Технология обработки с ЧПУ за последние пару лет превратилась из простых станков в более сложные. 5-осевая обработка с ЧПУ — один из самых передовых процессов, доступных сегодня. В нем реализована технология субтрактивной обработки, обеспечивающая безграничные возможности при создании деталей. В этом методе используются режущие инструменты, работающие по пяти осям, для резки заготовок желаемой формы и размера.
5-осевая обработка обеспечивает повышенную точность, эффективность и надежность. Увеличенное количество осей также дает 5-осным фрезерным станкам более выдающиеся возможности, чем у их аналогов. Более того, этот процесс допускает полную автоматизацию и управление с помощью компьютерного числового управления (ЧПУ). В результате многие надежные станки с ЧПУ полагаются на эту технологию для прецизионная обработка с ЧПУ сервисов.
В этой статье рассматриваются основы 5-осевой обработки с ЧПУ. Здесь мы объясним, что такое 5-осевая обработка и как работает этот процесс, разбивая различные оси. Вы также узнаете о плюсах и минусах использования этого процесса обработки и его распространенных применениях. Информация, которую мы предоставляем, поможет вам максимально эффективно использовать 5-осевую технологию.
Что 5-осевая обработка с ЧПУ?
Эта процедура предполагает перемещение режущего инструмента по пяти осям одновременно. 5-осевые станки с ЧПУ предлагают три линейные оси, работающие одновременно с двумя осями вращения для изготовления сложных деталей. Обычно это увеличивает наклон рабочего стола или шпинделя инструмента, что позволяет увеличить вращение и движение.
5-я ось позволяет станкам изготавливать до 5 граней за одну операцию. Это делает процесс очень эффективным и точным. Это также делает его подходящим для создания сложных структур и функций с минимальными настройками. Поскольку некоторые детали требуют последовательной обработки пяти граней, этот процесс становится все более ценным для нескольких отраслей.
Чтобы помочь понять оси 5-осевого фрезерного станка с ЧПУ, давайте объясним, что влечет за собой подсчет осей в CNC-обработка. Число осей обработки — это количество направлений, в которых режущий инструмент (или сырье) может перемещаться для создания желаемого продукта. Например, обычные станки с ЧПУ имеют трехосный счет. Следовательно, их режущие инструменты могут перемещаться только по осям X, Y и Z.
Режущий инструмент перемещается:
- Вбок по оси X;
- Вертикально по оси Y;
- Взад и вперед по оси Z.
5-осевые обрабатывающие центры расширяют функциональность линейных осей за счет наклона (и вращения) рабочего стола. Есть две дополнительные оси вращения, называемые осью A и осью C. Ось A также называется осью наклона стола, а ось B — осью вращения стола. Включение этих осей позволяет обрабатывать более сложную геометрию, чем 2- или 3-осевые станки с ЧПУ. В таблице ниже приведены перемещения осей.
| Топоры | Механизм |
| X | Слева направо |
| Y | Спереди назад |
| Z | Сверху вниз |
| A | Вращение вокруг оси X (наклоны вперед и назад) |
| B | Вращение вокруг оси Y (наклон слева направо) |
Каким 5-осевая обработка с ЧПУ Работа?
Как и другие станки с ЧПУ, 5-осевой фрезерные с ЧПУ машины полагаются на инструкции компьютера. Запрограммированные инструкции для станка управляют движением режущего инструмента и заготовки. Процесс 5-осевой обработки начинается с создания 3D-модели CAD нужных компонентов.
После этого модель CAD экспортируется в программное обеспечение CAM, преобразуя ее в компьютерную программу (G-код). G-код содержит инструкции для станка с ЧПУ. Он содержит траектории инструмента, созданные в соответствии с геометрией желаемой детали. Инструкции управляют перемещением режущего инструмента по линейным осям (X, Y и Z). Он также контролирует направление рабочего стола по осям вращения (A и B) для создания нужной детали.
