เครื่องจักรกลซีเอ็นซี 3 แกนคืออะไร: พื้นฐาน กระบวนการ และการใช้งาน

เครื่องจักรกลซีเอ็นซีแบบ 3 แกนเป็นเครื่องจักรกลที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดประเภทหนึ่ง เครื่องจักรกลชนิดนี้มีมานานหลายทศวรรษแล้วและยังคงเป็นตัวเลือกอันดับต้นๆ สำหรับการตัด การขึ้นรูป และการขึ้นรูปโลหะ พลาสติก และวัสดุอื่นๆ ด้วยความแม่นยำ แต่เครื่องจักรกลซีเอ็นซีแบบ 3 แกนคืออะไรกันแน่ และทำงานอย่างไร

คู่มือนี้จะแนะนำคุณเกี่ยวกับทุกสิ่งที่คุณจำเป็นต้องรู้ ตั้งแต่คำจำกัดความพื้นฐานไปจนถึงการใช้งาน เครื่องจักร ประโยชน์ และการเปรียบเทียบกับตัวเลือกที่ซับซ้อนกว่า เช่น การตัดเฉือน 5 แกน

เครื่องจักรกลซีเอ็นซี 3 แกนคืออะไร?

เครื่องจักรกลซีเอ็นซี 3 แกนเป็นวิธีการขึ้นรูปวัสดุโดยใช้เครื่องมือตัดที่เคลื่อนที่ใน XNUMX ทิศทาง คือ ซ้ายไปขวา (แกน X) หน้าไปหลัง (แกน Y) และขึ้นและลง (แกน Z) การเคลื่อนไหว XNUMX ประการนี้ทำให้เครื่องจักรสามารถเอาวัสดุออกจากบล็อกแข็ง (เรียกว่าชิ้นงาน) เพื่อสร้างรูปร่างที่ต้องการได้

• แกน X (ซ้ายไปขวา)
• แกน Y (หน้าไปหลัง)
• แกน Z (ขึ้นและลง)

ในทางปฏิบัติ ผู้ปฏิบัติงานจะตั้งโปรแกรมเส้นทางเครื่องมือใน ซอฟต์แวร์ CAD/CAMจากนั้นอัปโหลดโค้ด (โดยปกติจะอยู่ในรูปแบบ G-code) ไปที่ เครื่อง CNCเครื่องจักรจะอ่านคำสั่งแล้วเคลื่อนเครื่องมือไปตามเส้น X, Y และ Z จากนั้นจึงตัดวัสดุจนได้รูปร่างสุดท้าย

ในกระบวนการนี้ เครื่องมือตัดหรือชิ้นงานจะอยู่กับที่ในขณะที่อีกชิ้นหนึ่งเคลื่อนที่ไปตามแกนทั้งสามแกน การตั้งค่านี้ช่วยให้สามารถขึ้นรูปพื้นผิวเรียบหรือมีรูปร่างได้อย่างแม่นยำ และมักใช้กับการกัด การเจาะ และการต๊าป

กระบวนการกลึง 3 แกนทำงานอย่างไร

กระบวนการตัดเฉือน 3 แกนนั้นใช้หลักการตรงไปตรงมาแต่มีการควบคุมอย่างเข้มงวด ดังต่อไปนี้คือขั้นตอนการทำงาน:

1. ขั้นตอนการออกแบบ

วิศวกรหรือผู้ออกแบบจะสร้างแบบจำลอง 3 มิติของชิ้นส่วนในซอฟต์แวร์ออกแบบด้วยคอมพิวเตอร์ (CAD) การออกแบบจะรวมถึงขนาด ความคลาดเคลื่อน และคุณลักษณะพิเศษต่างๆ เช่น รูหรือเกลียว

2. การเขียนโปรแกรม CAM

ไฟล์ CAD ถูกนำเข้าสู่ซอฟต์แวร์การผลิตด้วยความช่วยเหลือของคอมพิวเตอร์ (CAM) ซอฟต์แวร์ CAM จะคำนวณกลยุทธ์การตัดและเส้นทางเครื่องมือสำหรับเครื่องมือที่เลือก (เครื่องกัดปลายดอกสว่าน ฯลฯ)

