Unterschied zwischen 3-Achsen-, 4-Achsen- und 5-Achsen-Fräsen

CNC-Fräsmaschinen gibt es in vielen Konfigurationen. Zu den gängigsten Optionen gehören die 3-Achsen-, 4-Achsen- und 5-Achsen-Variante.

Für welchen Maschinentyp Sie sich entscheiden, hängt von Ihren Möglichkeiten zur Materialherstellung ab. In diesem Leitfaden werden einige grundlegende Aspekte erläutert, die Sie bei der Auswahl berücksichtigen können Fräsmaschinen

Bevor wir uns im Detail mit den Unterschieden zwischen 3-, 4- und 5-achsigen CNC-Fräsen befassen, sollten wir eines klarstellen.

Der Unterschied zwischen diesen CNC-Fräsmaschinen liegt hauptsächlich im Bewegungsgrad. Das heißt, die Anzahl der Richtungen und Schneidfähigkeiten, die das Werkzeugsystem während eines Bearbeitungsprozesses erreichen kann.

Damit Sie dies besser verstehen, beginnen wir mit den Grundlagen und gehen dann zu etwas komplexeren Szenarien über:

Unterschied zwischen 3-Achsen- und 4-Achsen-CNC

Zu vergleichende Variable	3-Achsen CNC-Fräsmaschine	4-Achsen CNC-Fräsmaschine
Anzahl der Achsen	· X, Y und Z · X – Bewegung in vertikaler Richtung · Y – Bewegung in horizontaler Richtung · Z – steht für Auf- und Abbewegung	· X, Y, Z und A (3-Achsen plus 1 Achse) · A-Achse
Bewegungsgrad	· 3 lineare Bewegungsgrade	· Funktioniert in X, Y und Z, zusätzlich zu einer Drehbewegung entlang der X-Achse aufgrund der A-Achse

 

Zusätzlich, 4-Achs-CNC-Fräsmaschinen Komm herein:

• Indexierungstyp einer 4-Achsen-CNC-Maschine
• Simultan-Typ einer 4-Achsen-CNC-Maschine

Im Idealfall erklärt die Tabelle mit 3-Achsen- und 4-Achsen-Maschinen einfach das Funktionsprinzip dieser CNC-Fräsmaschinen. Gehen wir nun einen Schritt weiter und vergleichen die nächsten Typen von CNC-Fräsmaschinen.

Unterschiede zwischen 4-Achsen- und 5-Achsen-CNC

Zu vergleichende Variable	4-Achsen CNC-Fräsmaschine	5-Achsen CNC-Fräsmaschine
Anzahl der Achsen	· X, Y, Z und A (3 plus 1 oder 3 plus A)	· X-, Y- und Z- sowie B- und C-Achse · Je nach Art der CNC-Maschine können sie A-Achse verwenden
Bewegungsgrad	· Betrieb in X-, Y- und Z-Achse, wobei ein Rotationsgrad für das Werkstück entlang der X-Achse hinzugefügt wird. Die Drehbewegung erfolgt durch die zusätzliche A-Achse.	· Komplexer Bewegungsgrad, der B-Achsen- und C-Achsen-Rotation oder A-Achsen- und C-Achsen-Rotation umfassen kann · Der oben genannte Bewegungsgrad funktioniert parallel zu X, Y und Z.

 

Zusätzlich zu den oben genannten Informationen ist es wichtig zu beachten, dass die 5-Achsen-CNC-Fräsmaschinen wie folgt erhältlich sind:

• Index 3 + 2 Achse
• Kontinuierliche Achse

Nachdem das Funktionsprinzip von 4-Achsen gegenüber 5-Achsen nun klar ist, gehen wir einen Schritt weiter und untersuchen weitere Unterschiede.

In diesem zweiten Abschnitt konzentrieren wir uns auf die Kosten und die Komplexität von CNC-Fräsvorgängen. Denken Sie daran, dass Sie je nach dem zu bearbeitenden Teil eine 3-achsig, 4-Achsen- oder 5-Achsen-Maschine.

Lassen Sie uns dies noch einmal in der folgenden Tabelle zusammenfassen:

