Guia completo de seleção de eixos CNC para fabricantes

Introdução

Ao selecionar uma máquina CNC, o número de eixos de usinagem é uma das decisões técnicas mais importantes.

Muitos compradores perguntam:

Devemos comprar uma máquina CNC de 3 eixos, atualizar para uma máquina CNC de 4 eixos ou investir diretamente em um centro de usinagem de 5 eixos?

A resposta depende de:

• Geometria da peça
• Complexidade de usinagem
• Volume de produção
• Precisão necessária
• Requisitos de fixação
• Planos de automação

Um número maior de eixos não significa automaticamente melhor eficiência de produção.

Uma máquina CNC de 3 eixos pode ser a melhor escolha para componentes mecânicos padrão.

Uma máquina CNC de 4 eixos é adequada quando é necessária capacidade adicional de usinagem rotativa.

Uma máquina CNC de 5 eixos é projetada para componentes complexos que exigem corte em vários ângulos e menos configurações.

 

O Grupo HCNC fornece soluções de fabricação CNC abrangendo fresadoras CNC, centros de usinagem, máquinas CNC de 5 eixos, tornos CNC, controladores CNC e robôs industriais. Sua linha de produtos inclui centros de usinagem VMC, centros de usinagem de cinco eixos HMC, fresadoras CNC e soluções de automação para aplicações automotivas, aeroespaciais, médicas, de novas energias e de fabricação de precisão.

1. Compreendendo o movimento do eixo CNC

 

 

 

Um eixo CNC representa a direção na qual a ferramenta de corte ou peça pode se mover.

Eixos Lineares

Eixo X

Movimento horizontal:

Da esquerda para a direita

Eixo Y

Movimento de profundidade:

Da frente para trás

Eixo Z

Movimento vertical:

Para cima e para baixo

Eixos Rotativos

Um Eixo

Rotação em torno do eixo X

Eixo B

Rotação em torno do eixo Y

Eixo C

Rotação em torno do eixo Z

A diferença entre a usinagem de 3 eixos, 4 eixos e 5 eixos vem principalmente da adição de movimento rotativo ao sistema X/Y/Z padrão.

2. 3 Máquina CNC de eixo

 

Definição

Uma máquina CNC de 3 eixos controla:

• Eixo X
• Eixo Y
• Eixo Z

A peça normalmente permanece fixa enquanto a ferramenta de corte se move em três direções.

Os centros de usinagem da série HCNC VMC são exemplos típicos de equipamentos de usinagem de três eixos, projetados para processamento geral de metal, fabricação de moldes, usinagem de alumínio e produção de componentes mecânicos.

Capacidade de usinagem CNC de 3 eixos

Operações adequadas:

• Fresamento frontal
• Fresamento de bolso
• Perfuração
• Tocando
• Usinagem de ranhuras
• Usinagem de contorno

Aplicações Típicas

Peças automotivas

Exemplos:

• Colchetes
• Capas
• Placas de montagem

Componentes Mecânicos

Exemplos:

• Bases de máquinas
• Jogos
• Partes estruturais

Peças de alumínio

Exemplos:

• Caixas eletrônicas
• Componentes industriais

Vantagens do CNC de 3 eixos

Menor investimento

Comparado com máquinas de 4 e 5 eixos:

• Menor custo de compra
• Menor custo de manutenção
• Operação mais fácil

Programação Simples

Vantagens:

• Programação CAM padrão
• Treinamento mais curto do operador
• Gerenciamento de produção mais fácil

Desempenho de alto custo

Para peças simples e de média complexidade, uma máquina CNC de 3 eixos geralmente oferece o melhor equilíbrio entre custo e produtividade.

Limitações do CNC de 3 eixos

Principais restrições:

• Ângulo de aproximação da ferramenta limitado
• Mais mudanças de equipamento

Exemplo:

Uma peça com quatro faces de usinagem pode exigir:

• Primeira configuração
• Segunda configuração
• Alinhamento adicional

Isto aumenta o tempo de preparação e os erros de posicionamento.

3. 4 Máquina CNC de eixo

 

Definição

Uma máquina CNC de 4 eixos adiciona um eixo rotativo ao sistema X/Y/Z tradicional.