เอาท์พุตซอฟต์แวร์ G-รหัสซึ่งแจ้งให้ตัวควบคุม CNC ทราบอย่างชัดเจนว่าต้องเคลื่อนย้ายเครื่องมือตามแกน X, Y และ Z อย่างไร ด้วยความเร็วเท่าใด และใช้น้ำหล่อเย็นหรืออัตราป้อนเท่าใด

3. การตั้งค่าเครื่อง

A ช่างเครื่อง CNC ยึดชิ้นงานดิบ (โลหะ พลาสติก ไม้ หรือวัสดุอื่นๆ) ไว้บนโต๊ะหรืออุปกรณ์ยึดของเครื่องจักร ช่างเครื่อง CNC จะติดตั้งเครื่องมือตัดเข้ากับแกนหมุนและปรับตำแหน่งของเครื่องมือในแกนทั้งสามให้เป็นศูนย์ ช่างเครื่อง CNC จะโหลด G-code ลงในตัวควบคุมของเครื่องจักร

4. การกำจัดวัสดุ

เครื่อง CNC ทำตาม เส้นทางเครื่องมือที่ตั้งโปรแกรมไว้ และเริ่มตัดวัสดุ เครื่องมือตัดจะเคลื่อนที่ไปตามแกน X, Y และ Z เพื่อขึ้นรูปชิ้นส่วน กระบวนการนี้อาจต้องทำซ้ำหลายครั้งเพื่อให้ได้รูปร่างสุดท้าย

5. การตรวจสอบ

หลังจากการตัดเฉือน ชิ้นส่วนจะถูกถอดออกและตรวจสอบความถูกต้องของขนาดและการตกแต่งพื้นผิว การดำเนินการรอง เช่น ลบคมการขัดเงาหรือการอบด้วยความร้อนอาจตามมา

ประเภทของเครื่อง CNC 3 แกน

เครื่องจักรประเภทต่างๆ มีความเชี่ยวชาญในงานและวัสดุเฉพาะ

ประเภทเครื่อง	แกนการเคลื่อนไหวหลัก	การใช้งานหลัก	ตัวอย่างวัสดุ	การใช้งานทั่วไป
เครื่องกัด CNC	X, Y, Z	การกัดหน้า การตัดช่อง การกัดร่อง	อลูมิเนียม, เหล็ก, พลาสติก	ชิ้นส่วนเครื่องยนต์, ขาจับ, แม่พิมพ์
ศูนย์เครื่องจักรกลซีเอ็นซี	X, Y, Z	การเจาะ การต๊าป การกัด ในเซ็ตอัพเดียว	เหล็ก, โลหะผสมไททาเนียม	การเจาะ การต๊าป การกัดที่ซับซ้อน
เครื่องกลึง CNC (พร้อมเครื่องมือแบบสด)	X, Z และแกนหมุน	กลึงชิ้นส่วนทรงกระบอก เจาะรู	โลหะพลาสติก	เพลา, บูช, ชิ้นส่วนเกลียว
CNC เราท์เตอร์	X, Y, Z	การตัดและแกะสลักแผ่นไม้หรือไม้ขนาดใหญ่	ไม้ โฟม พลาสติก	เฟอร์นิเจอร์ ป้าย ต้นแบบ
เครื่องแกะสลัก CNC	X, Y, Z	งานแกะสลักผิว, ทำป้าย, ติดฉลาก	โลหะ, พลาสติก, ไม้	ป้ายชื่อ โลโก้ งานตกแต่ง
เครื่องตัด CNC Plasma	X, Y, Z	การตัดแผ่นแบนด้วยหัวพ่นพลาสม่า	เหล็ก, สแตนเลส, อลูมิเนียม	การตัดแผ่นโลหะและแผ่นโลหะ

