3- och 4-axliga maskinverktyg används oftare än 5-axliga. De centrala orsakerna ligger i den omfattande påverkan av faktorer som kostnad, komplexitet och graden av matchning med tillämpliga scenarier. Nyckeln till att välja mellan 3-axliga, 4-axliga eller 5-axliga maskinverktyg är att matcha delarnas strukturella egenskaper och precision.

1. Huvudorsaker till den relativt lägre appliceringsfrekvensen för 5-axliga verktygsmaskiner

1.1 Kostnadsfaktorer

• Låg startinvestering: 3- och 4-axliga maskinverktyg har enkla strukturer, och deras tillverknings- och underhållskostnader är avsevärt lägre än för 5-axliga maskinverktyg (prisskillnaden kan vara flera gånger så många).
• Låga driftskostnader: 5-axliga maskinverktyg kräver mer avancerad programmering, operatörer med högre kompetens samt dyrare verktyg och fixturer.

1.2 Att matcha examen med tillämpliga scenarier

Inom industriell produktion kan mer än 80 % av delarna bearbetas med 3- eller 4-axliga maskinverktyg utan de komplexa funktionerna hos 5-axliga.

• 3-axliga verktygsmaskiner: Lämpliga för delar med hyvel, steg, hålsystem och enkla böjda ytor (som cylindriska ytor), såsom ytfräsning, borrning av mekaniska delar och yttre cirkelbearbetning av svarvar. De täcker grundläggande delar som formplåtar, axlar och lådor.
• 4-axliga maskinverktyg: Efter att ha lagt till en roterande axel kan de bearbeta cirkumferiellt fördelade hål, spår (såsom radiella hål på flänsar), spiralytor (såsom skruvar) med mera. De är lämpliga för massproduktion av delar med vinkelegenskaper (såsom bladämnen och ventilkärnor).
• 5-axliga maskinverktyg: Riktar sig endast mot delar med komplexa rumsliga böjda ytor eller polyedrar (såsom flygmotorblad, impellrar och formhåligheter). Sådana delar utgör en låg andel i hela tillverkningsindustrin (cirka 10 % - 15 %) och är mestadels koncentrerade till avancerade områden (flyg- och rymdteknik, precisionsformar med mera).

1.3 Programmering och funktionskomplexitet

• Enkel programmering för 3/4-axlar: CAM-mjukvaruprogrammering för 3-axlig eller 4-axlig är mer intuitiv, och utbildningsperioden för ingenjörer är kort.
• Professionellt stöd krävs för 5-axlig länkning: 5-axlig länkprogrammering behöver hantera problem som verktygsstörningar, och efterbearbetning är komplex, vilket kräver hög kompetens från operatörerna.

2. Urvalskriterier för 3-, 4- och 5-axliga verktygsmaskiner

2.1 Geometriska egenskaper hos delar

Delarnas geometriska egenskaper (särskilt fördelningen av böjda ytor, vinklar och hålpositioner) är avgörande för att bestämma antalet axlar på verktygsmaskinen.

2.1.1 Tillämpliga scenarier för 3-axliga verktygsmaskiner

• Enkel geometri: Høvelfräsning, borrning, gängning, konturbearbetning (såsom plåt- och boxdelar).
• Enkelsidig bearbetning: Alla funktioner måste slutföras från en riktning (vertikal eller horisontell).
• Lågkostnadsefterfrågan: Begränsad budget eller bearbetningsuppgifter kräver inga komplicerade vinkeljusteringar.

2.1.2 Tillämpliga scenarier för 4-axliga maskinverktyg

• Cylindriska ytfunktioner: Bearbetning som behöver rotera runt en enda axel (såsom kugghjul, kamaxlar, cylindriska karveringar).
• Indexeringsprocess: Positionering genom rotationsaxeln indexering för att minska klämtiderna (såsom flerfjäsning med flera sidor, jämnt fördelade hål).
• Medelkomplexitet: Mer flexibel än 3-axlig länk, men inget behov av 5-axlig länkning.

2.1.3 Tillämpliga scenarier för 5-axliga verktygsmaskiner

• Komplexa böjda ytor: Delar som kräver kontinuerlig flervinkelbearbetning (såsom impellrar, rymdstrukturer, medicinska implantat).
• Höga precisionskrav: Undvik felackumulering orsakad av flera klämmor.
• Enkel klämformning: Förbättra bearbetningseffektiviteten hos högvärdiga delar.

2.2 Precision och satskrav

2.2.1 Precisionskrav

• Vanlig precision (±0,01 mm): 3-axlar och 4-axlar är tillräckliga (bildelsar, allmän maskin)
• Hög precision (±0,005 mm): Komplexa delar kräver 5-axlig (för att minska klämfel)

2.2.2 Produktionsbatch

• Små serier/komplexa delar: 5-axlig förbättrar effektiviteten (enkelklämning)
• Massproduktion/Enkla delar: 3-axlar/4-axlar är mer ekonomiska