Čo je 5-osý CNC stroj? Ako reže komplexné súčiastky v jednom nastavení

Čo znamená 5-osý CNC stroj

Ak sa čudujete, čo je 5-osový CNC stroj , tu je najprv jednoduchá odpoveď. Ide o CNC stroj, ktorý spracováva súčiastku pomocou päť typov pohybu: troch priamočiarých pohybov a dvoch rotačných pohybov. Keďže nástroj alebo súčiastka môžu nakláňať a otáčať sa, stroj dokáže dosiahnuť viac povrchov a uhlov bez nutnosti zastaviť ho a opätovne ručne upnúť súčiastku.

5-osý CNC stroj je viacosový obrábací stroj, ktorý využíva lineárny pohyb pozdĺž osí X, Y a Z a navyše dve rotačné osi na spracovanie väčšieho počtu strán súčiastky s menším počtom nastavení.

Čo je 5-osý CNC stroj – jednoduchý popis

Predstavte si základný frézovací stroj, ktorý obrába hornú stranu bloku. Päťosový CNC stroj dokáže oveľa viac. Môže sa približovať k obrobku z uholných polôh, dosiahnuť zakrivené povrchy a obrábať niekoľko strán s výrazne menším počtom prepolohovaní. To je jadro toho, čo v bežnej praxi znamená päťosové CNC.

Bežná otázka začínajúcich je: Čo je päťosové CNC v porovnaní so štandardným CNC? Najjednoduchší spôsob, ako si to predstaviť, je nasledovný: štandardné stroje sa pohybujú predovšetkým vľavo-vpravo, dopredu-dozadu a hore-dole. Päťosový CNC stroj pridáva dva pohyby – nakláňanie alebo rotáciu – čím sa zlepšuje prístup k obrobku.

• Tri osi sú lineárne pohyby.
• Dve osi sú rotačné pohyby.
• V jednom nastavení je možné obrábať viac povrchov.
• Je to typ viacosovej obrábania, avšak nie každý viacosový stroj je päťosový.

Prečo je päťosové CNC odlišné od štandardného CNC

Štandardné CNC sa zvyčajne vzťahuje na obrábanie s tromi osami. To funguje dobre pre mnoho plochých alebo jednoduchých súčiastok, avšak pre šikmé prvky alebo viacero plôšok často vyžaduje dodatočné nastavenia. Päťosový CNC stroj tieto prerušenia zníži. To neznamená, že každá práca vyžaduje päť osí, len to, že stroj má túto dodatočnú schopnosť, keď to geometria vyžaduje.

Čo čitatelia ďalej dozvedia

Názov znie jednoducho, no skutočný význam je skrytý v označeniach osí samotných. Os X, Y a Z je ľahké si predstaviť. Rotujúce osi sú miestom, kde sa mnohí čitatelia strácajú, najmä preto, že rôzne konštrukcie strojov ich priradia rôznym spôsobom.

Čo vlastne tých päť osí je

Ľudia často otázku: „Aké sú tých päť osí na“ cNC stroji , ale odpoveď sa stáva jasnejšia, keď ich rozdelíme do dvoch skupín. Tri osi sa pohybujú v priamych čiarach. Dve osi sa otáčajú okolo týchto smerov pohybu po priamke. Inými slovami, 5-osový stroj má vždy osi X, Y a Z a navyše pridáva ľubovoľné dve rotačné osi z osí A, B a C. To je základná logika za každým usporiadaním osí CNC, aj keď sa hardvér môže od jedného stroja k druhému veľmi líšiť.

Pochopte osi X, Y a Z na CNC stroji

Osi X, Y a Z sú lineárne osi. Popisujú priamočiary pohyb rezného nástroja, stola alebo oboch. Na mnohých zvislých frézach sa os X pohybuje zľava doprava, os Y spredu dozadu a os Z pre CNC pohyb zodpovedá za pohyb hore a dolu. Tieto tri smerové osi tvoria základný súradnicový systém, ktorý obrábací technici používajú na lokalizáciu prvkov, nastavenie pracovných posunov a popis pohybu nástroja.

Ako fungujú rotačné osi A, B a C

Ak ste sa niekedy pýtali, koľko osí existuje navyše okrem osí X, Y a Z, rotačné možnosti sú osi A, B a C. Pomenované sú podľa lineárnej osi, okolo ktorej sa otáčajú. Os A sa teda otáča okolo osi X, os B okolo osi Y a pohyb osi C sa otáča okolo osi Z. 5-osový stroj nepoužíva všetky tri rotačné možnosti súčasne. Používa len dve z nich spolu s tromi lineárnymi osami.

