Centros de mecanizado de 5 ejes frente a 3 ejes: cómo elegir

La pregunta suele llegar acompañada de un dibujo. Un taller tiene una pieza que funciona bien en una máquina de tres ejes y alguien en la reunión pregunta si una máquina de cinco ejes se amortizaría sola. A veces la respuesta honesta es sí y la recuperación es inferior a un año. A veces la respuesta es no y es mejor gastar el dinero en un accesorio y un segundo palé. Las dos máquinas no son una escalera con tres ejes abajo y cinco arriba. Resuelven diferentes problemas y la pieza te dice cuál tienes.

Esta comparación está escrita para la persona que tiene que justificar la compra, no para la persona que disfruta del recuento de ejes. Cubre lo que realmente cambia entre los dos tipos de máquinas, donde una máquina de tres ejes aún gana en costo, las formas de las piezas que empujan un trabajo hacia cinco ejes y el costo de funcionamiento que decide la respuesta al final. Si sus piezas son carcasas en lugar de cuchillas, nuestra guía para elegir una máquina para piezas de caja y carcasa cubre esa familia con más detalle.

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Lo que realmente cambia entre tres y cinco ejes

Un centro de mecanizado de tres ejes mueve la herramienta en tres direcciones rectas. La pieza permanece donde la colocó el accesorio y el corte se realiza en cualquier cara que apunte hacia arriba. Cualquier cosa que tenga una cara diferente es una nueva configuración: suelte la pieza, gírela, búsquela nuevamente y espere que la segunda operación termine donde la primera.

Una máquina de cinco ejes añade dos movimientos giratorios. Uno gira la pieza alrededor de un eje vertical y el otro la inclina. La herramienta sigue siendo un husillo de tres ejes; la pieza simplemente presenta una cara diferente sin ser retirada de la mesa. Ese único cambio es toda la historia. El valor de una máquina de cinco ejes no es que pueda alcanzar más, sino que alcanza más sin que la pieza salga del dispositivo.

Existe una diferencia práctica entre una máquina con mesa de muñones y una máquina con cabezal giratorio. Un muñón transporta la pieza y la inclina debajo del husillo, lo que se adapta a trabajos más pesados ​​y redondos. En su lugar, un cabezal giratorio mueve el husillo, lo que es adecuado para piezas planas grandes donde la pieza es demasiado pesada para inclinarla. Ambas son máquinas de cinco ejes y la elección entre ellas depende del peso y la forma de la pieza más que del número de ejes.

Donde los tres ejes siguen ganando

Las máquinas de tres ejes son más baratas de comprar, más baratas de utilizar y más fáciles de mantener precisas durante años de producción. En la parte derecha también son más rápidos, porque una máquina que nunca mueve un eje giratorio se la pasa todo el tiempo cortando.

Ganan claramente cuando la obra es plana y abierta. Las placas, cubiertas, soportes y placas de molde con cavidades y orificios en una cara son trabajos de tres ejes incluso cuando el volumen anual es de decenas de miles. Añade un cuarto eje en forma de simple indexador y una gran parte de piezas prismáticas que necesitan dos o tres caras se pueden manipular sin acercarse a una máquina de cinco ejes.

También ganan en mano de obra y programación. Un programa de tres ejes es más corto de escribir, más rápido de probar y más fácil de asumir para un nuevo operador. Un taller que ejecuta una combinación de lotes cortos con cambios frecuentes debería pensar detenidamente antes de agregar una máquina cuyas configuraciones son más largas y cuyos programas deben verificarse en más direcciones.

Donde Five Axes gana su costo

El argumento a favor de cinco ejes casi nunca se refiere a una característica que no pueda cortarse de otra manera. Se trata de características que no se pueden recortar de forma rentable de ninguna otra manera.

Caras en ángulo y orificios transversales en una sola configuración

Una pieza con caras en ángulo entre sí, o agujeros que cruzan la pieza en diferentes orientaciones, es el trabajo clásico de cinco ejes. En una máquina de tres ejes, cada dirección es una sujeción separada. En una máquina de cinco ejes, la pieza se sujeta una vez, se inclina hacia cada cara por turno, y las relaciones entre las características las mantiene la máquina en lugar de que el operador las vuelva a fijar. Cuando una pieza necesita cuatro o más orientaciones, el tiempo de preparación por sí solo suele resolver la discusión.

Superficies y hojas de forma libre

Las superficies curvas que cambian de dirección a medida que recorren la pieza no pueden ser seguidas por una máquina de tres ejes sin dejar marcas por donde pasa la herramienta. Impulsores, ruedas de turbinas y compresores, hélices y las superficies esculpidas de las matrices son las partes en las que cinco ejes no es una conveniencia sino la única forma sensata de producir la forma. La herramienta permanece normal a la superficie durante toda la pasada, razón por la cual el acabado sale de la máquina en lugar de un banco.

