5-osna proti 3-osni obdelavi in EDM za zapletena orodja: katera geometrija opraviča doplačilo

Izločite 5-osno obdelavo, ko ležijo elementi orodja na eni ali dveh ploskvah

Začnite s štetjem orientacij, ki jih vaša gmazina orodja dejansko potrebuje. Če je vsak element dosegljiv iz ene ali dveh orientacij, zadošča 3-osna obdelava, 5-osna pa doda stroške brez dodane vrednosti¹.

Razlog je komercialen, ne konstrukcijski: 5-osni stroji so dražji za nakup, programiranje in obratovanje. CAM delo je tudi bolj zapleteno, zato se doplačilo odraža v ceni kosa, čeprav geometrija nikoli ni potrebovala dodatnih osi⁶.

Ena primerjava obeh poti poudari isto stojn neposredno — 5-osna obdelava je pri enostavnih kosih počasnejša zaradi režijskih stroškov programiranja, 3-osna pa je tam hitrejša¹⁷. To ne pomeni, da je 5-osna obdelava slaba tehnologija.

Pomeni, da jo morate prilagoditi nalogi. Pri orodju, katerega gmazina je prizmatična, stene so pravokotne in luknje ležijo v eni ravnini, je 3-osna obdelava najverjetneje najbolj učinkovita in ekonomska izbira²⁴.

Če takšno orodje specificirate, naj delavnica najprej ponudi 3-osno obdelavo, vsako postavko za 5-osno obdelavo pa obravnavate kot nekaj, kar je treba utemeljiti posamezno po elementih.

Poiščite elemente, ki zahtevajo več vpenjanj

Sprožilec za 5-osno obdelavo je geometrija, do katere ni mogoče priti iz fiksne orientacije. Naklonjeni elementi, podkrovine in zapletene organske oblike so primeri, na katere kažejo viri.

Proste površine, globoke gmazine ali elementi, ki zahtevajo, da se kot orodja med rezom stalno spreminja, pa vas usmerjajo v hkratno 5-osno obdelavo¹¹⁹. 3-osni stroj za dostop do različnih stranic kosa praviloma potrebuje več vpenjanj, 5-osna obdelava pa lahko v enem vpenjanju obdela do pet stranic¹⁷.

Vsako od teh vpenjanj pri 3-osni obdelavi je točka, kjer vstopi napaka. Vsako ponovno vpenjanje vnaša napako položaja zaradi tolerance vpenjalne priprave in nastavitve operaterja, eden vir pa postavlja vrednost na vpenjanje na približno ±0,02–0,05 mm, pri seštevanju čez več vpenjanj pa lahko napaka presega 0,1 mm²⁵.

Te vrednosti obravnavajte kot okvirne, ne kot zajamčeno zmogljivost — izvirajo iz enega založnika, noben vir v tem naboru pa ne podaja absolutne dosegljive tolerance za posamezen postopek. V pa se viri strinjajo, je smer: obdelava v enem vpenjanju odpravi napako ponovnega vpenjanja, ki se pri večvpenjanski 3-osni obdelavi nabira¹⁷²⁴.

Vprašanje, ki ga torej postavite svojemu modelu orodja, je, ali so elementi gmazine razpršeni po različnih ploskvah in kotih. Če so, je število vpenjanj pri 3-osni obdelavi strošek, ki ga dejansko primerjate, in ne urna postavka.

Izberite hkratno 5-osno obdelavo ali indeksirano 3+2

Ko je 5-osna obdelava na mizi, se odločite za katero. Hkratna 5-osna obdelava premika vse osi hkrati in je pravi izbor, kadar kos potrebuje neprekinjeno gibanje orodja, zapletene proste površine ali elemente, ki jih ni mogoče obdelati iz fiksnih orientacij¹⁹.

Če je vse elemente mogoče doseči z indeksiranjem, lahko obdelava 3+2 doseže zahtevano natančnost z enostavnejšim programiranjem in nižjimi proizvodnimi stroški. Eden vir celo navaja, da v tem primeru dosega enako dimenzijsko natančnost kot hkratna 5-osna obdelava¹⁹.

Ta razlika je pomembna za kupca orodij, saj pomeni razliko med plačilom za neprekinjeno gibanje in plačilom za stroj, ki se preprosto indeksira na kombinirani kot in reže. Preden sprejmete ponudbo za hkratno 5-osno obdelavo, pri delavnici vprašajte, kateri elementi vaše gmazine dejansko zahtevajo gibanje orodnega vektorja med rezom.

Če je odgovor nihče, je indeksirana pot tista, ki jo cenite.

Pretehtajte površino globokih gnezd proti ročni dodelavi, ki jo zahtevajo

Globoke in ozke gmazine so mesto, kjer se lahko kakovost površine pri 3-osni obdelavi poslabša do te mere, da spremeni odločitev. Navpično vreteno, ki reže globoko gnezdo, mora orodje in držalo spustiti dobro nad dno gmazine, zato orodje dela z dolgim previsom.

Odklon orodja z dolžino previsa zanesljivo narašča, in ko se pojavi drgnjenje, mora obdelovalec zmanjšati število vrtanj vretena in pomik, da se izogne sledem drgnjenja, kar poslabša površino²¹. Nagib vretena ali obdelovanca omogoči, da do iste stene pride krajše in bolj togo orodje.