Prečo sa pomenovanie osí môže meniť podľa konštrukcie stroja

Tu zohráva rolu konštrukcia stroja. Jeden výrobca môže otáčať stolom, iný môže nakláňať vretenovú hlavu a tretí môže rozdeliť pohyb medzi hlavu a stôl. Písmená osí stále dodržujú rovnaké pravidlo pomenovania, avšak fyzický zdroj pohybu sa môže meniť. Preto môže rovnaký popis osi CNC stroja opisovať odlišné hardvérové usporiadania na rôznych strojoch. Popisky označujú smer pohybu. Konštrukcia stroja udáva, ktorá časť vykonáva pohyb. Toto rozlíšenie nadobúda význam, keď tieto osi začnú spoločne pracovať okolo skutočnej súčiastky.

Ako funguje 5-osové CNC obrábanie

Označenie osí je najdôležitejšie v okamihu, keď sa z obrobku začínajú odstraňovať kovové časti. Pri skutočnom 5-osovom CNC obrábaní stroj dosahuje väčší počet povrchov súčasnou alebo prísne plánovanou postupnou koordináciou troch lineárnych pohybov a dvoch rotačných pohybov. Vreteno sa môže nakláňať, stôl sa môže otáčať alebo sa môžu pohybovať obe súčasti súčasne. Tento pohyb mení uhol prístupu nástroja, čím umožňuje obrábať bočné steny, zložité uhly a zakrivené plochy bez neustáleho manuálneho prepevnenia obrobku.

Ako 5-osový CNC stroj dosahuje väčší počet povrchov

Na výrobnom priestore to vyzerá menej tajomne, ako by sa mohlo zdať. Program CAM definuje nielen polohu pohybu rezného nástroja v osiach X, Y a Z, ale aj čas, kedy sa rotačné osi otáčajú. Ako KEJIE uvádza, riadiaci systém synchronizuje vreteno, lineárne osi a rotačný stôl alebo nakláňaciu hlavu tak, aby nástroj mohol pristupovať k obrobku z výhodnejších smerov. Stroj neprebieha obrábanie všetkých plôch naraz. Namiesto toho neustále preorientuje nástroj alebo obrobok tak, aby rezová hrana zostala v produktívnej polohe.

1. Polotovar je upnutý v prípravku, na otočnom zariadení alebo na rotačnom stole.
2. CAD a CAM údaje generujú nástrojovú dráhu s meniacimi sa polohami a uhlami.
3. Ovládací systém vykonáva lineárny pohyb a rotačný pohyb súčasne.
4. Hrubovacie a dokončovacie operácie dosahujú rôzne plochy, keď sa polotovar alebo vreteno nakláňajú.
5. Nástroje sa počas cyklu môžu meniť, pričom polotovar často zostáva v jedinom upnutí.

Prečo zlepšuje nakláňanie nástroja alebo polotovaru prístup

Ovládanie uhla je to, čo robí päťosové obrábanie tak užitočným. Základný zvislý rez môže vynútiť použitie dlhého nástroja na dosiahnutie hlbokých miest alebo za roh. Keď stroj nakloní nástroj alebo polotovar, často postačí kratší nástroj. To je dôležité, pretože kratšie nástroje sú zvyčajne stabilnejšie. Poznámky od spoločnosti Norck zdôrazňujú, že kratšie nástroje pomáhajú znížiť deformáciu a vibrácie, čo môže podporiť presnejšie tolerancie a lepší povrchový dojem. Práve preto je päťosové obrábanie vhodné aj pre šikmé plochy, hlboké dutiny a tvarované prvky.

Ako menej upnutí ovplyvní skutočné obrábanie

Pri každom uvoľnení a znovu upnutí súčiastky musí operátor znova určiť jej polohu. To predlžuje čas a vytvára ďalšiu možnosť malých chýb zarovnania medzi plochami. Pri 5-osovej CNC obrábaní sa niekoľko prvkov často môže obrábať z jedného upnutia, takže ich vzájomné vzťahy zostávajú viazané na rovnaký referenčný rámec.

Zníženie opätovného presúvania často zvyšuje presnosť medzi plochami, pretože súčiastka zachováva rovnaký referenčný nastavovací bod.