Cavidades profundas y herramientas cortas

Una cavidad profunda cortada por una máquina de tres ejes necesita una herramienta larga para llegar al fondo, y una herramienta larga se desvía. Inclinar la pieza permite a la máquina utilizar una herramienta más corta y rígida y llegar a la misma esquina. En el trabajo con moldes, esto a menudo decide la elección, porque la alternativa es terminar la pieza a mano después o aceptar un corte más pesado y un ciclo más lento.

El costo lo decide: configuraciones, no horas de husillo

Los compradores suelen comparar los tipos de máquinas según la velocidad de corte. Rara vez es ahí donde está el dinero. En un trabajo que necesita varias orientaciones, el costo reside en las horas que la pieza pasa en movimiento en lugar de en corte.

Tome una pieza que necesite trabajo en cinco caras. En una máquina de tres ejes que son tres o más amarres, cada uno con una carga, un re-dato, una verificación del primer corte y el riesgo de una pieza desechada si se ha movido un elemento de localización. El corte en sí podría durar cuarenta minutos de un día mucho más largo. En una máquina de cinco ejes, la misma pieza se carga una vez y el tiempo del operador pasa a la siguiente pieza mientras la máquina indexa. Cuando un taller procesa la misma pieza repetidamente, esa diferencia agrava cada turno.

Por el contrario, una máquina de cinco ejes cuesta más, sus ejes giratorios necesitan cuidados y sus programas tardan más en probarse. El cálculo no es el precio de la máquina frente al precio de una máquina de tres ejes. Son las horas ahorradas durante la vida útil de la pieza frente al costo adicional, además de una mirada detenida a qué parte del trabajo del taller es en realidad multifacético y de forma libre, y qué parte es una placa plana que funcionaría igual de bien en una máquina vertical rígida.

Una regla general útil: si una familia de piezas necesita tres o menos orientaciones y las superficies son planas o cilíndricas, quédese con tres ejes e invierta en accesorios y paletas. Si una familia necesita cuatro o más orientaciones, lleva caras angulosas o tiene superficies curvas que deben salir terminadas de la máquina, cinco ejes no es un lujo.

Qué parte las familias señalan en qué dirección

La mayor parte del trabajo que llega a un taller mecánico se divide en grupos reconocibles y el grupo suele tomar la decisión.

Territorio de tres ejes

Placas, tapas, soportes, placas base, bridas y soportes simples con características en una o dos caras. Placas de molde y zapatas de matriz. Piezas largas, como vigas y bancadas, donde la pieza es demasiado grande para inclinarla y demasiado pesada para moverla entre operaciones.

Territorio de los cinco ejes

Impulsores, ruedas de turbina y discos de palas. Cavidades y núcleos de molde esculpidos. Piezas con caras en ángulo y orificios transversales, como cuerpos de válvulas, colectores y accesorios complejos. Piezas médicas y de instrumentación con contornos en varios lados. Cualquier parte donde de otro modo se necesitaría un acabado de banco para que la superficie fuera aceptable.

Piezas redondas que prefieren un torno

Los ejes, casquillos, pasadores y accesorios torneados no son realmente una cuestión de tres o cinco ejes. Primero van a un torno. Cuando la misma pieza también tiene agujeros transversales, partes planas o características descentradas, una máquina de torno-fresa termina ambos extremos de una sola vez, y un centro de torneado-fresado de cinco ejes toma las piezas redondas más complejas sin ningún segundo accesorio.

Máquinas que pondríamos en cada familia

Handemo construye las tres familias, por lo que no tenemos motivos para preferir un tipo sobre otro. Lo que sigue es la versión corta de cómo asignaríamos el trabajo.

Centros de Mecanizado Verticales de Piezas Planas y Prismáticas

Una máquina vertical rígida sigue siendo la herramienta más económica para placas, cubiertas y soportes. El VMC1160 tiene la envoltura para una fundición del tamaño de una puerta, y el VMC855 cubre las familias más pequeñas donde el ciclo es corto y el accesorio hace la mayor parte del trabajo. La completa gama vertical abarca desde modelos livianos y rápidos hasta piezas fundidas pesadas para trabajos con moldes.

Centros compactos de cinco ejes para trabajos multifacéticos

Para piezas pequeñas y medianas con características en ángulo, orificios transversales o contornos en varios lados, un centro compacto de cinco ejes mantiene todo el trabajo en una sola mesa. El U260 y sus compañeros más grandes en el rango de cinco ejes están construidos alrededor de una mesa de muñón, por lo que la pieza se inclina en lugar de moverse entre operaciones. Esta es la clase que cotizaríamos para un taller cuyo trabajo ha pasado de ser placas planas a piezas contorneadas.

Centros de cinco ejes de alta velocidad para trabajos de moldes y troqueles

Los talleres de moldes y troqueles necesitan el alcance y la velocidad adicionales que conlleva un pórtico o una estructura elevada. El TMC630 cubre piezas de molde y matriz donde la cavidad tiene que salir de la máquina terminada, y la nota sobre la selección de la máquina en nuestra página de aplicación de molde y matriz establece cómo lo combinamos con el tamaño del bloque y la profundidad de la cavidad.

