Pemesinan CNC: Membandingkan Sistem 3-Axis, 4-Axis, dan 5-Axis untuk Presisi Optimal

Milling adalah teknologi penting yang digunakan dalam CNC precision machining, dengan aplikasi di bagian medis, penerbangan, optik, dan mekanik. Milling menggunakan alat pemutaran untuk menghapus material dari benda kerja dengan memasukkan benda kerja pada sudut relatif terhadap sumbu alat. Instruksi dimasukkan ke dalam mesin CNC melalui file CAD dan diubah menjadi serangkaian instruksi urutan yang presisi. Alat mesin CNC menggunakan perintah pemrograman ini untuk beroperasi secara otomatis tanpa memerlukan operator fisik. Produsen telah mendapatkan banyak manfaat melalui aplikasi pemesinan CNC, seperti mengurangi biaya, meningkatkan kecepatan, meningkatkan akurasi, dan meningkatkan produktivitas.

Sumbu mesin milling menentukan jenis benda kerja dan posisi yang dapat diselesaikan pada benda kerja. Mesin ini memiliki setidaknya 3 sumbu dan berjalan di bidang XYZ: sumbu X (vertikal), sumbu Y (horizontal) dan sumbu Z (kedalaman). Sumbu ke-4 mewakili sumbu A (putaran di sekitar sumbu X), dan sumbu ke-5 mewakili sumbu B (putaran di sekitar sumbu Y).

Di sini, kita melihat perbedaan antara pemesinan 3-axis, 4-axis dan 5-axis serta jenis dan keuntungan bagian yang berlaku untuk mereka.

Apa itu 3 Axis Machining?

3-axis machining adalah proses milling yang dilakukan pada sumbu X dan Y, yang berarti benda kerja tetap pada posisi yang sama, sementara alat pemotong beroperasi di bidang XYZ untuk menghapus material. Karena 3-axis machining hanya dapat dilakukan pada 3-axis, prosesnya relatif sederhana dan dapat menghapus material dari belakang ke depan, samping ke samping, dan atas ke bawah pada 3 sumbu ini. Ini cocok untuk bagian yang tidak memerlukan banyak kedalaman dan detail. Three-axis machining paling banyak digunakan untuk memproduksi bagian mekanis, dan paling cocok untuk:

• Automatic/interactive operation
• Slot milling
• Drilling
• Cut Sharp Edges

Meskipun three-axis machining adalah proses paling dasar, tergantung pada skala produksi, persyaratan benda kerja, presisi dan batasan finishing, material yang digunakan, dan kemampuan clamping, three-axis machining mungkin merupakan pilihan ideal untuk proyek pemesinan Anda.

3-axis milling dapat menghasilkan produk yang sama seperti 4-axis dan 5-axis milling machines, tetapi 3-axis milling machines tidak dapat memberikan tingkat detail atau efisiensi yang sama. The 3-axis can cut a single feature during operation, but it cannot match the 5-axis work in terms of quality or profitability.

Apa itu 4 Axis Machining?

4-axis milling melibatkan proses yang sama dengan 3-axis machining, di mana alat pemotong digunakan untuk menghapus material dari benda kerja untuk membuat bentuk dan kontur yang diinginkan. Namun, dalam four-axis machining, milling dilakukan pada sumbu tambahan. A 4-axis CNC machine tool berjalan pada sumbu X, Y, dan Z seperti mesin CNC 3-axis, tetapi juga mencakup rotasi di sekitar sumbu X (disebut A axis). Ini adalah sumbu ke-4 yang ditambahkan selama proses pemesinan kita. Dalam sebagian besar kasus, benda kerja akan berputar untuk memungkinkan pemotongan di sekitar sumbu B.

4-axis milling berguna ketika lubang dan potongan perlu dibuat di sisi benda kerja atau di sekitar silinder. Mereka dapat memberikan pekerjaan yang cepat dan efisien berdasarkan input digital komputer untuk mendapatkan hasil yang akurat. Dapat digunakan dalam banyak industri, termasuk Industry, Technology Research, Teaching, Hobby Prototype Building, Advertising Design, Creating Art, Medical Equipment Creation, dll.

Sumbu keempat tambahan (sumbu A) dapat secara otomatis memutar benda kerja, sehingga mesin dapat menghapus material dari kedua sisi. Four-axis machining is versatile and can be used for:

• Intermittent cutting
• Continuous cutting
• Carved surface

Apa itu 5 Axis Machining?

5-axis machining berarti benda kerja dapat dioperasikan secara otomatis dari lima sisi sekaligus. Selain gerakan otomatis di sepanjang sumbu X, Y dan Z, 5-axis CNC machine tools juga dapat memilih dua dari tiga sumbu rotasi (A, B, C) untuk digunakan. Sumbu A, B dan C melakukan rotasi 180° di sekitar sumbu X, Y dan Z masing-masing. Jenis pemesinan ini digunakan di industri otomotif, penerbangan dan perahu. Biasanya sangat cocok untuk komponen yang sangat kompleks yang padat dan harus dicetak. 