Configuração típica:

• Eixo X
• Eixo Y
• Eixo Z
• Um eixo

O eixo adicional permite que a peça gire durante a usinagem.

Como o CNC de 4 eixos melhora a produção

Comparado com usinagem de 3 eixos:

Uma máquina de 4 eixos pode:

• Gire a peça de trabalho automaticamente
• Usinar vários lados
• Reduza o reposicionamento manual
• Melhorar a consistência

Aplicações típicas de 4 eixos

Componentes do eixo

Exemplos:

• Árvores de cames
• Peças rotativas

Componentes de engrenagem

Exemplos:

• Usinagem de engrenagens
• Recursos helicoidais

Peças multilaterais

Exemplos:

• Corpos de válvulas
• Carcaças mecânicas

Vantagens do CNC de 4 eixos

Melhor acesso lateral

O eixo rotativo permite a usinagem em torno da peça.

Tempo de configuração reduzido

Em vez de girar manualmente a peça de trabalho:

O sistema CNC realiza o posicionamento automaticamente.

Menor investimento do que 5 eixos

Para muitas fábricas:

A usinagem de 4 eixos oferece uma atualização prática do equipamento de 3 eixos.

Limitações do CNC de 4 eixos

Comparado com usinagem de 5 eixos:

• O ajuste do ângulo da ferramenta é limitado
• Superfícies curvas complexas permanecem difíceis
• A capacidade de usinagem de corte inferior é restrita

4. 5 Máquina CNC de eixo

 

Definição

Uma máquina CNC de 5 eixos controla:

Três eixos lineares:

X

Y

Z

Dois eixos rotativos:

A/B

A/C

B/C

A HCNC fornece vários centros de usinagem de cinco eixos, incluindo HMC650TJ, HMC800TJ, HMU-400 e outras soluções de cinco eixos projetadas para usinagem complexa de alta precisão.

Capacidade de usinagem de 5 eixos

Uma máquina de cinco eixos pode manter uma melhor orientação da ferramenta durante a usinagem.

Adequado para:

• Curvas complexas
• Cavidades profundas
• Superfícies angulares
• Geometria de forma livre

Aplicações Típicas

Aeroespacial

Peças:

• Lâminas de turbina
• Componentes do motor
• Componentes estruturais

Automotivo

Peças:

• Componentes estruturais EV
• Peças do motor
• Moldes complexos

Médico

Peças:

• Implantes
• Componentes cirúrgicos

Indústria de Moldes

Peças:

• Moldes de injeção
• Morrer cavidades

A tecnologia de usinagem de cinco eixos HCNC concentra-se em aplicações que exigem superfícies complexas e alta precisão, incluindo indústrias aeroespacial, automotiva, médica e de moldes.

5. 3 Tabela de comparação CNC de eixo x 4 eixos x 5 eixos

Recurso	CNC de 3 eixos	CNC de 4 eixos	CNC de 5 eixos
Configuração do eixo	X/Y/Z	X/Y/Z+A	X/Y/Z+A+B/C
Movimento Rotativo	Não	1 Eixo Rotativo	2 eixos rotativos
Complexidade da peça	Baixo-médio	Médio	Alto
Quantidade de configuração	Mais	Reduzido	Mínimo
Acesso à ferramenta	Limitado	Melhorar	Excelente
Dificuldade de programação	Fácil	Médio	Avançado
Custo da máquina	Baixo	Médio	Alto
Habilidade do Operador	Básico	Intermediário	Avançado
Qualidade de Superfície	Bom	Melhorar	Excelente
Potencial de automação	Bom	Bom	Excelente

6. Comparação de configurações

 

 

Produção de 3 eixos

Processo típico:

• Peça de fixação
• Superfície da máquina A
• Remover acessório
• Girar parte
• Realinhar
• Continuar usinagem
• Problemas:
• Maior tempo de preparação
• Mais jogos
• Mais erros de posicionamento

Produção de 4 eixos

Melhoria:

• Rotação automática
• Manuseio manual reduzido
• Usinagem multilateral

Produção de 5 eixos

Processo:

• Configuração de um aparelho
• Vários ângulos programados
• Geometria complexa completa

Benefícios:

• Tempo de configuração reduzido
• Melhor consistência dimensional
• Maior eficiência de produção

7. Comparação de precisão

	3 Axis	4 Axis	5 Axis
Precisão de superfície única	Excelente	Excelente	Excelente
Precisão multilateral	Médio	Bom	Excelente
Precisão de superfície complexa	Limitado	Médio	Excelente
Controle de erro de posicionamento	Médio	Melhorar	Melhor

A vantagem da usinagem de cinco eixos vem principalmente da redução de fixações repetidas e da manutenção da orientação estável da ferramenta.