เครื่องจักรแต่ละเครื่องจะเคลื่อนย้ายเครื่องมือตัด (หรือชิ้นงาน) ไปตามแกนเชิงเส้นสามแกน ศูนย์เครื่องจักรกล โดยทั่วไปจะเพิ่มตัวเปลี่ยนเครื่องมืออัตโนมัติและความเร็วของแกนหมุนที่สูงขึ้น เครื่องกลึงจะหมุนชิ้นงานในแกนหมุน ในขณะที่เราเตอร์และเครื่องตัดพลาสม่าจะเคลื่อนย้ายเครื่องมือเหนือโต๊ะคงที่

เครื่องกัด 3 แกน

เครื่องกัด 3 แกนใช้คัตเตอร์หมุนเพื่อขึ้นรูปวัสดุเป็นก้อนแข็ง ผู้ปฏิบัติงานมักจะตั้งโปรแกรมการตั้งค่าเดียวเพื่อตกแต่งชิ้นงานด้านใดด้านหนึ่ง เครื่องจักรเหล่านี้โดดเด่นในด้านการผลิตชิ้นส่วนที่แบนราบและช่องเรียบง่าย

เครื่องแมชชีนนิ่งเซนเตอร์ 3 แกน

ศูนย์เครื่องจักรกลประกอบด้วยเครื่องเปลี่ยนเครื่องมืออัตโนมัติและกล่องสำหรับน้ำหล่อเย็น ผู้ปฏิบัติงานสามารถโหลดชิ้นส่วนและเครื่องมือได้หลายชิ้นในคราวเดียว ศูนย์เหล่านี้ช่วยลดการแทรกแซงด้วยมือและปรับปรุงเวลาในรอบการทำงานสำหรับการผลิตแบบแบตช์กลาง

เครื่องกลึงซีเอ็นซี 3 แกน

เครื่องกลึงจะหมุนชิ้นงานในขณะที่หยุดนิ่ง เครื่องมือตัด ขจัดวัสดุ เครื่องกลึงที่มี "เครื่องมือสด" เพิ่มความสามารถในการกัดและการเจาะ ทำให้สามารถสร้างโปรไฟล์ที่ซับซ้อนได้ในการตั้งค่าเดียว ผู้ปฏิบัติงานจะได้รับประโยชน์จากการจัดการชิ้นงานที่น้อยที่สุดและความแม่นยำที่สูงขึ้น

เราเตอร์ CNC 3 แกน

เราเตอร์มีแกนทรีสูงและโต๊ะกว้างมาก โรงงานไม้และผู้ผลิตป้ายต่างใช้เราเตอร์ในการตัดและแกะสลักชิ้นงานขนาดใหญ่ ผู้ปฏิบัติงานต่างชื่นชอบอัตราการป้อนที่รวดเร็วและระบบดูดฝุ่นในตัว

เครื่องแกะสลัก 3 แกน

An การแกะสลักซีเอ็นซี ใช้เครื่องตัดขนาดเล็กที่มีแรงตัดต่ำ ช่างทำเครื่องประดับและผู้ผลิตถ้วยรางวัลเลือกใช้เครื่องจักรเหล่านี้สำหรับการแกะสลักพื้นผิวที่ละเอียดอ่อน ผู้ปฏิบัติงานสามารถแกะสลักข้อความขนาดเล็กและโลโก้ขนาดเล็กโดยที่เครื่องมือสึกหรอน้อยที่สุด

เครื่องตัดพลาสม่า 3 แกน

A เครื่องตัดพลาสม่า ใช้ไฟฉายแก๊สไอออนไนซ์เพื่อตัดแผ่นโลหะหนา เจ้าของร้านให้ความสำคัญกับความเร็วของเครื่องตัดสำหรับแผ่นโลหะจำนวนมาก พนักงานสามารถทำเครื่องหมายและตัดชิ้นส่วนแบนได้หลายร้อยชิ้นด้วยการเขียนโปรแกรมง่ายๆ

ข้อดีและข้อเสียของเครื่องจักรกลซีเอ็นซี 3 แกน

ผู้ผลิตเลือกการกลึง CNC 3 แกนด้วยเหตุผลหลายประการ:

• เครื่องจักรและเครื่องมือมีต้นทุนต่ำกว่าทางเลือกแบบหลายแกน ต้นทุนการตั้งค่าที่ต่ำกว่าเหมาะกับการผลิตขนาดเล็กถึงขนาดกลาง
• ทางลาด, รูปทรง, กระเป๋า และรู ทั้งหมดพอดีกับซองจดหมาย 3 แกน
• ช่างเครื่องส่วนใหญ่และ ระบบ CAM สามารถควบคุมสามแกน ผู้ควบคุมเครื่องจำเป็นต้องมีทักษะ CNC ขั้นพื้นฐานมากกว่าการฝึกอบรมขั้นสูง
• เครื่องจักร 3 แกนตัดโลหะ พลาสติก ไม้ วัสดุผสม และโฟม
• G-code เดียวกันจะผลิตชิ้นส่วนที่สม่ำเสมอกันในชุดการผลิตที่ยาวนาน
• การใช้เครื่องมือและการป้อนที่เหมาะสมทำให้ได้ชิ้นงานที่เรียบเนียน ลดงานหลังการตัดเฉือน
• การตั้งค่าอย่างรวดเร็วช่วยให้ร้านค้าสามารถจัดส่งได้ ต้นแบบซีเอ็นซี ในเวลาเพียงไม่กี่ชั่วโมงแทนที่จะเป็นไม่กี่วัน

แม้ว่าเครื่องจักรกล CNC 3 แกนจะเหมาะกับงานหลายประเภท แต่ก็มีข้อจำกัดบางประการ:

• กระเป๋าภายในอาจสามารถกักเก็บเครื่องมือได้ นักออกแบบต้องหลีกเลี่ยงช่องที่ปิดมิดชิด
• เครื่องมือจะเข้าใกล้ในแนวตั้งเสมอ การตัดแบบเฉียงต้องผ่านหลายรอบหรือขึ้นรูปด้วยมือ
• เมื่อชิ้นส่วนต้องการการเคลื่อนไหวห้าแกน การตัดเฉือนสามแกนไม่สามารถให้รายละเอียดหรือประสิทธิภาพในระดับเดียวกันได้
• การจับยึดใหม่และการตั้งค่าพิเศษจะเพิ่มเวลาในการกลึงชิ้นส่วนห้าด้าน

การใช้งานทั่วไปของเครื่องจักรกล 3 แกน

เครื่องจักรกลซีเอ็นซี 3 แกนสามารถรองรับอุตสาหกรรมได้หลากหลายเนื่องจากมีความน่าเชื่อถือและคุ้มต้นทุนสำหรับรูปทรงที่เรียบง่าย

Industry	ชิ้นส่วนทั่วไป	เหตุใด 3-Axis จึงเหมาะสม
ยานยนต์	บล็อคเครื่องยนต์, ขาจับ, ชิ้นส่วนเกียร์	การผลิตปริมาณมาก ความซับซ้อนปานกลาง
การบินและอวกาศ	แผงหน้าปัดแบบขายึดธรรมดา	ความสามารถในการทำซ้ำสูง ความแม่นยำดี
บริการทางการแพทย์	เครื่องมือผ่าตัด รากฟันเทียมขนาดเล็ก	ความคลาดเคลื่อนต่ำ คุณภาพที่สามารถทำซ้ำได้
อิเล็กทรอนิกส์	ฮีทซิงค์, กล่องหุ้ม	กระเป๋าที่แม่นยำ รูปทรง 2.5D ที่ซับซ้อน
แม่พิมพ์และแม่พิมพ์	แม่พิมพ์, จิ๊กแบบง่าย	ผิวสำเร็จสูง ควบคุมต้นทุนได้
การก่อสร้าง	วงเล็บที่กำหนดเอง, ชิ้นส่วนไฮดรอลิก	ชิ้นส่วนทนทาน ตั้งค่าได้ง่าย
เครื่องประดับและอุตสาหกรรม	แหวน, จี้พื้นฐาน	แกะสลักรายละเอียด, ขนาดเล็ก
งานไม้	หน้าตู้ แผงตกแต่ง	รูปแบบขนาดใหญ่ การแกะสลัก 2 มิติที่มีรายละเอียด

