Что такое пятиосевая обработка?

5-осевая обработка с ЧПУ - это универсальный производственный процесс, в котором инструмент движется в пяти различных направлениях, придавая материалу нужную форму. Эта многоосевая технология использует движение по осям X, Y и Z, а также вращение вокруг осей A и B.

Благодаря 5-осевой обработке детали можно обрабатывать под любым углом за одну операцию, что снижает необходимость в повторном позиционировании заготовки. Это не только экономит время, но и обеспечивает высокую точность, что делает его идеальным для производства сложных деталей с замысловатыми деталями.

Что означает "5" в слове 5-Axis?

Буква "5" в слове "5-осевой" означает добавление двух дополнительных осей к традиционным трем осям (X, Y и Z), используемым в стандартной обработке с ЧПУ. Четвертая ось, называемая осью A, обеспечивает вращение вокруг оси X, а пятая ось, называемая осью B, - вращение вокруг оси Y.

Это дополнительное движение расширяет возможности станка, позволяя выполнять более тонкие резы и сложные геометрические фигуры.

Зачем использовать ЧПУ для 5-осевой обработки?

Пятиосевая обработка на станке с ЧПУ сочетает три линейные оси (X, Y и Z) с двумя осями вращения (A и B), что позволяет создавать детали с замысловатыми деталями и сложной геометрией. Добавление 5-й оси позволяет инженерам и машинистам обрабатывать несколько сторон детали за один установ, оптимизируя производственный процесс.

Этот метод экономичен и не требует больших затрат времени, сокращает время изготовления и ускоряет доставку продукции на рынок. Общая скорость и точность зависят от конкретного типа и конфигурации станка с ЧПУ.

Как работает 5-осевой станок с ЧПУ?

Пятикоординатный станок с ЧПУ работает в основном в автоматическом режиме с минимальным ручным вмешательством. Он использует вращающиеся режущие инструменты для придания формы материалу, размещенному на платформе станка, что позволяет выполнять точную многоугольную резку с высокой точностью.

Однако позиционирование материала на платформе станка - это заключительный этап процесса 5-осевой обработки с ЧПУ. Процесс начинается с создания CAD-модели детали, которая затем преобразуется в CAM. CAM, или Computer-Aided Manufacturing, - это программное обеспечение, которое генерирует язык программирования ЧПУ, известный как G-код.

Следующий шаг - загрузка G-кода в 5-осевой станок с ЧПУ. Этот код очень важен, поскольку он содержит точные инструкции по траектории движения инструмента и выбирает подходящие инструменты для обработки детали.

Получить предложение

Типы 5-осевых станков с ЧПУ

5-осевые станки с ЧПУ позволяют значительно сократить время производства и улучшить производственный процесс. Эти станки бывают разных типов, чтобы соответствовать требованиям быстро развивающейся обрабатывающей промышленности. Одна из ключевых особенностей, которая отличает 5-осевые станки с ЧПУ, - это конфигурация их поворотных осей.

Конфигурация голова/голова

В этом типе 5-осевых станков с ЧПУ поворотные оси расположены в головке станка. Поскольку шпиндельная головка перемещается, а заготовка остается неподвижной на фиксированном столе, риск возникновения помех для инструмента минимален. Такая конструкция позволяет режущему инструменту свободно перемещаться по детали, что делает ее идеальной для обработки крупных деталей. Однако перемещение по поворотным осям несколько ограничено по сравнению с другими конструкциями.

Конфигурация стола/головки

В этом 5-осевом станке с ЧПУ две поворотные оси разделены между головкой и поворотным столом. Головка содержит одну вращающуюся ось с ограниченным диапазоном движения, в то время как поворотный стол обеспечивает неограниченное движение.

Ключевым преимуществом такой конфигурации является непрерывное вращение заготовки, что обеспечивает большую гибкость без опасений достичь пределов перемещения. Однако, поскольку деталь закреплена на вращающемся столе, конструкция станка ограничивает размер и количество деталей, которые можно обрабатывать одновременно.