Centros de fresado-torneado de cinco ejes para piezas redondas complejas

Cuando una pieza es redonda pero también tiene orificios en ángulo, características fuera de eje o un extremo posterior mecanizado, un centro de fresado-torneado de cinco ejes elimina por completo la segunda operación. Para un taller que ya gira ejes y manguitos, esta suele ser la compra más útil que una fresadora de cinco ejes independiente, porque absorbe el trabajo que ya está haciendo el torno.

Consejos de compra que sobreviven a la reunión

Tres cuestiones resuelven la mayoría de estas decisiones.

Primero, ¿cuántas orientaciones necesita la pieza? Cuéntelos honestamente. Si la respuesta es uno o dos, se acabó la discusión.

En segundo lugar, ¿en qué medida el trabajo del taller se parece a esa parte? Una máquina de cinco ejes comprada para un único trabajo incómodo permanecerá inactiva. Una máquina de cinco ejes comprada porque un tercio de la cartera de pedidos es multifacética es una propuesta diferente.

En tercer lugar, ¿para qué serviría el dinero en otros lugares? Una máquina de tres ejes más un dispositivo adecuado, un sistema de paletas y una segunda herramienta de corte pueden ahorrar más horas por turno que una máquina de cinco ejes. En muchas tiendas pequeñas, el accesorio es la palanca más barata.

Si la respuesta aún apunta a cinco ejes, compre suficiente máquina para cubrir las familias de piezas que espera, no sólo la pieza que tiene delante. Las mesas giratorias y los sobres son difíciles de actualizar más adelante, mientras que se pueden agregar herramientas y soportes a medida que llega el trabajo.

Preguntas frecuentes

¿Es siempre una máquina de cinco ejes más precisa que una máquina de tres ejes?

No. La precisión proviene de la estructura, los rieles y de qué tan bien está configurada y mantenida la máquina, no del recuento de ejes. Una máquina de tres ejes bien construida dará mejores resultados que una máquina de cinco ejes con un mantenimiento deficiente. Lo que los ejes adicionales le brindan es la capacidad de mantener la relación entre características que de otro modo se establecerían mediante una nueva fijación manual.

¿Puede una máquina de cinco ejes sustituir a varias máquinas de tres ejes?

Cuando el trabajo es genuinamente multifacético, sí, y esa es la razón habitual para comprar uno. Cuando el trabajo consiste en placas planas y carcasas simples, no puede hacerlo, porque una máquina de tres ejes que corta una pieza simple es más rápida y más barata de operar. La mayoría de los talleres que pasan a cinco ejes mantienen sus máquinas verticales para las familias sencillas.

¿Necesito cinco ejes simultáneos o es suficiente con posicionamiento?

Muchos trabajos solo necesitan inclinar la pieza hacia una nueva orientación y luego cortarla en tres ejes. Se trata de un posicionamiento de cinco ejes y cubre una gran parte del trabajo con caras en ángulo. Se necesita un movimiento simultáneo de cinco ejes cuando la herramienta debe permanecer normal a una superficie que cambia de dirección, como en los impulsores y las matrices esculpidas. Los dos son requisitos diferentes y saber cuál necesita su pieza cambia el precio.

¿Qué debo comprobar antes de comprar una máquina de cinco ejes usada?

Los ejes giratorios, ante todo y por encima de todo. Solicite un registro de su mantenimiento, verifique el juego de la mesa y repita cualquier corte de prueba que el vendedor permita. La electrónica para controles más antiguos puede ser difícil de conseguir, y una máquina con ejes giratorios desgastados es más cara que una máquina nueva de tres ejes, no menos. Si no puede inspeccionarlo en funcionamiento, no lo compraríamos.

¿Cómo me decido por una parte de la familia en lugar de una sola parte?

Envíenos los planos de la familia, con cantidades anuales, y los clasificaremos en trabajo plano, trabajo multifacético y trabajo redondo, luego le mostraremos qué máquina lleva cada grupo y dónde cae el recuento de configuraciones. Éste es un ejercicio más útil que discutir sobre una sola parte, porque una parte rara vez paga por una máquina y una familia a menudo lo hace.

Envíenos las piezas que realmente utiliza

Si va a pesar una compra de cinco ejes, envíenos los dibujos y las cantidades anuales en lugar de una sola muestra. Volveremos con la configuración de ejes que recomendaríamos, la máquina de nuestra gama que la coincide y una nota honesta sobre cuáles de sus piezas deben permanecer en una máquina de tres ejes. Handemo fabrica máquinas herramienta desde 2008 y suministra a compradores en más de 150 países desde una planta de 220.000 m², por lo que preferimos venderle la máquina correcta una vez que la incorrecta dos veces.

Contacto Handemo CNC | Correo electrónico: sales1@handemocnc.com | WhatsApp: +86 135 6320 3038

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