เนื่องจากเครื่องจักร 3 แกนไม่สามารถเอียงเครื่องมือเพื่อตัดส่วนเว้าหรือส่วนลึกได้ จึงเหมาะกับชิ้นส่วนที่มีคุณลักษณะส่วนใหญ่อยู่บนพื้นผิวด้านบนหรือด้านตรง

การเปรียบเทียบการกลึงด้วยเครื่อง CNC 3 แกนและ 5 แกน

ในขณะที่เครื่องจักร 3 แกนเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงตามแกน X, Y และ Z เท่านั้น เครื่อง5แกน เพิ่มการเคลื่อนไหวแบบหมุนสองแบบ (แกน A และแกน B) ตารางต่อไปนี้จะสรุปความแตกต่างหลักๆ:

คุณสมบัติ (Feature)	เครื่องจักรกล 3 แกน	เครื่องจักรกล 5 แกน
ขวานแห่งการเคลื่อนไหว	X, Y, Z	X, Y, Z, A (เอียง), B (หมุน)
เรขาคณิต	กระเป๋าเรียบง่าย ช่อง ช่องหน้า	การตัดแบบซับซ้อน โพรงลึก ชิ้นส่วนหลายด้าน
ตั้งเวลา	การตั้งค่าหนึ่งรายการหรือมากกว่าสำหรับการทำงานหลายด้าน	การตั้งค่าแบบเดี่ยวครอบคลุมคุณสมบัติส่วนใหญ่
การเขียนโปรแกรม	การตั้งค่า CAM ง่ายขึ้น	การวางแผนเส้นทางเครื่องมือ CAM ที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น
ทักษะของผู้ปฏิบัติงาน	ความรู้พื้นฐานด้าน CNC จำเป็น	การเขียนโปรแกรมขั้นสูง ความเชี่ยวชาญในการหลีกเลี่ยงการชน
ต้นทุนเครื่องจักร	$ $ 25,000- ฮิต	$80,000–$500,000+
ความยืดหยุ่น	จำกัดเฉพาะพื้นผิวที่สามารถเข้าถึงได้	สามารถเข้าถึงชิ้นส่วนจากทุกมุม
การผลิตความเร็ว	ปานกลาง	เสร็จเร็วขึ้น, มีการตั้งค่าน้อยลง
ซ่อมบำรุง	ลด	สูงขึ้นเนื่องจากมีแกนเสริมและตลับลูกปืนหมุน
ประเภทชิ้นส่วนที่เหมาะสม	ชิ้นส่วน 2D และ 2.5D พื้นผิวเรียบ	รูปทรง 3 มิติ ทรงลึก ร่องลึก
ความแม่นยำบนรูปทรงที่ซับซ้อน	ดี	ดีเยี่ยม—ไม่จำเป็นต้องปรับตำแหน่งด้วยตนเอง

ในขณะที่ เครื่องจักรกลซีเอ็นซี 5 แกน ให้ความอิสระและความเร็วที่มากขึ้นในการผลิตชิ้นส่วนที่ซับซ้อน แต่มาพร้อมกับต้นทุนที่สูงขึ้นและการเรียนรู้ที่ซับซ้อนมากขึ้น สำหรับโครงการต่างๆ มากมาย โดยเฉพาะในโรงงานขนาดเล็กและขนาดกลาง การตัดเฉือนแบบ 3 แกนยังคงเป็นตัวเลือกที่ดีกว่าในแง่ของความคุ้มทุน