8. Comparação de custos

Custo inicial do equipamento

Item de custo	3 Axis	4 Axis	5 Axis
Investimento em máquinas	Baixo	Médio	Alto
Custo de programação	Baixo	Médio	Alto
Custo de treinamento	Baixo	Médio	Alto
Custo de fixação	Maior para peças complexas	Médio	Menor para peças complexas

9. Qual máquina CNC sua fábrica deve escolher?

Escolha máquina CNC de 3 eixos se:

Sua fábrica produz:

✓ Peças mecânicas padrão
✓ Componentes planos
✓ Moldes simples
✓ Produtos de usinagem geral

Indústrias recomendadas:

• Fabricação geral
• Produção em pequenos lotes
• Oficinas de máquinas

Escolha máquina CNC de 4 eixos se:

Sua produção requer:

✓ Usinagem rotativa
✓ Usinagem multilateral
✓ Peças de média complexidade

Indústrias recomendadas:

• Fornecedores automotivos
• Fabricantes de componentes mecânicos
• Fabricantes de engrenagens

Escolha máquina CNC de 5 eixos se:

Sua fábrica produz:

✓ Superfícies complexas
✓ Peças de alto valor
✓ Componentes de precisão
✓ Peças aeroespaciais ou médicas

Indústrias recomendadas:

• Aeroespacial
• P&D automotivo
• Fabricação de moldes
• Nova energia

10. Seleção de solução de eixo CNC HCNC

 

A HCNC fornece diferentes soluções CNC de acordo com os requisitos de usinagem:

Requisito de produção	Solução recomendada
Fresamento padrão	VMC de 3 eixos
Usinagem multifacetada	Fresadora CNC de 4 eixos
Componentes complexos	Máquina CNC de 5 eixos
Grande linha de produção	Automação CNC + Robô

 

As categorias de produtos HCNC incluem:

• Fresadora CNC
• Centro de Usinagem Vertical
• Centro de Usinagem Horizontal
• Máquina CNC de 5 eixos
• Torno CNC
• Robô Industrial

11. Recursos da máquina CNC HCNC de 5 eixos

Controle CNC Avançado

Os recursos incluem:

• Controle simultâneo de cinco eixos
• Função RTCP
• Compensação de precisão
• Interpolação multieixo

Capacidade de usinagem complexa

Adequado para:

• Peças aeroespaciais
• Componentes automotivos
• Moldes de precisão
• Produtos médicos

Integração Inteligente de Fabricação

A HCNC também fornece soluções de robôs industriais, incluindo:

• Manipulação de robôs
• Robôs de manutenção de máquinas
• Robôs de soldagem
• Robôs de montagem

Apoiar linhas de produção automatizadas.

 

Perguntas frequentes

O CNC de 5 eixos é sempre melhor que o CNC de 3 eixos?
Não. Para peças simples, uma máquina CNC de 3 eixos pode proporcionar melhor eficiência de investimento.

O CNC de 4 eixos é suficiente para peças automotivas?
Para muitos componentes automotivos, sim. No entanto, peças e moldes complexos de EV podem exigir usinagem de cinco eixos.

Qual é a maior vantagem do CNC de 5 eixos?
A principal vantagem é reduzir os setups e ao mesmo tempo manter melhor acesso à ferramenta e precisão de usinagem.

A HCNC fabrica máquinas CNC de 3 eixos, 4 eixos e 5 eixos?
Sim. A HCNC fornece fresadoras CNC, centros de usinagem, máquinas CNC de cinco eixos, controladores CNC e soluções de automação.