Zu vergleichende Variablen	3-Achsen-CNC-Fräse	4-Achsen-CNC-Fräse	5-Achsen-CNC-Fräse
Schneidfähigkeit	· Schneidet Teile in 3 Achsen (X, Y und Z)	· Zusätzlich zu den 3 Achsen ermöglicht die Drehbewegung das Schneiden komplexer Geometrien wie Spiralen, Bögen, abgewinkelte Konfigurationen usw.	· Spindel und Werkstück rotieren in einer 5-Achs-CNC-Fräsmaschine · Schneidet Werkstück in XYZ und dreht sich in A und C oder B und C
Vorteile	· Kostengünstig für die Bearbeitung von Teilen mit einfacher Geometrie · Die Rüstzeit der Maschine ist kürzer und die Bedienung ist einfacher · Einfacher zu programmieren	· Für komplexe Teile praktikabler und wirtschaftlicher als 3-Achsen-CNC · Enge Toleranzen können eingehalten werden, da Sie die Vorrichtungen während der Bearbeitung nicht ändern. · 4th Achse hilft beim Schneiden von Löchern	· Bearbeitet alle 5 Seiten des Werkstücks gleichzeitig · Kann Teile mit komplexer Geometrie bearbeiten · Können Teile maschinell herstellen, die sonst mit Formen hergestellt werden könnten
Einschränkungen	· Nicht für unkonventionelle Formen geeignet (komplexe Teile können nicht bearbeitet werden) · Tiefe und Hohlräume können möglicherweise nicht gut bearbeitet werden · Geringe Produktionsgeschwindigkeit und Präzision · Eingeschränkte Leistungsfähigkeit	· Die Programmierung ist im Vergleich zu einer 3-Achs-Fräsmaschine etwas anspruchsvoller · Begrenzte Geschwindigkeit · Hohe Bearbeitungskosten	· Die Programmierung der Maschine ist etwas schwieriger als bei 3-Achsen-CNC-Maschinen und 4-Achsen-CNC-Maschinen · Erfordert eine erweiterte Schulung der Bediener · Teure Maschinen

 

Also, welche CNC-Fräsmaschine sollten Sie verwenden?

Ihre Entscheidung hängt ab von:

• Geometrische Form des zu fräsenden Teils (einfach oder komplex)
• Produktionsvolumen
• Budget
• Toleranz

In unserem letzten Abschnitt wollen wir das Funktionsprinzip und die Teilebearbeitung der 3-, 4- und 5-achsigen CNC-Fräsmaschinen ins rechte Licht rücken:

Art der Operation beim CNC-Fräsprozess	Empfohlene CNC-Fräsmaschine basierend auf Achse
Bewegungsgrad	· 3-Achsen: Geringer Bewegungsgrad · 4-Achsen: Mittlerer Bewegungsgrad · 5-Achsen: Höchster Bewegungsgrad
Teilekomplexität	· 3-Achsen: Weniger komplexe Geometrien · 4-achsig: Mittel- bis weniger komplexe Teile · 5-Achsen: Hochkomplexe geometrische Teile (kann in bestimmten Anwendungen das Formen ersetzen)
Positionierung	· 3-Achsen: Eingeschränkte Positionierung · 4-Achsen: moderate Positionierung · 5-Achsen: Mehr Möglichkeiten zur Positionierung
Bearbeitungszeit	· 5-achsig schneller durch Mehrfachwerkzeug als die X-Achse
Programmierung	· Die 3-Achsen-Maschine hat die einfachste Programmierung, gefolgt von den 4-Achsen- und dann den 5-Achsen-Maschinen · Das Niveau der Ausbildung des Personals wird auch der gleichen Reihenfolge folgen
Grad der Individualisierung der bearbeiteten Teile	· Den höchsten Grad an Individualisierung erreichen Sie mit der 5-Achs-CNC-Fräsmaschine, gefolgt von der 4-Achs-CNC-Fräsmaschine und dann der 3-Achs-CNC-Fräsmaschine
Fertigstellung	· Die 5-Achsen-Bearbeitung ermöglicht den höchsten Grad der Endbearbeitung und damit weniger Sekundärvorgänge.
Werkzeugsystemverwaltung	· Werkzeugkollisionen sind in den 4- und 3-Achsen aufgrund des geringen Bewegungsgrads geringer · Bei vielen Bewegungsgraden kann es zu Werkzeugkollisionen in der 5-Achse kommen, insbesondere wenn es Probleme mit der Programmierung gibt · In den meisten Fällen verwenden die 4- und 5-Achs-Maschinen im Gegensatz zu den 3-Achs-Maschinen kürzere Werkzeuge. Daher besteht bei einer 5-Achs-Maschine eine geringere Wahrscheinlichkeit eines Werkzeugbruchs.

 

Bei TSINFA bieten wir eine große Auswahl an CNC-Fräsmaschinen mit unterschiedlichen Bewegungsgraden.

Für einfache Bearbeitungsaufgaben können Sie eine 3-Achsen-Fräsmaschine wählen. Für mittelkomplexe Maschinen ist jedoch eine 4-Achsen-Fräsmaschine das Richtige für Sie. Wenn Sie jedoch sehr komplexe Komponenten herstellen müssen, ist eine 5-Achsen-Fräsmaschine die beste Wahl.

Bedenken Sie, dass die Anzahl der Achsen lediglich die Komplexität des Fräsvorgangs widerspiegelt.

Teilen Sie uns einfach Ihren Bearbeitungsbedarf mit und unsere Techniker beraten Sie entsprechend – kontaktiere uns.

Mehr Ressourcen::

Achse in CNC-Fräsmaschine – Quelle: NED

Kaufratgeber für Fräsmaschinen – Quelle: TSINFA