To je praktická hodnota 5-osovej CNC obrábania. Strácite menej času zastavením a opätovným umiestnením súčiastky a viac času tým, že udržiavate frézu pod účinným uhlom. Napriek tomu nie každý stroj vytvára tento pohyb rovnakým spôsobom. Niektoré stroje rotujú stolom, iné nakláňajú hlavu a niektoré rozdeľujú prácu medzi oba mechanizmy.

Bežné konfigurácie 5-osových strojov

Rovnaký pohyb v päť osiach sa môže realizovať veľmi odlišnými spôsobmi. V praxi sa Hurco skupiny porúch rozdeľujú bežné rozmiestnenia na návrhy typu tabuľka-tabuľka, hlavička-tabuľka a hlavička-hlavička. Preto dve 5-osové CNC stroje môžu mať rovnaký počet osí, avšak pri opracovávaní skutočnej súčiastky sa môžu správať veľmi odlišne.

Základy 5-osového stroja s otočnou stolovou jednotkou

Stroj s otočným stolom, nazývaný tiež návrh so stolom na stole, umiestňuje obe rotačné osi do stola. Toto je typ, ktorý si mnohí ľudia predstavia ako prvý, keď počujú pojem päťosový frézovací stroj. Pri päťosovom stroji s otočným stolom sa vretenová hlava nepohybuje, zatiaľ čo obrobok sa nakláňa a otáča. To uľahčuje predstavivosť stroja pre dielne, ktoré sa presúvajú z trojosového spracovania. Referencia od spoločnosti Hurco ďalej uvádza, že návrhy s otočným stolom môžu ponúkať vynikajúci prístup k podrezom, pretože stôl sa môže nakloniť ďalej v jednom smere. Keďže vretenová hlava sa nepohybuje, tento usporiadací princíp tiež umožňuje pevný a spoľahlivý rezný výkon. Nevýhodou je veľkosť a hmotnosť obrobku. Priestor medzi stranami otočného stola obmedzuje maximálnu veľkosť obrobku a upevnenie ťažkého obrobku sa stáva náročnejším, keď sa stôl nakláňa.

Vysvetlenie návrhov s otočnou hlavou a stolovou hlavou

Otočné stroje umožňujú rotačný pohyb v otočnej hlave alebo ho rozdeľujú medzi nakláňaciu hlavu a rotujúci stôl. Pri usporiadaní hlava-hlava sú obe rotačné osi umiestnené v hlave a stôl zostáva pevný. Pri usporiadaní hlava-stôl je jedna rotačná os umiestnená v hlave a druhá v stole. Tieto stroje sa často lepšie hodia na väčšie alebo ťažšie súčiastky, pretože stôl nemusí počas nakláňania uniesť obrobok. Spoločnosť Hurco tiež uvádza, že rotujúca hlava umožňuje používať kratšie a štandardnejšie nástroje, pretože nástroj sa približuje zhora namiesto toho, aby sa musel veľmi vysunúť cez naklonený stôl. 5-osové obrábací centrum s usporiadaním hlava-stôl môže tiež zostať produktívne v režime 3 osí pri obrábaní platní, viacerých zverákov alebo prípravných úkonov na hlavnom stole.

Ako sa usporiadanie stroja ovplyvňuje upevnenie obrobku a prístup k nemu

Zmeny usporiadania ovplyvňujú každodenné rozhodnutia pri obrábaní na 5-osovom obrábacím centre. Kompaktné 5-osové zvislé obrábací centrum s truniónom sa často vyznačuje pri obrábaní menších presných súčiastok. Väčšie 5-osové zvislé obrábací centrum so zapojením hlavy-stola alebo hlavy-hlavy zvyčajne pohodlnejšie spracováva objemnejšie súčiastky. Riziko kolízií sa tiež mení. Trunióny musia zohľadniť kývanie súčiastky a voľný priestor pre upevnenie pri nakláňaní stola, zatiaľ čo konštrukcie so sklopnou hlavou vyžadujú dôkladnú pozornosť k pohybujúcej sa hlave, držiaku nástroja a telu vretena nad súčiastkou.

Aj v rámci označenia 5-osové CNC stroje vám hardvér hovorí veľa o tom, čo daný stroj najradšej obrába. Taktiež ovplyvňuje praktickú voľbu z programátorského hľadiska: či je súčiastka najlepšie obrábaná najprv pevným nastavením uhlov alebo pohybom všetkých piatich osí počas rezu.