Этот процесс позволяет обрабатывать 5 граней заготовки за один установ. Таким образом, это экономит время и затраты на производство, помогая быстрее вывести вашу продукцию на рынок. Но учтите, что скорость и направление движения зависят от типа и конфигурации 5-осного станка.
Типы 5-осевых станков с ЧПУ
5-осевые станки могут улучшить процесс обработки и улучшить масштабируемость. Эти обрабатывающие центры могут быть различных типов в зависимости от обрабатывающей промышленности.
Три основных типа 5-осевых станков с ЧПУ:
Голова/Голова
Машины «Голова/Голова» имеют оси вращения, расположенные в головке. Их 5-осевая вершина устанавливается на платформу, которая перемещается по неподвижному рабочему столу, удерживая заготовку на месте. Таким образом, вам не придется беспокоиться о зацеплении инструмента за шпиндельную головку станка.
Таким образом, у вершины больше шансов перемещаться вокруг заготовки, что делает ее пригодной для изготовления крупных и тяжелых деталей. Стол станка выдерживает большой вес без ущерба для точности вращения. Однако конструкция этих машин ограничивает их перемещения по поворотным осям.
Руководитель/стол
Установка «голова/стол» имеет одну ось вращения в головке, а другую — в поворотном столе. Их вращающаяся ось имеет ограниченный диапазон и расположена в голове. С другой стороны, поворотный вал имеет более широкий (неограниченный) диапазон и расположен в столе.
Эта установка выгодна, поскольку она позволяет постоянно вращать заготовку без каких-либо ограничений. Однако существует ограничение на количество деталей, которые он может произвести. Это связано с тем, что заготовка опирается на поворотную ось.
Стол/Стол
В этой схеме поворотные оси 5-осевых станков расположены внутри стола. Поэтому все вращения происходят на столе, а голова не двигается. Конструкция этих станков делает их пригодными для обработки подрезов. Более того, поскольку головка не вращается, станочники легко смогут увидеть, как будет происходить резка на этапе программирования.
Однако конструкция станка менее подходит для обработки крупных или тяжелых деталей. Это ограничение связано с неспособностью стола выдерживать слишком большой вес.
5-осевая обработка с ЧПУ Конфигурации | Стили операций
Как говорилось ранее, перемещение осей 5-осевого производственного процесса зависит от инструкций программы ЧПУ. По сути, существует два стиля обработки с ЧПУ, которые работают с 5 осями:
Стиль цапфы
Машина с цапфой работает так, что ось A вращается вокруг оси X, а ось C вращается вокруг оси Z. Движение стола указывает поворотные оси. То есть обе оси вращения расположены внутри стола, а головка остается неподвижной (Стол/Стол). 5-осевые станки с ЧПУ типа Trunnion подходят для:
- Большие объемы работы
- Удаление тяжелого металла без смещения головки
- Улучшенные возможности подрезания
Стиль поворота и поворота
5-осевой станок с ЧПУ с поворотным поворотом работает с осью B, вращающейся вокруг оси Y, а ось C вращается вокруг оси Z. Это движение отличается от типа Trunnion, поскольку стол остается горизонтальным на протяжении всего процесса резки. В результате он может поддерживать более тяжелые компоненты. Поворотно-поворотные машины подходят для:
- Обработка более крупных деталей
- Использование более коротких режущих инструментов
Преимущества 5-осевая обработка с ЧПУ
Возможность одновременного перемещения режущего инструмента и заготовки до 5 граней дает ряд преимуществ во многих отраслях. Это позволяет экономично и эффективно изготавливать сложные детали.
Вот основные преимущества этого производственного процесса:
Простые операции настройки
5-осевой станок с ЧПУ позволяет обрабатывать пять поверхностей одновременно. Для обычной 3-осевой обработки может потребоваться несколько установов для обработки деталей с несколькими гранями. А вот 5-осевая технология завершает обработку фасонных деталей и других многогранных деталей в единой конструкции. Это позволяет изготавливать детали сложной геометрии с меньшим количеством переналадок.
