Mecanizado CNC de 3 ejes vs 5 ejes: ¿Cuál es el adecuado para su proyecto?

El equipo de producto tiene muchas opciones para mecanizado multi-eje, desde 3 ejes hasta 5 ejes e incluso 9 ejes. ¿Cuáles son las diferencias entre cada tipo? En este artículo, analizaremos las similitudes y diferencias clave entre dos tipos populares de mecanizado CNC (3 ejes y 5 ejes) y explicaremos cuándo podría tener más sentido usar uno u otro.

¿Qué es el mecanizado CNC de 3 ejes?

Después de que el operador ingresa las instrucciones de fresado en la computadora, la máquina herramienta CNC de tres ejes completará la tarea automáticamente, usando la herramienta para cortar a lo largo de 3 ejes — X, Y, Z, o de izquierda a derecha, frente a atrás, y arriba y abajo. El fresado CNC y el torneado CNC pertenecen a la categoría de mecanizado de 3 ejes. Sin embargo, su función es ligeramente diferente.

El fresado de 3 ejes se desarrolló a partir de la práctica de limas rotativas. Es un proceso de fresado realizado en los ejes X e Y. En el mecanizado de 3 ejes, la pieza permanece estacionaria mientras la herramienta se mueve a lo largo de 3 ejes para fresar la pieza. El mecanizado de 3 ejes sigue siendo una de las técnicas más utilizadas para fabricar piezas mecánicas para operaciones automatizadas/interactivas, fresado de ranuras, taladrado y corte de bordes afilados. Debido a que el mecanizado de 3 ejes solo se realiza en 3 ejes, es relativamente simple y puede remover material de 3 ejes adelante, atrás, izquierda y derecha, arriba y abajo. Aunque este es el proceso de torno CNC más básico, dependiendo de la escala de producción y los requisitos de la pieza.

En contraste, en el torneado CNC, la pieza se sujeta a un husillo rotativo, y el torno procesa la pieza. Cuando el husillo sostiene la pieza para rotación, la broca central o herramienta de corte rastrea la circunferencia interior y exterior del ensamblaje o crea agujeros a lo largo del eje central. Comparado con las fresadoras CNC, las máquinas de torneado CNC producen piezas más rápido y a menores costos unitarios, lo que es propicio para la producción en masa.

¿Qué es el mecanizado CNC de 5 ejes?

Una máquina herramienta de 5 ejes se basa en una herramienta que se mueve en 5 direcciones diferentes — X, Y, Z, y A y B alrededor de las cuales la herramienta rota. Usar una máquina CNC de 5 ejes permite al operador acercarse a una pieza desde todas las direcciones en una sola operación, eliminando la necesidad de reposicionar manualmente la pieza entre operaciones. El mecanizado CNC de 5 ejes ahorra tiempo y es ideal para fabricar piezas complejas y de precisión, como las encontradas en las industrias médica, petróleo y gas, y aeroespacial. Hay varios tipos diferentes de máquinas herramienta de 5 ejes que los equipos de producto deben conocer, incluyendo máquinas CNC de 5 ejes indexados, máquinas CNC de 5 ejes continuos, y centros de mecanizado CNC de fresado.

Al igual que con el fresado CNC de 3 ejes, la herramienta se mueve solo a lo largo de 3 ejes en el mecanizado CNC de 5 ejes indexados y no mantiene contacto continuo con la pieza. Sin embargo, la mesa de trabajo y el cabezal de corte pueden rotar automáticamente en ambas direcciones. El mecanizado de 5 ejes indexado es excelente para fabricar carcasas, abrazaderas y accesorios. Se encuentra entre el fresado CNC de 3 ejes y el mecanizado CNC de 5 ejes continuo en términos de velocidad, precisión y capacidad para manejar formas geométricas complejas.

En el mecanizado CNC de 5 ejes continuo, la herramienta y la pieza pueden rotar y moverse simultáneamente durante la operación, ahorrando tiempo y permitiendo a los operadores crear formas geométricas complejas con superficies orgánicas. El mecanizado CNC de 5 ejes continuo ofrece mejor acabado superficial, velocidad y estabilidad dimensional, pero tiene el costo más alto por pieza.

Comparación entre 5 ejes y 3 ejes

La precisión de las máquinas herramienta CNC de 5 ejes es mayor que la de las de 3 ejes, lo cual es completamente una hipótesis. Es totalmente posible que máquinas herramienta de 3 ejes de alta gama sean varios niveles superiores a máquinas de 5 ejes ordinarias en términos de precisión de fabricación. Con la inclusión de los 3 ejes lineales X/Y/Z de las máquinas de 3 ejes, la estructura es relativamente simple. Cuando el centro de mecanizado de 3 ejes está mecanizando, la dirección del eje de la herramienta no cambiará, el modo de movimiento también es limitado, y la programación es relativamente simple.

El "colgante" mencionado en la figura significa que hay un eje rotativo que no es perpendicular a los 3 ejes lineales, lo cual es relativamente raro. Su relación de movimiento es más complicada, pero la estructura es relativamente compacta, y la rigidez dinámica y estática es buena.

Las principales ventajas del mecanizado de 5 ejes

• Menos tiempo para cambios de sujeción

Debido a la existencia de los dos ejes rotativos de la máquina herramienta de 5 ejes, la herramienta puede acercarse a la pieza desde cualquier dirección, y todas las superficies excepto la superficie de montaje pueden procesarse en una sola sujeción. "Reducir el número de sujeciones" puede matar dos pájaros de un tiro para la búsqueda de mecanizado de alta eficiencia y alta precisión. Por un lado, reducir el número de sujeciones puede ahorrar tiempo, reducir la intensidad laboral de los trabajadores y mejorar la eficiencia de procesamiento.

• Mantener el mejor estado de corte de la herramienta y mejorar las condiciones de mecanizado

Debido a la función de la máquina herramienta de 5 ejes, la herramienta puede acercarse a la pieza desde cualquier dirección, permitiendo que la herramienta corte la pieza en el ángulo más adecuado. También puede mejorar la eficiencia y calidad de procesamiento.

• Evitar interferencias eficazmente

Debido a la existencia de dos ejes rotativos de la máquina herramienta de 5 ejes, la herramienta puede acercarse a la pieza desde cualquier dirección, haciendo que la trayectoria de mecanizado sea flexible y variable. Puede evitar eficazmente problemas de interferencia durante el procesamiento. Acortó el ciclo de desarrollo. Este es también el efecto natural logrado después de que se mejoran la calidad y la eficiencia.

Conclusión

En una palabra, la principal diferencia entre el de 3 ejes y el de 5 ejes se refleja principalmente en la capacidad de procesamiento. Una máquina de 5 ejes puede hacer el trabajo de una de 3 ejes, pero al contrario, no funciona. Demuestra que la existencia de dos ejes rotativos dota a la máquina herramienta de cinco ejes con capacidades de procesamiento más fuertes.

Aunque ambos son procesos de producción altamente versátiles, automatizados y replicables que le permitirán crear componentes precisos de forma rápida y rentable, sin embargo, puede optar por usar uno entre ellos por diversas razones.

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