3-, 4- и 5-осевая ЧПУ-фрезеровка: что выбрать для вашего проекта?

Фрезерование на станках с ЧПУ является основой современного высокоточного производства. От простых кронштейнов до сложных авиационных компонентов — возможности фрезерных станков с ЧПУ напрямую влияют на сложность деталей, сроки изготовления, качество поверхности и стоимость. Один из ключевых аспектов, который должен понимать заказчик при выборе услуг по индивидуальной механической обработке, — это разница между 3-осевой, 4-осевой и 5-осевой обработкой.

В этом руководстве разбираются особенности каждой конфигурации, их преимущества и критерии выбора оптимального варианта для конкретного применения.

Что такое фрезерование на станках с ЧПУ?

Фрезерование с ЧПУ (Computer Numerical Control) использует вращающийся режущий инструмент для удаления материала с заготовки, закрепленной на столе станка. Перемещение по нескольким осям обеспечивает точный контроль геометрии готовой детали.

В компании Neway мы предлагаем полный спектр услуг по фрезерованию на ЧПУ, включая 3-осевую, 4-осевую и продвинутую многоосевую обработку для высокосложных компонентов.

Ключевые отличия 3-осевого, 4-осевого и 5-осевого фрезерования на ЧПУ

Давайте рассмотрим каждую конфигурацию подробнее.

3-осевая обработка на ЧПУ: экономичное решение для простых деталей

3-осевая обработка на станках с ЧПУ — самая распространенная и доступная по стоимости конфигурация. Режущий инструмент перемещается по трем направлениям (X, Y, Z), в то время как заготовка остается неподвижной на столе. Такая схема идеально подходит для базовой геометрии и 2,5D-деталей.

Типичные возможности:

• Сверление, нарезание резьбы, контурная обработка, выборка карманов

• Шероховатость поверхности: Ra 3,2–1,6 мкм

• Диапазон допусков: ±0,1 мм (может быть улучшен финишными проходами)

Лучше всего подходит для:

• Плоских деталей с особенностями на одной стороне

• Плит, крышек и кронштейнов

• Низкозатратного прототипирования

Ограничения:

• Требуется несколько установок для обработки нескольких граней

• Не подходит для поднутрений и сложной пространственной 3D-геометрии

В компании Neway мы используем высокоскоростные вертикальные обрабатывающие центры (VMC) для эффективного и доступного 3-осевого фрезерования.

4-осевая обработка на ЧПУ: повышенная гибкость за счет вращательной оси

4-осевая обработка на ЧПУ добавляет вращательную ось (обычно A-ось), позволяющую вращать заготовку вокруг оси X. Это дает возможность обрабатывать боковые стороны детали без ее перезажима.

Типичные возможности:

• Сверление/фрезерование отверстий на цилиндрических поверхностях

• Обработка нескольких граней за одну установку

• Повышенная повторяемость и сокращение времени цикла

Показатели точности:

• Диапазон допусков: ±0,05 мм

• Точность позиционирования вращательной оси: ±15 угл. секунд

Лучше всего подходит для:

• Валов, шестерен, шпинделей и кулачков

• Деталей с отверстиями или элементами на нескольких сторонах

• Деталей средней сложности, где важны быстрые сроки изготовления

Преимущества:

• Сокращает время на переналадку и риск ошибок установки

• Улучшает повторяемость при мелкосерийном производстве

4-осевые услуги компании Neway по фрезерованию на ЧПУ объединяют высокую точность и производительность для деталей средней сложности.

5-осевая обработка на ЧПУ: максимальная точность для сложных 3D-деталей

5-осевая обработка на ЧПУ обеспечивает наибольшую гибкость и точность. Помимо осей X, Y и Z, режущий инструмент или заготовка вращаются еще по двум осям (A и B или C). Это позволяет выполнять многокоординатную обработку под разными углами и подходить практически к любой поверхности без повторного закрепления детали.

Типичные возможности:

• Сложные 3D-контуры и криволинейные поверхности

• Обработка детали за одну установку («done-in-one»)

• Шероховатость поверхности: Ra 0,8–1,6 мкм

• Жесткие допуски: ±0,01 мм и более высокие требования

Лучше всего подходит для:

• Авиакосмических и оборонных компонентов

• Импеллеров, лопаток турбин, костных имплантов

• Высокостоимостных, геометрически сложных деталей

Преимущества:

• Сокращает сроки выполнения за счет уменьшения количества установок

• Устраняет ошибки позиционирования

• Позволяет обрабатывать с труднодоступных углов

5-осевые услуги по фрезерованию на ЧПУ от Neway поддерживают отрасли, такие как медицина, энергетика и авиакосмическая промышленность, обеспечивая ультраточную обработку.

Сравнительная таблица: какая конфигурация осей подходит именно вам?

Отраслевые примеры применения

Если вы не уверены, какая конфигурация осей лучше всего подходит для вашей задачи, команда Neway поможет оценить геометрию вашей детали и предложит наиболее точное и экономичное решение по механической обработке.

Как выбрать подходящую конфигурацию

Чтобы определить, какая схема фрезерования на ЧПУ оптимальна для вашего проекта, учитывайте следующие факторы:

• Геометрия: если деталь требует обработки с нескольких сторон или наличия элементов под составными углами, предпочтительнее 4-осевая или 5-осевая обработка.

• Требуемые допуски: более жесткие допуски (±0,01 мм и точнее) эффективнее обеспечиваются на 5-осевых системах.

• Размер партии и повторяемость: для серийного изготовления с повторяющимися особенностями на нескольких гранях 4-осевая обработка дает наилучший баланс между гибкостью и стоимостью.

• Бюджет: 3-осевая обработка — самая доступная и достаточна для простых компонентов. Однако при сложной геометрии за счет меньшего числа установок и сокращения времени цикла 5-осевая обработка может оказаться более экономичной в долгосрочной перспективе.

В Neway мы анализируем ваши CAD-модели и конструкторскую документацию, чтобы рекомендовать оптимальную конфигурацию осей, обеспечивающую высокое качество и конкурентоспособную стоимость.

Заключение: сопоставление сложности фрезерования с требованиями к детали

Выбор между 3-осевой, 4-осевой и 5-осевой обработкой на ЧПУ — это стратегическое решение, влияющее на точность детали, качество поверхности, сроки поставки и стоимость. Для простых конструкций обычно достаточно 3-осевой обработки, тогда как высокотехнологичные отрасли, такие как авиакосмическая, оборонная и медицинская промышленность, выигрывают от расширенных возможностей 5-осевого фрезерования.

Обладая полным набором многоосевых услуг по фрезерованию на ЧПУ, компания Neway готова выполнять как прототипы, так и серийное производство — для любых уровней сложности и типов материалов.

Часто задаваемые вопросы:

1. Какова разница в стоимости между 3-осевым и 5-осевым фрезерованием одной и той же детали?

2. В каких случаях для сложной геометрии лучше выбирать 5-осевое фрезерование вместо 4-осевого?

3. Чем отличаются допуски при обработке на 3-осевых и 5-осевых фрезерных станках?

4. В каких отраслях 5-осевое фрезерование на ЧПУ является стандартным требованием?