5-axis machining memerlukan waktu persiapan yang lebih lama untuk pemrograman CNC untuk menyesuaikan gerakan rotasi kompleks, tetapi memungkinkan pemesinan di semua lima sisi benda kerja dalam satu operasi. Rotasi multidimensi ini dan gerakan alat membuat sumbu B dalam produksi benda kerja Dengan presisi, finishing, dan kecepatan yang tak tertandingi. Dapat membuat bagian yang presisi dan kompleks untuk tulang buatan, produk penerbangan, bagian titanium, bagian mesin minyak dan gas, cetakan otomotif, medis, konstruksi dan produk militer.

Jangan membingungkan 5-axis indexing milling dengan true 5-axis machining. Five-axis indexing machining juga disebut 3 + 2 machining, yang tidak dapat mempertahankan kontak kontinu antara alat pemotong dan benda kerja pada semua sumbu rotasi. Real 5-axis machining secara bersamaan menggunakan tiga sumbu linier (X, Y, dan Z) dan dua sumbu rotasi (A dan B) dari alat mesin, menghasilkan pemesinan permukaan kontur yang lebih kompleks.

5-axis indexing sangat cocok untuk bagian yang tidak memerlukan kontrol kontur ekstrim, seperti fixture, fixture, casing dan komponen lain yang sering digunakan dalam manufaktur. Jika Anda perlu membuat desain dengan fungsionalitas yang unggul, maka true 5-axis machining mungkin adalah pilihan terbaik Anda.

Configuration for 5-axis machining

Ada dua konfigurasi utama untuk mesin five-axis:
Rotary rotary type: Mesin ini menggunakan poros berputar dengan memutar spindle utama. Gaya ini paling baik untuk memproses bagian yang lebih berat karena meja kerja selalu rata.

Trunnion type: Mesin tipe trunnion memiliki meja kerja yang dapat dipindahkan, yang sangat berguna untuk memproses volume besar, karena spindle tidak mengambil tempat.

Jenis mesin spesifik yang digunakan tergantung pada berbagai faktor pekerjaan Anda, termasuk bobot bagian dan jumlah produk jadi.

Advantages of 5-axis machining:

Reduce Processing Time

In five-axis machining, the flat-bottomed end mill is used to maintain a vertical state for the complex mold processing surface, which can greatly reduce the processing time. The principle of the five-axis machining center is also suitable for side milling with angled surfaces, which can eliminate rib-like textures caused by ball end milling, making the surface quality of the mold more ideal, and reducing the need for cleaning the mold surface The workload of manual milling and manual work.

Complex Design

The additional motion available in 5-axis machining allows you to achieve complex shapes and designs. With a five-axis machine tool, you can access machining angles and arcs that were previously only possible with multiple settings and countless special fixtures. Ultimately, five-axis machining eliminates the need to create complex fixtures, because you can fix the part at a time and rotate it in a single process to obtain the desired geometry.

Improve Machining Accuracy

Through the five-axis machining technology, the problem that the workpiece needs to be repositioned at a complex angle and needs to be debugged multiple times is solved, which not only shortens the time, but also greatly reduces the error generated. The tooling fixture required when installing the workpiece The large amount of cost has also been saved, and the machine tool has also achieved the processing of complex parts, such as the drilling, taper processing, and cavity recesses required for complex surfaces, which are not possible with traditional methods.

Faster Material Removal

In 5-axis machining, the cutting tool stays tangent to the cutting surface, thus shortening the cycle time, which helps save costs because you have to remove more material each time you cut the tool.

Better Surface Finish

The fourth and fifth axis can help you orient the part and bring the part closer to the cutting tool, allowing you to use a shorter cutting tool that is not susceptible to vibration at extremely high cutting speeds, thus helping you get Better surface finish.

High Productivity

The five-axis machining center can effectively reduce the machining time and auxiliary time of the parts. The five-axis linkage machining center has a wide range of spindle speed and feed, allowing the machine tool to perform powerful cutting with a large amount of cutting. The five-axis linkage machining center is currently entering In the era of high-speed machining, the rapid movement and positioning of moving parts of the five-axis machining center and high-speed cutting processing have reduced the turnaround time between semi-finished products and improved production efficiency.

Meskipun keuntungan five-axis dibandingkan 4-axis dan 3-axis sangat mencolok, tidak semua produk cocok untuk pemrosesan five-axis, dan yang cocok untuk pemrosesan three-axis tidak selalu cocok untuk pemrosesan five-axis. Jika Anda menggunakan produk yang dapat diproses oleh three-axis Five-axis machining tidak hanya akan meningkatkan biaya, tetapi efeknya tidak tentu baik. Hanya dengan membuat pengaturan yang wajar dan merumuskan mesin yang sesuai untuk produk yang nilai mesin itu sendiri dapat terwujud.

Jika Anda tidak tahu metode mana yang cocok untuk proyek Anda, silakan kirimkan informasi kepada kami, dan tim teknis profesional kami akan memberikan solusi paling profesional dan sesuai untuk Anda.