Таблица/Конфигурация таблицы

В этом 5-осевом станке с ЧПУ обе поворотные оси расположены на столе. В то время как вращающаяся ось имеет ограниченный диапазон движения, поворотная ось может свободно перемещаться. Такая установка особенно эффективна при обработке подрезов и сложных деталей.

Однако конфигурация "стол/стол" имеет меньшую рабочую зону по сравнению с другими конфигурациями. Она работает на более низкой скорости из-за отсутствия мощных двигателей, характерных для других типов станков. Кроме того, она не подходит для обработки крупных и тяжелых деталей, поскольку стол имеет ограниченную грузоподъемность.

Преимущества 5-осевой обработки с ЧПУ

1. Легко справляйтесь со сложными геометриями

Благодаря дополнительным двум осям 5-осевые станки с ЧПУ могут легко создавать сложные формы и конструкции. Это позволяет обрабатывать сложные углы и кривые, для которых раньше требовалось несколько специализированных приспособлений. Кроме того, способность станка поворачивать заготовку за одну операцию устраняет необходимость в дополнительных приспособлениях или сложных настройках, что делает его более эффективным и точным.

Получить предложение

2. Превосходная точность и последовательность

Традиционная обработка часто требует многократной настройки, что повышает риск несоосности и ошибок. Однако 5-осевая обработка с ЧПУ сводит к минимуму необходимость в повторной настройке, обеспечивая более высокую точность и улучшенные допуски. Кроме того, в некоторых конфигурациях можно использовать более короткие режущие инструменты, что повышает долговечность инструмента и поддерживает стабильное качество.

3. Оптимизированный процесс настройки

Настройка 5-осевого станка с ЧПУ намного проще, чем 3-осевого. Это связано с тем, что 5-осевой станок может обрабатывать пять поверхностей за одну операцию, что устраняет необходимость в нескольких настройках. Это также позволяет эффективно обрабатывать сложные, контурные детали без перестановки заготовки.

4. Улучшенное качество поверхности

При 5-осевой обработке с ЧПУ режущий инструмент может подходить к заготовке под оптимальными углами, что позволяет получить более гладкую поверхность. Возможность использования более коротких режущих инструментов снижает вибрации, предотвращая появление следов от инструмента и улучшая общий вид готовой детали. Кроме того, это позволяет лучше использовать шпиндель при обработке наклонных поверхностей.

5. Повышение эффективности производства

5-осевая обработка с ЧПУ значительно сокращает как время обработки, так и время вспомогательных операций. Благодаря широкому диапазону частот вращения шпинделя и гибким скоростям подачи она обеспечивает мощную и эффективную резку. По мере того как 5-осевая обработка вступает в эру высокоскоростного производства, возможности быстрого перемещения, точного позиционирования и быстрой резки значительно сокращают производственный цикл для полуфабрикатов.

Недостатки 5-осевой обработки с ЧПУ

1. Высокая инвестиционная стоимость

Цена 5-осевого станка с ЧПУ значительно выше по сравнению со стандартным 3-осевым станком. Кроме того, к общим расходам добавляется специализированное программное обеспечение, необходимое для работы на станке. Кроме того, расходы на обслуживание и ремонт также выше, что делает первоначальные инвестиции серьезной проблемой для многих производителей.

2. Комплексное программирование

В отличие от традиционных 3-осевых станков, программирование 5-осевой обработки с ЧПУ сложнее из-за добавления двух осей вращения. Программисты должны тщательно учитывать движение каждой оси, чтобы предотвратить столкновения и добиться точности обработки. Достижение высокого качества обработки поверхности и жестких допусков требует передовых навыков и опыта программирования.

3. Требует квалифицированных операторов

Работа на 5-осевом станке с ЧПУ связана с передовыми технологиями и сложными операциями. Поэтому для полного использования возможностей станка требуется высококвалифицированный и опытный машинист. Однако наем квалифицированных операторов сопряжен с более высокими затратами на оплату труда, что может еще больше увеличить производственные расходы.