Сложные формы станков (обозначения GD&T)
Дополнительное вращение в этом процессе обработки помогает достичь более сложных конструкций и геометрических форм. Станок позволяет выполнять бесшовную обработку дуг и углов, что раньше было возможно только с помощью нескольких специальных приспособлений. Процесс 5-осевого фрезерования позволяет вращать детали за одну операцию для достижения желаемой геометрии, устраняя необходимость в сложных приспособлениях.
Кроме того, этот метод прекрасно сочетается с вызовами GD&T для создания базовых элементов за одну операцию. 5-осевое фрезерование также подходит для Приложения для обработки с ЧПУ требующие допусков на профиль поверхности на поверхностях сложной формы.
Высокая точность и повторяемость
Дополнительные настройки, связанные с ручная обработка по сравнению с обработкой на станке с ЧПУ привести к тому, что станочники потеряют точную центровку во время изготовления. Однако минимальные настройки, необходимые для 5-осевого фрезерования с ЧПУ, уменьшают вероятность ошибок и повышают точность, необходимую для достижения превосходного качества.
Различные типы 5-осевых станков, доступные сегодня, устраняют необходимость перемещать заготовки под разными углами во время обработки. Таким образом, вы можете быть уверены в улучшенных допусках обработки. Более того, некоторые конфигурации станков позволяют использовать более короткие режущие инструменты. Это увеличивает срок службы инструментов и обеспечивает повторяемость.
Высокая скорость резки
5-осевая обработка гарантирует, что режущие инструменты располагаются по касательной к режущим поверхностям. Такое расположение позволяет удалять больше материалов при каждом вращении инструмента. Таким образом, сокращается время цикла и общие затраты на обработку.
Гладкая поверхность
Дополнительные оси в этой технике обеспечивают правильную ориентацию заготовок, приближая их к режущему инструменту. В результате вы можете использовать более короткие режущие инструменты для создания желаемых форм. Эти более короткие инструменты могут резать на очень высоких скоростях практически без вибрации.
Меньшая вибрация еще больше снижает вероятность появления «вибрирующих» следов на готовом изделии. Процесс вертикальной обработки также улучшает использование шпинделя при обработке наклонных поверхностей. Таким образом, с помощью этой техники вы сможете добиться лучшего качества поверхности и сократить затраты и время, связанные с последующей обработкой.
Экономьте время цикла и деньги
Детали, обработанные по 5 осям, часто изготавливаются за одну операцию из-за преимущества высокоскоростного процесса. Единственная установка помогает сэкономить время и деньги. Более того, использование более коротких режущих инструментов с более длительным сроком службы устраняет необходимость постоянной замены инструмента, что экономит деньги и время.
Кроме того, процесс 5-осевого фрезерования можно автоматизировать, что сокращает количество человеческих операций и трудозатрат. Это снижает трудозатраты, связанные с данным процессом. Таким образом, 5-осевая обработка с ЧПУ является экономически эффективным решением, которое ускоряет вывод вашей продукции на рынок.
Недостатки 5-осевая обработка с ЧПУ
Несмотря на множество преимуществ 5-осевой технологии ЧПУ, ее использование не совсем подходит для некоторых приложений.
Некоторые из препятствий этого процесса включают следующее:
Высокие первоначальные затраты
Стоимость приобретения 5-осевого станка с ЧПУ и его необходимого программного обеспечения высока. Это намного выше, чем необходимо для 3-осевых обрабатывающих центров. Кроме того, требования к техническому обслуживанию машины также довольно сложны, чем у обычных станков. Этот аспект также напрямую увеличивает затраты на обработку деталей, обработанных по 5 осям.
Сложное программирование
Два дополнительных вращательных движения и пространственная траектория их движения абстрактны и сложны. Например, чтобы обработать поверхность произвольной формы, вам потребуется:
- Передать несколько преобразований координат;
- Проводить сложные пространственные геометрические операции;
- Рассмотрим координацию движения каждой оси.
