El eje X, el eje Y y el eje Z se han utilizado en el mecanizado tradicional durante más de un siglo. Este método de eliminación de material todavía se usa ampliamente en la industria de la molienda. A menudo se considera como el más eficiente. Sin embargo, los maquinistas han ideado técnicas más sofisticadas y productivas para fabricar componentes, como el mecanizado de 3+2 y 5 ejes simultáneos, en las décadas anteriores.
Una máquina con cinco ejes se crea agregando dos más a los tres ejes estándar. Sin embargo, este mecanismo 3+2 no es idéntico a una máquina de 5 ejes. Puede parecer contradictorio al principio. Sin embargo, este artículo le proporcionará toda la información que necesita para comprender la diferencia entre 3+2 y 5 ejes y tomar la mejor decisión para su negocio.
¿Qué es el mecanizado CNC de 3+2 ejes?
Las fresadoras, tanto verticales como horizontales, han permitido alcanzar los tres ejes de mecanizado estándar. Sin embargo, se han instalado mesas giratorias y muñones giratorios basculantes para proporcionar movimiento giratorio a lo largo de dos ejes más. Básicamente, este es un proceso de mecanizado de 3+2 ejes.
El mecanizado posicional de 5 ejes describe este tipo de mecanizado ya que los ejes cuarto y quinto se emplean para mantener el componente en su lugar durante toda la operación. La operación de mecanizado de tres ejes estándar puede entonces llevarse a cabo como una alternativa al movimiento en curso que se requiere para el procedimiento. Además, las herramientas de corte utilizadas por los centros de mecanizado de 3+2 ejes son más cortas y robustas. Debido a esto, puede estar seguro de una estabilidad dimensional mejorada.
La disposición de mecanizado 3+2 aumenta los beneficios de un centro de mecanizado estándar de 3 ejes. La capacidad de mecanizar 360 grados alrededor de una pieza de trabajo es una gran ventaja. Debido a esto, se requieren menos preparaciones a lo largo de la producción. Reducirá el tiempo y los gastos de fabricación.
¿Cómo funciona el mecanizado CNC de 3+2 ejes?
De hecho, el objetivo del mecanizado CNC de posicionamiento 3+2 parece ser lograr un mecanizado de 3 ejes en un ángulo determinado. Esta es la razón de ser del método. En otras palabras, incluso cuando se gira a un ángulo específico, la máquina herramienta CNC continúa funcionando de la misma manera que una máquina estándar de tres ejes.
¿Qué es el mecanizado CNC simultáneo de 5 ejes?
Herramientas de corte en un mecanizado simultáneo de 5 ejes El proceso se puede mover en todas las direcciones a la vez. Los componentes necesarios se fabrican simultáneamente mediante tres ejes lineales y dos ejes giratorios.
| Eje | Rango de movimiento de ejes |
| eje x | de izquierda a derecha |
| eje Y | desde el frente hacia atras |
| eje Z | arriba y abajo |
| un eje | Rotación de 180° alrededor del eje X |
| eje B | Rotación de 180° alrededor del eje Y |
| eje C | Rotación de 180° alrededor del eje Z |
El eje de la mesa basculante (A) y el eje de la mesa giratoria (B) son los nombres que reciben los dos ejes complementarios. El movimiento de los ejes revela que Mecanizado en 5 ejes requiere una inclinación adicional en el husillo de la herramienta o en la mesa de trabajo. Como resultado, se produce más movimiento y rotación, lo que mejora el rendimiento de los procedimientos de mecanizado CNC estándar.
Con la ayuda de los ejes cuarto y quinto, los maquinistas pueden crear hasta cinco superficies diferentes con una sola pasada. Por lo tanto, el procedimiento es preciso y productivo. Además, acelera el proceso de creación de marcos y detalles intrincados. Debido a la configuración reducida, el método es rentable y se puede utilizar en una amplia gama de tareas.
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Mecanizado CNC de 3+2 frente a 5 ejes
La configuración es donde verá la mayor diferencia entre el mecanizado CNC de 3+2 y 5 ejes. Las herramientas de corte de un centro de mecanizado de 5 ejes se pueden mover en cinco direcciones diferentes. Sin embargo, el mecanizado de 3+2 ejes combina las capacidades de las máquinas CNC de 3 ejes con las de los muñones giratorios basculantes y las mesas giratorias.
Los tipos de negocios y productos más adecuados para el mecanizado de 3+2 y 5+ejes también son distintos. Mientras que el mecanizado 3+2 es eficaz para el procesamiento plano, el mecanizado CNC de 5 ejes es ideal para trabajar con superficies de formas complicadas. Sin embargo, no todos los componentes requieren 5 ejes completos y, a veces, el mecanizado CNC 3+2 parece ser más eficiente. Una de las ventajas significativas del mecanizado de 5 ejes se refiere a que puede lograr múltiples tipos de piezas de mecanizado CNC y fabricación geométrica, lo que lo hace adecuado para la industria aeroespacial, las fuerzas armadas y las industrias más exigentes.
¿Qué método se debe seleccionar? Debe conocer los beneficios y los inconvenientes asociados con cada uno de ellos en consecuencia.
Ventajas/Pros del mecanizado 3+2
Las principales ventajas que ofrece el mecanizado de 3+2 ejes son:
- Genera características más complejas
Esta técnica permite el uso de herramientas de corte más cortas y rígidas para la fabricación de paredes empinadas, muescas en cavidades y muchas otras características complejas. Además, se pueden hacer ángulos específicos con las superficies de corte. - Menos código de programación
En comparación con el mecanizado simultáneo de 5 ejes, el mecanizado CNC 3+2 implica una trayectoria espacial menor. El movimiento de rotación se reduce con la distancia de movimiento de la herramienta más corta, lo que permite el procesamiento de superficies de forma libre en una programación más accesible. - Costos más bajos y tiempos de ciclo más cortos
El mecanizado CNC 3+2 tiene la capacidad de trabajar en cinco o más superficies diferentes a la vez, aunque puede ser un gran desafío para los centros de mecanizado tradicionales de 3 ejes.