Какие типы деталей могут быть изготовлены на 5-осевом обрабатывающем центре с ЧПУ?

5-осевая обработка с ЧПУ позволяет изготавливать широкий спектр деталей, как правило, со сложной геометрией и детализированной формой. Ниже приведены примеры деталей, которые могут быть изготовлены с помощью 5-осевой обработки.

Получить предложение

Детали со сложной поверхностью

Детали со сложной поверхностью часто встречаются в таких отраслях, как авиация, аэрокосмическая промышленность и электроника. Изготовление таких сложных поверхностей на стандартных станках с ЧПУ может оказаться сложной задачей. 5-осевая обработка позволяет изготавливать сложные геометрические детали, такие как сферические поверхности, лопасти турбинных двигателей, морские пропеллеры и крыльчатки.

Запчасти для дисков

5-осевая обработка с ЧПУ особенно эффективна для производства компонентов БПЛА и деталей дисковой формы. Она отлично подходит для обработки плоских деталей с распределительными или радиальными отверстиями, например, крышек двигателей машин. Выбор между горизонтальными и вертикальными обрабатывающими центрами зависит от конкретного направления отверстий, которые необходимо сделать.

Детали коробчатого типа

Детали коробчатой формы сложно изготавливать традиционными методами обработки из-за необходимости многократной установки и выравнивания. 5-осевые станки упрощают процесс, обрабатывая сразу несколько поверхностей, что обеспечивает большую точность и эффективность при обработке деталей коробчатого типа.

Детали специальной формы

Детали специальной формы, отличающиеся неправильными очертаниями, сложно обрабатывать обычными методами. Такие детали, которые могут иметь смешанные поверхности и линии, сложно зажимать и контролировать в процессе обработки. Однако 5-осевое ЧПУ

Сравнение 5-осевой и 3+2-осевой обработки

Многие люди не знают о различиях между 5-осевой и 3+2-осевой обработкой, а также о различиях между 3-осевым, 4-осевым и 5-осевым ЧПУ. При 5-осевой обработке режущий инструмент непрерывно вращается по всем пяти осям.

В отличие от этого, 3+2-осевая обработка выполняется по 3-осевой программе, а режущий инструмент фиксируется под определенным углом, который определяется двумя поворотными осями.

Основным преимуществом 5-осевой обработки перед 3+2-осевой обработкой с ЧПУ является ее скорость. Это связано с тем, что 3+2-осевая обработка требует постоянных остановок и запусков для регулировки ориентации инструмента, в то время как 5-осевая обработка с ЧПУ может выполнить задачу за одну непрерывную операцию.

Максимальное использование преимуществ 5-осевой обработки с ЧПУ

Многие операторы не знают о полном потенциале 5-осевого станка с ЧПУ. Вот несколько стратегий, которые помогут вам максимально использовать его возможности:

Выберите правильное программное обеспечение и средства управления

Прежде чем использовать 5-осевой фрезерный станок с ЧПУ, необходимо собрать точные и правильные проектные данные. Проверка процесса проектирования перед преобразованием CAD-модели в программное обеспечение CAM имеет решающее значение. После подтверждения информации выбор соответствующего программного обеспечения CAD/CAM и элементов управления поможет достичь желаемых результатов. Программное обеспечение для моделирования позволяет контролировать такие аспекты, как размер детали, длина инструмента и интерференция, обеспечивая оптимальные результаты. Кроме того, использование этой информации позволяет провести анализ затрат, чтобы выбрать наиболее экономически эффективный подход к проекту.

Внедрение системы обнаружения инструментов

Использование неправильного инструмента может привести к увеличению количества ошибок, быстрому износу инструмента или даже поломке в процессе обработки, что влияет на производственные затраты и качество продукции. Система обнаружения инструмента может помочь, анализируя выбранный инструмент, чтобы убедиться, что он подходит для данной работы, снижая риск ошибок и повышая точность обработки.