Все это необходимо, чтобы избежать столкновений и помех и обеспечить необходимое количество интерполяционного движения. Следовательно, достижение желаемой точности обработки, аккуратности и качества поверхности требует большей сложности программирования.
Повышенные требования к операторам
5-осевое фрезерование с ЧПУ — это передовая технология, включающая расширенное программирование, настройку станка и операции. Поэтому процесс требует высокой квалификации технических операторов. Зачастую это приводит к увеличению затрат на рабочую силу.
Получите максимальную отдачу от 5-осевая обработка с ЧПУ
Недостаточное использование возможностей 5-осевой обработки является обычным явлением. Некоторые операторы не понимают всех возможностей машины. У других может не быть знаний программирования для выполнения передовых операций.
Следующие советы помогут вам воспользоваться преимуществами этого производственного процесса:
Выбирайте правильные элементы управления и программное обеспечение
Прежде чем принять решение об использовании 5-осевой технологии, постарайтесь получить достаточно информации. Анализируйте данные от заказчика, проверяя на точность и правильность. Внимательно осмотрите компонент и проверьте, есть ли необходимость в предварительном тестировании.
Программное обеспечение для моделирования будет полезно для проверки процесса перед переводом. CAD дизайн в CAM-модель. Программное обеспечение поможет контролировать длину инструмента, его натяг и размер детали. Необходимо инвестировать в программы и программное обеспечение, которые дополняют возможности 5-осевого станка. Кроме того, было бы лучше провести анализ затрат, чтобы убедиться, что вы используете наиболее экономически эффективный процесс для работы.
Избегайте столкновений
Создание 5-осевых траекторий инструмента часто предполагает общий компромисс между высокоскоростной резкой и снижением риска поломки. Столкновения могут привести к выходу из строя компонентов, повреждению машины или к поломке деталей.
К счастью, использование определенных программных инструментов может устранить эту проблему. Программное обеспечение будет проверять каждое движение инструмента, чтобы увидеть, не наткнется ли он на что-нибудь. Пока ЧПУ дизайн обработки смоделировано правильно, программа увидит столкновение до того, как оно произойдет.
Выберите систему обнаружения инструментов
5-осевая обработка с ЧПУ обеспечивает высокую производительность, но также может увеличить риск ошибок. Это может быть связано с использованием неправильного инструмента или сломанным режущим инструментом. Использование системы обнаружения инструментов может свести к минимуму такие ошибки. Эта система поможет проанализировать инструмент, который вы хотите использовать, и убедиться, что вы выбрали правильный.
Запустите кинетику
Запуск кинетики позволит достичь особенностей каждой функции с повышенной точностью. Это поможет вам понять правильное расположение режущих инструментов относительно точек поворота осей.
Общие приложения 5-осевая обработка с ЧПУ
Этот производственный процесс подходит для применения в нескольких отраслях, требующих высокой точности, сложных форм и жестких допусков.
Типичные приложения:
Компоненты для авиакосмической промышленности
Аэрокосмической промышленности требуются компоненты органической формы с контурными краями и сложной формы. Детали аэрокосмической отрасли уникальны и геометрически сложны, поэтому 5-осевая обработка является идеальной технологией. Этот процесс обеспечивает высокий уровень детализации и снижает необходимость повторной установки режущей головки. Таким образом, детали для аэрокосмической отрасли остаются максимально точными и соответствуют отраслевым стандартам.
Медицинское оборудование
Качество и точность не подлежат обсуждению, когда речь идет о производстве медицинского оборудования. Высокоточные возможности 5-осевого процесса изготовления помогают производить имплантаты, устройства и другое оборудование, отвечающее строгим требованиям здравоохранения. Большинство компонентов маленькие и сложные. Другие представляют собой сложное оборудование для электрического сканирования и мониторинга. 5-осевая технология предлагает эффективные и экономичные способы производства этих компонентов.
