie na stole, rozhodnite, o ktoré ide. Simultánne 5osé obrábanie pohybuje všetkými osami súčasne a je správna voľba, keď súčiastka vyžaduje plynulý pohyb nástroja, zložité plochy voľného tvaru alebo prvky, ktoré nemožno obrobiť z pevných orientácií¹⁹.

Ak sú všetky prvky dostupné cez indexované polohovanie, 3+2 obrábanie dosiahne požadovanú presnosť jednoduchším programovaním a nižšími výrobnými nákladmi. A jeden zdroj uvádza, že v tomto prípade dosahuje rovnakej dimenzionálnej presnosti ako simultánne 5osé obrábanie¹⁹.

Tento rozdiel má pre kupujúceho formu význam, pretože ide o rozdiel medzi platením za plynulý pohyb a platením za stroj, ktorý sa jednoducho natočí na kombinovaný uhol a reže. Skôr než prijmete cenovú ponuku na simultánne 5osé obrábanie, spýtajte sa dielne, ktoré prvky dutiny skutočne vyžadujú pohyb vektora nástroja počas rezu.

Ak je odpoveď žiadna, cenujte indexovanú cestu.

Porovnajte povrchovú úpravu hlbokej dutiny s ručným opracovaním, ktoré vytvára

Hlboké úzke dutiny sú miestom, kde povrchová úprava po 3osom obrábaní môže byť natoľko zlá, že zmení rozhodnutie. Zvislé vreteno, ktoré frézuje hlboký výrežok, musí nástroj a jeho držiak uvoľniť dostatočne vysoko nad dnom dutiny, takže nástroj pracuje s dlhým prevesením.

Príhyb nástroja rastie s dĺžkou preveseného ramena veľmi strmo a keď sa objaví chvenie, obrábač musí znížiť otáčky vretena a posuv, aby sa vyhnul stopám od chvenia, čo zhoršuje povrchovú úpravu²¹. Naklonenie vretena alebo súčiastky umožní kratšiemu a tuhšiemu nástroju dosiahnuť na tú istú stenu.

A jeden zdroj uvádza zlepšenie povrchovej úpravy z horšej než Ra 3.2 µm pri 3osom nastavení na Ra 0.4 µm pri naklonenom 5osom nastavení, s menším následným ručným opracovaním²¹. Tento pár Ra je pozorovanie jedného zdroja za jeho vlastných skúšobných podmienok, nie schopnosť, ktorú možno zapísať do výkresu formy.

Kvalitatívny bod je ten, ktorý treba preniesť do RFQ (žiadosť o ponuku): na plynulo zakrivených plochách dokáže 5osé obrábanie udržať konštantný uhol nástroja počas celého rezu.

To spravidla poskytuje rovnomernejšiu povrchovú úpravu a menej stopových čiar než prechody s pevnou orientáciou na 3osom stroji, pričom na rovných a prismatických prvkoch zostáva 3osé obrábanie úplne dostačujúce²³.

Ak je povrchová úprava na stenách dutiny skutočnou požiadavkou, uveďte to výslovne, aby dodávateľi uviedli v ponuke proces a kroky povrchovej úpravy, ktoré ju naozaj dosiahnu²³.

Rozhodnite, kedy je správny proces EDM

EDM je cesta pre geometriu, ku ktorej sa rotujúci nástroj nedostane, a všeobecne pre vodivý materiál — je obmedzené na elektricky vodivé materiály, takže práca z nevodivých materiálov je vylúčená¹¹. Kompromisy sú reálne a treba s nimi počítať v rozpočte.

EDM odstraňuje materiál pomalšie než frézovanie, vyžaduje značnú úvodnú prípravu a výrobu elektród a samotná elektróda sa opotrebuje a musí sa vymeniť alebo nabrúsiť, čo pridáva prevádzkové náklady a čas¹¹. Povrchová úprava je časť, ktorá kupujúcich foriem najčastejšie prekvapí.