อ่านเพิ่มเติม: การกลึงด้วยเครื่อง CNC แบบ 3 แกน เทียบกับ 4 แกน เทียบกับ 5 แกน

ภาพรวมของเครื่องจักรหลายแกนอื่น ๆ

เมื่อความต้องการด้านการผลิตเพิ่มมากขึ้น ก็มีขวานต่างๆ เข้ามามีบทบาทมากขึ้น

• ซีเอ็นซี 4 แกน เพิ่มการหมุนรอบแกน X (แกน A) เหมาะกับงานทรงกระบอกและการกัดข้าง
• CNC 7 แกนสร้างขึ้นจาก 5 แกนโดยเพิ่มการเอียงหัวหรือข้อต่อหมุนเพิ่มเติม สามารถรองรับรูปร่างที่ซับซ้อนมากในชิ้นส่วนอากาศยานและทางการแพทย์
• เครื่อง CNC 9 แกนเป็นการรวมเครื่องกัด 5 แกนเข้ากับเครื่องกลึง 4 แกนในเครื่องเดียว การตั้งค่านี้ช่วยให้สามารถกลึงและกัดได้ในเครื่องเดียว
• CNC 12 แกนใช้หัวคู่หรือแกนคู่ โดยแต่ละแกนมีความสามารถ 6 แกน ทำให้เพิ่มปริมาณงานเป็นสองเท่าสำหรับชิ้นส่วนขนาดเล็กที่มีรายละเอียดสูง

เมื่อจำนวนแกนเพิ่มขึ้น ต้นทุนเครื่องจักร ความซับซ้อนของการเขียนโปรแกรม และความต้องการในการบำรุงรักษาก็เพิ่มขึ้นตามไปด้วย ผู้ผลิตต้องชั่งน้ำหนักข้อดีข้อเสียเหล่านี้กับข้อดีของเวลาการตั้งค่าที่ลดลงและการประมวลผลด้วยอุปกรณ์ประกอบชิ้นเดียว

BOYI TECHNOLOGY – พันธมิตรด้านงานกลึง CNC ของคุณ

ต้องการชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำสำหรับโครงการถัดไปของคุณหรือไม่? ศูนย์เครื่องจักรกลซีเอ็นซีในประเทศจีน มีเครื่องจักร CNC 3 แกน 4 แกน และ 5 แกนจำนวนมาก ซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการด้านการตัดเฉือนแบบครบวงจรตั้งแต่ชิ้นส่วน 2 มิติแบบเรียบง่ายไปจนถึงชิ้นส่วน 3 มิติที่ซับซ้อน ไม่ว่าคุณต้องการปรับแต่งต้นแบบเป็นชุดเล็กหรือการผลิตที่มั่นคงในปริมาณมาก เราก็สามารถเสนอราคาอย่างรวดเร็ว การผลิตระดับมืออาชีพ และบริการตรวจสอบคุณภาพอย่างเข้มงวด ติดต่อเราได้ทันทีที่ [ป้องกันอีเมล] เพื่อรับการประเมินกระบวนการฟรีและ การให้คำปรึกษาด้านใบเสนอราคา.

สรุป

เครื่องจักรกลซีเอ็นซี 3 แกนเป็นโซลูชันที่ตรงไปตรงมาและคุ้มต้นทุนสำหรับการสร้างชิ้นส่วนปริซึมและรูปทรงเรขาคณิตที่เรียบง่าย ด้วยการทำความเข้าใจความสามารถและขีดจำกัดของเครื่องจักรกลซีเอ็นซี XNUMX แกน ผู้ผลิตและนักออกแบบสามารถตัดสินใจเลือกกระบวนการ การลงทุนในเครื่องจักร และการวางแผนโครงการอย่างมีข้อมูล

วิศวกรและผู้จัดการร้านควรพิจารณาการใช้เครื่องจักร CNC 3 แกนเมื่อ:

• รูปทรงเรขาคณิตของชิ้นส่วนส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับลักษณะระนาบ
• ปริมาณการผลิตอยู่ในระดับต่ำถึงปานกลาง
• งบประมาณจำกัดต้นทุนเครื่องจักรและเครื่องมือ
• พนักงานร้านมีทักษะ CNC พื้นฐาน
• การออกแบบไม่จำเป็นต้องตัดเฉือนพื้นที่ที่เข้าถึงยากในการตั้งค่าครั้งเดียว

หากชิ้นส่วนของคุณมีโพรงลึก คุณลักษณะมุม หรือเส้นโค้งที่ซับซ้อน การใช้แกน 5 แกนอาจช่วยประหยัดเวลาและลดการตั้งค่าได้ แม้ว่าจะมีต้นทุนสูงกว่าก็ตาม

ติดต่อเรา วันนี้เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเรา บริการเครื่องจักรกลซีเอ็นซี และเราสามารถช่วยคุณทำให้การออกแบบของคุณเป็นจริงได้อย่างไร

คำถามที่พบบ่อย