Производство энергии
Энергетическая отрасль часто требует сложных и передовых компонентов, включая солнечные энергетические системы и электростанции. Быстрое появление 5-осевой обработки обеспечивает прецизионную обработку с ЧПУ детальных и специфических деталей энергетического оборудования. Эти детали обработаны так, чтобы быть долговечными и обеспечивать устойчивость рабочего пространства.
Почему именно 5-осевая обработка с ЧПУ По сравнению с другими методами
Выбор между 5-осевыми обрабатывающими центрами и другими технологиями может оказаться довольно сложной задачей. Чтобы сделать правильный выбор, необходимо учитывать множество факторов. Вот сравнение этой технологии с другими методами.
5-осевая обработка с ЧПУ по сравнению с 3+2-осевой обработкой с ЧПУ
Многие люди склонны путать эти два метода. 5-осевая обработка с ЧПУ, также известная как непрерывная 5-осевая обработка, предполагает непрерывное вращение режущих инструментов по пяти осям. Напротив, при 3+2-осевой обработке выполняется 3-осевая программа. Во время этого процесса режущий инструмент фиксируется под углом. Две поворотные оси определяют этот угол.
Основным преимуществом 5-осевой обработки по сравнению с 3+2-осевой обработкой на станках с ЧПУ является скорость. Последнее предполагает постоянную остановку и запуск станка между каждой ориентацией инструмента. Однако первый завершает резку за одну операцию. Кроме того, 5-осевая обработка больше подходит для сложных поверхностей, а 3+2-осевая обработка с ЧПУ работает в основном для плоской обработки.
Поскольку 5-осевые станки требуют меньшего количества зажимов и специального приспособления, стоимость обработки ниже, чем у 3+2-осевых аналогов. Однако следует учитывать, что программирование, связанное с 5-осевой технологией, намного сложнее, чем при 3+2-осевой обработке.
5-осевая обработка с ЧПУ против 3D-печати
В отличие от 5-осевого процесса обработки с ЧПУ, 3D-печать — это процесс аддитивного производства, который предполагает послойное создание компонентов. Хотя эти технологии различаются по принципу работы, в их применении имеется больше совпадений. Оба они обеспечивают высокую точность, быстрый цикл обработки, повышенную повторяемость и превосходное качество поверхности.
3D-печать не требует специальных приспособления или инструмент. В результате первоначальная стоимость установки также минимальна. Однако 5-осевые станки с ЧПУ обеспечивают лучшую точность размеров, чем 3D-печать. Они могут точно обрабатывать как маленькие, так и очень большие детали. Получение чрезвычайно жестких допусков с помощью 3D-печати потребует дополнительных операций постобработки.
Работайте с RapidDirect для 5-осевая обработка с ЧПУ
После объяснения 5-осевой обработки вы теперь полностью понимаете 5-осевую обработку с ЧПУ. Пришло время взять на себя ответственность за свой производственный опыт. 5-осевые станки с ЧПУ упрощают производственные процессы, обеспечивают более быстрое и экономически эффективное производство, а также повышают точность и аккуратность. Однако они подходят не для всех конструкций. Например, 3- или 4-осевые станки с ЧПУ могут быть более подходящими и экономичными для точных вырезов, отверстий и полостей.
Поэтому перед началом проекта важно связаться со специалистом по механической обработке с ЧПУ. RapidDirect – ведущий Обработка с ЧПУ провайдер по всему миру. У нас есть несколько 5-осевых станков с ЧПУ, в том числе Hermle C650, C400, C250, C42 и C22. Наши сильные услуги по 5-осевой обработке с ЧПУ позволяют производить высокоточные детали, обработанные на станках с ЧПУ, с высоким качеством, быстрым сроком поставки и конкурентоспособной ценой.
Наши высококвалифицированные специалисты также предлагают техническую поддержку, которая поможет вам сделать выбор между нашим спектром технологий обработки и материалами промышленного класса. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы мы могли обсудить ваш проект. Загрузите свой файл проекта на нашу платформу мгновенного предложения, чтобы получить мгновенное интерактивное предложение с бесплатным анализом DFM.