EDM vytvára hladké povrchy, ale úprava nie je tak jemná ako pri brúsení alebo leštení a niektoré použitia vyžadujú ďalšie opracovanie, aby sa dosiahla požadovaná kvalita povrchu¹¹. EDM zároveň zanecháva lokálnu teplom ovplyvnenú zónu a preliatú vrstvu, ktorej hrúbka závisí od výbojovej energie a obrábaniacich parametrov¹¹.

Cenová ponuka na EDM teda nie je cena hotovej dutiny — spýtajte sa, aké ručné opracovanie alebo leštenie nasleduje po vypálení a kto ho vykoná. Na druhej strane EDM reže bez mechanických hrán, takže zanecháva povrchy bez ostrín a vyhýba sa deformácii pri kontakte nástroja, ktorá ostriny spôsobuje¹¹.

Považujte výhodu v presnosti za smerovú, nie za špecifikáciu

Argument za 5osé obrábanie sa opiera o odstránenie nastavení, nie o užšiu toleranciu stroja. Zdroje pripisujú lepšiu dimenzionálnu konzistentnosť obrábaniu v jednom nastavení, pretože chyba opakovaného upínania mizne, a súčasné ovládanie orientácie nástroja sa opisuje ako spôsob, ktorý minimalizuje kumuláciu tolerancií a geometrickú odchýlku¹⁷²⁴²⁵.

Na toto sa môžete spoľahnúť vtedy, keď prvky na rôznych plochách musia udržať vzájomnú polohu. Čo však urobiť nemôžete, je citovať chybové hodnoty ako záruku.

Hodnota ±0.02–0.05 mm na jedno nastavenie a strop kumulácie 0.1 mm pochádzajú od jedného vydavateľa bez testovacích údajov²⁵ (údaj dodávateľa). A žiadny zdroj v tejto sade nestanovuje absolútnu dosiahnuteľnú toleranciu pre 5osé, 3osé ani EDM obrábanie ani neporovnáva toleranciu 5osého obrábania s toleranciou EDM²⁵.

Ak má vaša forma toleranciu, o ktorej závisí funkčnosť súčiastky, uveďte ju na výkrese a požiadajte každého dodávateľa, aby uviedol, ako ju bude držať a ako ju bude kontrolovať. Voľba procesu vyplýva z ich odpovede, nie z pravidla na oko.

Overte, či dielňa naozaj zvládne proces, ktorý špecifikujete

Nie každá dielňa má 5osé zariadenie a dodacia lehota sa môže predlžovať podľa kapacity strojov a dopytu⁶. Zdroje neuvádzajú údaje o pracovnom priestore stroja, vretene ani veľkosti bloku formy, takže kapacitu treba overiť priamo s dodávateľom, skôr než sa spoľahnete na cenovú ponuku.

• ✓Spýtajte sa, či dielňa vlastní kapacitu na simultánne 5osé obrábanie, alebo len stroje s indexovaným 3+2.
• ✓Overte, či veľkosť a hmotnosť bloku formy zodpovedajú pracovnému priestoru stroja — žiadny zdroj v tejto sade nepublikuje údaje o pracovnom priestore.
• ✓Spýtajte sa, ako dielňa skontroluje prvky na rôznych plochách voči jednému datumu po obrábaní v jednom nastavení.
• ✓Žiadajte dodaciu lehotu CAM programovania oddelene od času rezu, pretože zložitosť programovania môže riadiť harmonogram.
• ✓Pri akomkoľvek obsahu EDM žiadajte čas na návrh a výrobu elektród ako samostatnú položku.
• ✓Spýtajte sa, aké ručné opracovanie alebo leštenie nasleduje po reze alebo vypálení a kto ho vykoná.

Kde sa zdroje líšia v dodacej lehote

Zdroje nedávajú jednu odpoveď na to, či je 5osé obrábanie rýchlejšie, pretože odpoveď závisí od geometrie. Čítajte obe stanoviská ako podmienky, nie ako rozpor, a nechajte dielňu vám povedať, do ktorej podmienky vaša forma patrí.

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.