Desventajas/Contras del mecanizado 3+2
El mecanizado 3+2 generalmente se considera como el establecimiento de un ángulo constante en el husillo. Los componentes con geometrías complejas pueden requerir muchas vistas tituladas para cubrir todas las superficies, pero esto provocará que las trayectorias de las herramientas se superpongan, lo que aumentará el tiempo de mecanizado.
Ventajas/Pros del Mecanizado de 5 ejes
- Ahorro de costes y tiempo
Los componentes mecanizados en 5 ejes se pueden producir en masa en una sola operación. La configuración única ayuda a ahorrar tiempo y gastos. Además, el uso de herramientas más cortas extiende la vida útil y elimina la necesidad de mantenimiento frecuente y reemplazo regular de herramientas, lo que reduce aún más los costos de producción y el tiempo de ciclo. - Excelente calidad y precisión.
Las últimas máquinas CNC de 5 ejes del mercado no requieren ajustar las piezas de trabajo en varios ángulos durante el corte, lo que mejora enormemente las tolerancias de mecanizado. Significa que el mecanizado de 5 ejes se relaciona con una menor interferencia humana, por lo que se reducirán las posibilidades de error mientras se mejora la calidad de las piezas. - Detalles geométricos complicados
El centro de mecanizado de 5 ejes permite que la herramienta de corte se acerque a la pieza desde cualquier dirección. Las piezas de trabajo se pueden terminar solo en esta máquina sin tener que moverlas a través de varias estaciones de trabajo. No solo permite el movimiento en los ejes lineales X, Y y Z, sino también la rotación en los ejes A y B, la rotación adicional en este método de mecanizado permite geometrías y formas más complejas. - Mayor productividad y repetibilidad
Cuando se utiliza el mecanizado de 5 ejes, la herramienta de corte suele ser tangente a la superficie de corte. Esta configuración permite eliminar el material adicional a medida que gira la herramienta. Por lo tanto, los costos generales de herramientas y el tiempo de ciclo están muertos. Además, ciertas configuraciones de máquina permiten el uso de herramientas de corte más cortas, lo que mejora la vida útil de la herramienta y garantiza la repetibilidad. - Excelentes acabados superficiales
El eje adicional hace que las piezas de trabajo se alineen correctamente, acercándolas a la herramienta de corte. Por lo tanto, puede usar los más cortos para crear la forma deseada. Estas herramientas pueden cortar a alta velocidad con una vibración mínima. Menos vibración reduce las marcas de "vibración" que aparecen en el producto final. Puede esperar crear un acabado de superficie superior mientras reduce los gastos y el tiempo de procesamiento posterior.
Desventajas/Contras del mecanizado de 5 ejes
Vale la pena conocer las desventajas del mecanizado CNC de 5 ejes, aunque tiene numerosos beneficios.
- Mayores requisitos para la programación y el funcionamiento
El eje adicional de rotación y la trayectoria espacial involucrada son especializados y abstractos. Por lo tanto, se requiere un mayor esfuerzo de programación para lograr la precisión de mecanizado, la exactitud y la calidad superficial necesarias. - Costos iniciales más altos
El precio de una máquina CNC de 5 ejes y su software necesario es bastante elevado. Es mucho más alto que los requisitos de los centros de mecanizado de 3 o 4 ejes. Asimismo, los costes de mantenimiento de la máquina son más elevados y complejos que los de las máquinas-herramienta convencionales. Este factor también afecta directamente el costo de mecanizado de las piezas mecanizadas en 5 ejes. - No disponible para algunas aplicaciones
Las técnicas de mecanizado de 4 y 5 ejes no se pueden utilizar cuando el cortador es demasiado corto o el mango es demasiado ancho. Como tal, las vibraciones no se pueden evitar bajo ángulos inclinados.
¿Qué es mejor, el fresado de 3+2 o de 5 ejes?
Encontrará que las capacidades de mecanizado de 5 ejes y 3+2 son bastante similares. Ambos pueden ayudar a que la línea de producción de cualquier fábrica funcione de manera más efectiva. Sin embargo, el método apropiado estará determinado por las aplicaciones particulares de los resultados previstos. Específicamente para proyectos de procesamiento de planos, el mecanizado 3+2 es bastante efectivo. Por el contrario, el mecanizado de 5 ejes funciona mejor con superficies de contornos intrincados.
Los usuarios actuales de mecanizado de 3 ejes pueden actualizarse rápidamente a operaciones completas de mecanizado de 5 ejes con la ayuda del mecanizado 3+2. Proporciona muchas de las características de gama alta de las máquinas completas de 5 ejes sin el alto precio. Dado que las máquinas de 5 ejes tienen importantes gastos de configuración y programación, el mecanizado 3+2 puede ser la mejor opción.
Por otro lado, los centros de mecanizado de 5 ejes mejoran la productividad mientras fabrican componentes con geometrías complejas y estándares de tolerancia estrictos. Por lo general, pueden impulsar tanto la eficiencia como la rentabilidad de una amplia gama de tareas de procesamiento. Como resultado, se dedica menos tiempo a la configuración, el producto terminado es más preciso y los tiempos de producción se reducen, ya que pueden procesar los cinco lados de un componente simultáneamente.
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