Ali ta kos res potrebuje 5 osi, ali zadošča 3 osi?

Začnite z dostopnostjo: ali je vsak element mogoče rezati iz ene ali dveh fiksnih orientacij?

Prvo vprašanje ni, kako zapleten kos izgleda, temveč ali orodje lahko doseže vsako kritično značilnost brez spreminjanja orientacije glede na obdelovanec. Na 3-osnem stroju se orodje giblje le po X, Y in Z, zato doseg nove ploskve pomeni ustavitev, odpenjanje in novo pozicioniranje kosa v novi pripravi⁸.

Ko so vse kritične značilnosti dosegljive v majhnem številu preprostih nastavitev z fiksno orientacijo orodja, je 3-osna obdelava opisana kot praktična in stroškovno učinkovita³.

To je mehanizem za celotno odločitev: če orientacija nikoli ne sme spreminjati, dodatne rotacijske osi ne kupijo ničesar in dodatek zanje je plačan za zmožnost, ki je kos ne uporablja^3,4. Geometrijski sprožilci, ki kos odvedejo s 3 osmi, so poševne ali kombinirano poševne značilnosti, podrezi, globoke votline, večstranske značilnosti in neprekinjeno oblikovane površine^4,8,15,17.

Značilnosti, dosegljive le iz ene ali dveh orientacij, so protiprimer, kjer lahko zadošča 3 osi⁴. Noben vir v tej množici ne podaja številčnega merila dostopnosti ali previsnosti, ki bi 5 osi naredilo obvezno za dano geometrijo, zato klasifikacija ostaja presoja o dostopu in ne test da/ne^3,4,8,15,17.

Poševne luknje in večstranski kosi: indeksirana 3+2 pred simultano 5-osno obdelavo

Če kos ima poševne luknje, nagnjene žlebove ali značilnosti na neortogonalnih ploskvah, to ne pomeni samodejno simultane 5-osne obdelave. Pri 3+2 obdelavi sta rotacijski osi indeksirani na zahtevani kot in zaklenjeni, preden se rez začne, stroj pa nato reže, kot da bi bil 3-osni stroj na tem kotu⁸.

Rotacijski osi držita orientacijo, zato je značilnost dosegljiva brez kakršne koli zvezne gibanja osi orodja med rezom^3,8. Zato je 3+2 večkrat predstavljena kot stroškovno učinkovita pot za poševne luknje, nagnjene žlebove in večstranske kose, polna simultana 5-osna obdelava pa je rezervirana za kose, ki jo dejansko potrebujejo^3,8.

En vir navaja, da 3+2 daje enako dimenzijsko natančnost kot simultana 5-osna obdelava, hkrati pa skrajša čas programiranja in stroške izdelave, pod pogojem, da so vse značilnosti dosegljive z indeksiranim pozicioniranjem¹⁵. Ta trditev je omejena na kose, katerih značilnosti so indeksirano dosegljive; ni splošna enakovrednost natančnosti med metodama.

Praktična posledica za ponudbo je, da lahko "5 osi" na ceniku ponudnika pomeni obe metodi, isti stroj pa lahko izvaja tako 3+2 kot simultane operacije³. Preden primerjate cene, vprašajte, katera se ponuja.

Kadar zadošča le simultana 5-osna obdelava

Simultana 5-osna obdelava usklajuje linearno in rotacijsko gibanje tako, da se lahko orientacija orodja spreminja med rezom³. Ta zvezna sprememba je razločevalna zahteva.

Prav ona omogoča obdelavo neprekinjeno ukrivljenih površin, lopatic impelerjev, turbinskih profilov in oblikovanih medicinskih vsadkov z eno samo orodno potjo⁸. Prostoformne površine, globoke votline, podrezi in značilnosti, ki potrebujejo spreminjanje kota orodja med rezom, so opisane kot primeri, kjer je simultana 5-osna obdelava boljša izbira¹⁵.

Po virih se geometrijski sprožilci strnijo v eno vrstico: značilnosti s fiksno orientacijo lahko ostanejo na 3 osmih, poševne in večstranske značilnosti lahko obvlada indeksirana 3+2, le zvezno spreminjajoča se orientacija orodja pa je vezana na simultano 5-osno obdelavo^4,8,15,17.

Konturirane ali oblikovane površine, kot so turbinske lopatice in impelerji, so poimenovane kot zahtevajoče simultano gibanje¹⁷. Kar viri ne ponudijo, je vladajoči standard ali številčno merilo, ki bi simultano 5-osno obdelavo naredilo obvezno za določeno geometrijo^4,8,15,17.

Klasifikacija sloni na tem, ali se mora os orodja gibati med rezom, in ne na objavljeni meji.

Toleranca čez ploskve in zvezanost izhodišča: razlog za prednost ene nastavitve

Zahteve po tolerancah lahko vsilijo obdelavo v eni nastavitvi, tudi kadar geometrija izgleda dosegljiva. Vsakič, ko je kos ponovno vpet na 3-osnem stroju, se izhodišče rahlo premakne, ta premik pa doda napako položaja čez ploskve, obdelane v različnih nastavitvah^17,19.

Ko morata dve ali več kritičnih ploskev držati pravi položaj ali profil druga glede na drugo, ali kadar GD&T veže več ploskev na eno izhodišče, viri kažejo na 3+2 ali simultano 5-osno obdelavo²⁰.

Ohranjanje ene referenčne točke za celo delo je mehanizem: obdelava v eni nastavitvi odpravi premik izhodišča, ki se nabira čez ponovno vpenjanje, zato naj bi tolerance pravega položaja čez ploskve držale bolje, ko se kos ne premakne¹⁹. Ista logika velja za dostop orodja.