Избегайте столкновений

Столкновения могут привести к повреждению деталей или машин. К счастью, программное обеспечение для обнаружения столкновений может помочь предотвратить это. Моделируя процесс обработки, программное обеспечение выявляет потенциальные столкновения до того, как они произойдут, что позволяет соответствующим образом скорректировать конструкцию. Популярными инструментами для обнаружения столкновений являются Predator и ModuleWorks, которые помогают обеспечить более плавную и безошибочную работу.

Отрасли, в которых выгодно использовать 5-осевую обработку с ЧПУ

Пятиосевая обработка с ЧПУ обеспечивает множество преимуществ для промышленности, включая минимизацию человеческого фактора, повышение качества продукции и стабильность результатов. Различные отрасли используют этот процесс обработки для производства своих изделий и компонентов, среди которых ключевыми являются:

Получить предложение

Медицинский сектор

Точность и аккуратность очень важны в медицинской сфере, где любая неисправность детали может привести к серьезным последствиям во время операций, анализов или диагностики. 5-осевая обработка с ЧПУ широко используется в производстве медицинского исследовательского оборудования, аппаратов МРТ, хирургических имплантатов, медицинских инструментов и ортопедических приспособлений.

Электронная промышленность

Электроника является неотъемлемой частью повседневной жизни, появляясь как в коммерческих, так и в потребительских товарах. 5-осевая обработка с ЧПУ позволяет создавать даже самые мелкие компоненты, необходимые для функционирования электронных устройств. Она используется для производства электронных корпусов, полупроводников, аппаратуры, металлических планок, радиаторов и печатных плат.

Энергетический сектор

В энергетической промышленности детали должны соответствовать чрезвычайно точным стандартам, чтобы избежать катастрофических отказов. Неправильно подобранные детали могут стать причиной поломки системы, что приведет к значительным потерям прибыли. 5-осевая обработка используется для производства таких критически важных компонентов, как буровые долота, поршни, штоки, цилиндры и клапаны, чтобы обеспечить бесперебойную работу отрасли.

Аэрокосмический сектор

В аэрокосмической промышленности требуются детали сложной формы с контурными кромками. Сложные геометрические формы и жесткие допуски в этой отрасли делают 5-осевую обработку предпочтительным выбором. Эта технология необходима для производства высококачественных деталей, отвечающих строгим стандартам аэрокосмической промышленности.

Начните свое путешествие по 5-осевой обработке с AIXI

5-осевая обработка с ЧПУ упрощает производственный процесс, делая его более быстрым и экономичным, а также повышая точность и аккуратность. Однако, чтобы максимально использовать преимущества этого процесса, необходимо обладать специальными знаниями.

WayKen - мировой лидер в сфере услуг по механической обработке с ЧПУ. Благодаря нашим передовым 5-осевым станкам с ЧПУ мы поставляем высококачественные детали по конкурентоспособным ценам и с быстрыми сроками выполнения заказа.

Помимо 5-осевой обработки, мы предлагаем широкий спектр решений в области обработки. WayKen постоянно находится в авангарде технологических достижений. Если у вас есть вопросы или вам нужна высокоточная 5-осевая обработка, не стесняйтесь связаться с нами или запросить цену.

Заключение

5-осевая обработка с ЧПУ позволяет создавать сложные детали с превосходной отделкой поверхности. Хотя первоначальные инвестиции могут быть высокими, этот процесс в конечном итоге экономит время и снижает затраты с течением времени. Его точность и способность производить детали делают его ценным решением для различных отраслей промышленности, включая аэрокосмическую, электронную и медицинскую.

Вопросы и ответы

5-осевые станки с ЧПУ в основном используют G-код - стандартизированный язык программирования, который содержит инструкции для управления движением режущего инструмента станка.

5-осевая обработка с ЧПУ позволяет обрабатывать широкий спектр материалов. К распространенным материалам относятся металлы, такие как алюминий, латунь, медь, титан и сталь, а также пластмассы, такие как полипропилен, ABS, поликарбонат (PC), нейлон и POM.