Eden vir poroča, da se je kakovost površine izboljšala s slabše od Ra 3,2 µm pri vpenjanju na 3-osnem stroju na Ra 0,4 µm pri nagibnem 5-osnem vpenjanju, z manj ročne dodelave²¹. Ta par Ra je opažanje enega vira pod njegovimi lastnimi testnimi pogoji, ne zmogljivost, ki bi jo lahko vpisali na risbo orodja.

Kakovostni vidik je tisti, ki ga prenesete v povpraševanje: na nenehno ukrivljenih površinah lahko 5-osna obdelava med rezom vzdržuje nespremenjen kot orodja. To praviloma da bolj enakomerno površino in manj sledi prehoda kot fiksna orientacija pri 3-osnih prehodih, pri ravnih in prizmatičnih elementih pa 3-osna obdelava ostane povsem zadostna²³.

Če je površinska obdelava na stenah vaše gmazine res zahtevana, jo izrecno navedite, da bodo dobavitelji ponudili postopek in končne operacije, ki to dejansko dosežejo²³.

Določite, kdaj je EDM pravi postopek

EDM je pot za geometrijo, do katere rotirajoče orodje ne more, in za prevodne materiale nasploh — omejena je na električno prevodne materiale, zato neprevodno delo odpade¹¹. Kompromisi so resnični in zanje morate predvideti sredstva.

EDM odstranjuje material počasneje kot rezkanje, zahteva obsežno začetno vpenjanje in izdelavo elektrode, elektroda pa se obrabi in potrebuje zamenjavo ali ponovno ostrino, kar poveča obratovalne stroške in čas¹¹. Površinska obdelava je tisti del, ki najpogosteje preseneti kupce orodij.

EDM daje gladke površine, vendar kakovost ni tako fina kot pri brušenju ali poliranju, nekatere aplikacije pa potrebujejo dodatno končno obdelavo za dosego zahtevane kakovosti površine¹¹. Pusti tudi lokalizirano cono vpliva toplote in prekrito plast, kateri debelina je odvisna od energije izpraznitve in obdelovalnih parametrov¹¹.

Zato ponudba za EDM ni končna cena gmazine — vprašajte, katera ročna dodelava ali poliranje sledi električnemu odstranjevanju materiala in kdo jo izvede. Po drugi strani EDM reže brez mehanskih ostrih robov, zato pušča površine brez odvekov in se izogne deformacijam ob stiku orodja, ki povzročajo odveke¹¹.

Prednost v natančnosti obravnavajte kot smer, ne kot specifikacijo

Argument natančnosti pri 5-osni obdelavi temelji na odpravi vpenjanja, ne na natančnejšem stroju. Viri dosledno pripisujejo boljšo dimenzijsko ponovljivost obdelavi v enem vpenjanju na 5 osi, ker napake ponovnega vpenjanja izginejo, hkratno krmiljenje orientacije orodja pa je opisano kot način za zmanjšanje seštevanja toleranc in geometrijskih odstopanj¹⁷²⁴²⁵.

Na ta argument se lahko zanesete, kadar morajo elementi na različnih ploskvah držati medsebojni položaj. Česar pa ne smete storiti, je te vrednosti napak navesti kot garancijo.

Vrednost ±0,02–0,05 mm na vpenjanje in zgornja meja seštevanja 0,1 mm izvirata iz enega založnika, za katerima ni testnih podatkov²⁵ (vrednost, ki jo je sporočil dobavitelj). In noben vir v tem naboru ne določa absolutne dosegljive tolerance za 5-osno, 3-osno ali EDM obdelavo, prav tako ne primerja tolerance 5-osne obdelave s toleranco EDM²⁵.

Če ima vaše orodje toleranco, o kateri odloča, ali kos deluje, jo vpišite na risbo in pri vsakem dobavitelju vprašajte, kako jo bo vzdrževal in kako jo bo kontroliral. Izbira postopka sledi njihovemu odgovoru, ne splošnemu pravilu.

Potrdite, da je delavnica sposobna izvesti postopek, ki ga specificirate

Nima vsaka delavnica 5-osne opreme, dobavni rok pa se lahko raztegne glede na zmogljivost strojev in povpraševanje⁶. Viri ne dajo podatkov o delovnem območju, vretenu ali velikosti bloka orodja, zato je zmogljivost treba neposredno preveriti pri dobavitelju, preden se zanesete na ponudbo.

• ✓Pri delavnici preverite, ali ima hkratno 5-osno zmogljivost ali samo indeksirane stroje 3+2.
• ✓Potrdite, da velikost in masa bloka orodja ustrezata delovnemu območju stroja — noben vir v tem naboru ne objavlja podatkov o območju.
• ✓Pri delavnici preverite, kako bodo po obdelavi v enem vpenjanju kontrolirali elemente na različnih ploskvah glede na eno izhodiščno ploskev.
• ✓Zahtevajte dobavni rok za CAM programiranje ločeno od časa rezanja, saj lahko zapletenost programiranja poganjuje terminski načrt.
• ✓Za vsak obseg z EDM zahtevajte čas za načrtovanje in izdelavo elektrode kot ločeno postavko.
• ✓Vprašajte, katera ročna dodelava ali poliranje sledi rezanju oziroma električnemu odstranjevanju materiala in kdo jo izvede.

Kjer se viri razhajajo glede dobavnega roka

Viri ne dajo enega odgovora na vprašanje, ali je 5-osna obdelava hitrejša, saj je odgovor odvisen od geometrije. Oba stališča spodaj berite kot pogoja in ne kot protislovje, delavnica pa naj vam pove, v kateri pogoj se vaše orodje umesti.

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.