Globoke žlebove in tanke stene favorizirajo stroj, ki lahko nagne kos, saj nagib omogoča, da do značilnosti doseže krajše, togejše orodje namesto dolgega orodja, ki se upogne in trese¹⁷. En vir orisuje izbiro kot zmanske tri tveganja in ne štetje osi: dostop orodja, število nastavitev in strategija izhodišča²⁰.

Ta oris je uporaben kot kontrolni seznam, a viri ne postavljajo številčne tolerance ali vrednosti previsnosti, pri kateri 3 osi prenehajo biti izvedljive.

Preštejte nastavitve na 3 osi, preden sprejmete dodatek za 5 osi

Število nastavitev je vzvod, ki ga kupec dejansko lahko prešteje z risbe, in je točka, pri kateri dodatek za 5 osi začne izgledati drugače. Izkušensko pravilo enega vira je, da se ponudba za 5 osi poda tudi, ko kos potrebuje štiri ali več nastavitev na 3 osi¹⁷.

To je selekcijski namig iz enega samega vira in ne industrijski prag.

Stroški: primerjajte skupni strošek kosa, ne urno ceno

Smer urne cene ni sporna: cene strojev za 5 osi so po virih višje od cen za 3 osi^23,25,26. Kaj to naredi s ceno kosa, je odvisno od tega, koliko vpenjanj, priprav in časa cikla pot 5 osi odpravi.

Vsaka nastavitev na 3 osi vključuje odvzem, čiščenje, pozicioniranje, ponovno vpenjanje in ponovno nastavljanje ničelne točke kosa, kar doda čas ravnanja, zastoje stroja in tveganje kopičenja toleranc²³. Ko ti stroški padejo dovolj nizko, lahko prevladajo nad višjo ceno; ko pa ne, zmaga nižja cena na 3 osi²⁹.

Programiranje je nasprotna teža. Zahtevno delo na 5 osi nosi realne stroške CAM, simulacije in preizkusa, preprostejši kos, zasnovan za dve nastavitvi na 3 osi, pa je lahko cenejši kot zahteven kos na 5 osi z slabim dostopom²³.

Količina pri preprostih kosih vleče v drugo smer: visokoobsežne serije preprostih prizmatičnih kosov so opisane kot bolj ekonomične na 3 osi, majhne do srednje količine zahtevnih kosov pa so tiste, kjer 5 osi skrajša čas nastavitve in poveča ponovljivost⁴.

Noben vir v tej množici ne utemelji številčne količine pokritja stroškov, zato je treba primerjavo opraviti na dejanski ponudbi in ne na pravilu.

Dobavni rok: zmanjšanje nastavitev pri zahtevnih kosih, ne splošna hitrostna prednost

Dobavnorošna korist 5 osi prihaja iz istega mesta kot stroškovna korist: manj nastavitev pri zahtevni geometriji. Več ploskev je mogoče obdelati v eni nastavitvi, kar skrajša čas nastavitve in človeško posredovanje pri zahtevnih kosih⁴.

Pri preprostem kosu isti vir ugotavlja, da je nastavitev na 3 osi lahko dejansko hitrejša⁴. Čas stroja je le del slike.

Izdelava orodja, nabava materiala, čakanje v vrsti, dodatna zaključna obdelava, dokumentacija, pošiljanje in popravila vsi dodajajo dobavnemu roku in nobeden se ne spremeni s številom osi stroja³⁰. Zato lahko pot na 5 osi skrajša obdelovalni del zahtevnega kosa in še vedno ne premakne ponujenega datuma dostave dosti.

Noben vir v tej množici ne podaja ponujenega dobavnega roka 3 osi proti 5 osm za primerljiv kos, zato vsako trditev o roku na podlagi osi v ponudbi obravnavajte kot postavko, ki jo je treba razčleniti, in ne sprejeti.

Kaj preveriti pri ponudniku, preden zaupate delo na 5 osi

Kvalifikacijske kontrole, poimenovane za natančno delo, so certifikacija kakovosti in kontrolna oprema, ki jo delavnica dejansko uporablja, in ne število osi na stroju.

Kje se številke o stroških razhajajo

Viri se strinjajo, da so urne cene za 5 osi nad cenami za 3 osi, in se razhajajo glede tega, kaj to naredi s skupnim stroškom. Spodnje vrstice ohranjajo obe stališči vidni; zadnji stolpec pove, katero stran preveriti v ponudbi.

What the sources do not establish

• Noben vir ne podaja urne cene stroja za 5 osi ali stroškov CAM programske opreme in postprocesorja.
• Noben vir ne podaja številčnega produkcijskega obsega ali velikosti serije pokritja stroškov med 3 osmi in 5 osmi.
• Noben vir ne podaja ponujenega dobavnega roka 3 osi proti 5 osm za primerljiv kos.
• Noben vir ne podaja vrednosti hrapavosti površine Ra/Rz, ki jih ni mogoče doseči s pozicioniranjem na 3 osi.
• Vladajoči standard ali avtoritativni tehniški vir, ki bi določal, kdaj je 5-osna obdelava obvezna, ne obstaja.
• EDM, kovanje in aditivna izdelava kot načini izogibanja 5 osm niso temeljito obravnavani.
• NADCAP akreditacija in specifikacije natančnosti strojev za 5 osi niso obravnavane.
• Trditve ponudnikov o certifikaciji, številu strojev in dobavnem roku v virih niso bile neodvisno preverjene.