3+2 vs. súčasné 5-osové obrábanie

Rozmiestnenie stroja určuje, odkiaľ pochádza rotačný pohyb. Obrábací postup určuje, ako sa tento pohyb využíva. V reálnych strojníckych dielňach to zvyčajne vedie k jednej praktickej možnosti: indexované 3+2 osi alebo úplné súčasné obrábanie na 5 osiach. Rozdiel nie je jemný. Mení úsilie potrebné na programovanie, kvalitu povrchu, štýl rezania a tiež mieru istoty, s akou sa tím cíti pri spustení úlohy.

Čo znamená indexované obrábanie na 3+2 osiach

Indexované obrábanie na 3+2 osiach, často označované aj ako pozícičné 5-osové obrábanie, najprv otočí súčiastku alebo vreteno do pevnej uhlovej polohy. Potom sa samotné rezanie vykonáva pomocou troch aktívnych lineárnych osí. BobCAD-CAM a Zenithin ho popisujú jednoduchým spôsobom: najprv nastaviť pozíciu, potom rezať.

Predstavte si súčiastku s uhlom vyvŕtanými otvormi, fazetami a výbrami na niekoľkých plochách. Sústruh sa nastaví na jeden uhol, zablokuje sa a vykoná známe nástrojové dráhy pre 3-osové obrábanie. To robí nastavovacie (indexované) obrábanie bežným vstupným bodom do 5-osového frézovania. CAM je zvyčajne jednoduchšie spravovať, postprocesing je menej náročný a operátori sa často cítia pohodlnejšie pri overovaní programu. Pre mnoho 5-osových CNC frézovacích úloh, najmä pre hranaté súčiastky s uhlom orientovanými prvkami, to stačí.

Keď je potrebné súčasné 5-osové obrábanie

Plné súčasné 5-osové obrábanie udržuje rotačné osi v pohybe počas samotného rezu. Všetky relevantné osi pracujú spoločne tak, aby nástroj mohol zachovať produktívny uhol pri sledovaní povrchu. To je dôležité pri plynných tvaroch, ako sú impelery, turbínové lopatky a formy s organickými kontúrami. V týchto prípadoch môže skutočné 5-osové frézovanie zlepšiť zladenie povrchov a znížiť viditeľné prechodné čiary medzi jednotlivými úsekmi nástrojovej dráhy.

Kompromisom je zložitosť. Súčasné pohyby zvyčajne vyžadujú pokročilejšie stratégie CAM, silnejšiu simuláciu a prísnejší kontrolný režim orientácie nástroja, rizika kolízií a limitov stroja. Môžu tiež vyžadovať vyššiu odbornosť programátora a väčšiu istotu operátora pri stroji.

Ako si vybrať medzi 3+2 osami a plnou päťosou obrábkou

Ak je hlavnou požiadavkou na súčiastku prístup k viacerým nakloneným plochám, indexované obrábanie je často praktickým víťazom. Ak súčiastka vyžaduje nepretržitú krivku, presné prechodové plochy alebo stály kontrolný uhol nástroja, potom sa súčasné pohyby oprávňujú. Viac osí nie je automaticky lepšie. Chytrejšia otázka je, či súčiastka vyžaduje rotačné polohovanie alebo nepretržitú päťosovú obrábkou. Tá istá logika sa stáva ešte užitočnejšou pri porovnaní trojosových, štvorosových a päťosových strojov vedľa seba.

Výber medzi trojosovým, štvorosovým a päťosovým CNC strojom

Táto voľba programovania sa vyplatí len vtedy, ak stroj zodpovedá požiadavkám súčiastky. V viacosiový CNC stroj svet, viac osí znamená väčší prístup, ale zároveň pridáva náklady, úsilie pri nastavení a softvérové požiadavky. Keď inžinieri porovnávajú 3-osý vs. 5-osý CNC , skutočné rozhodnutie sa zvyčajne zakladá na geometrii, vzťahoch medzi toleranciami jednotlivých plôšok a výrobnom objeme. Odporúčania od spoločností Prototek a Ricaurte Precision ukazujú na jednoduché pravidlo: vyberte najmenej komplikovaný stroj, ktorý dokáže spoľahlivo a ekonomicky dosiahnuť požadované prvky.

3-osý vs. 4-osý vs. 5-osý CNC v praxi

3-osý frézovací stroj je stále štandardnou voľbou pre mnoho súčiastok s rovnými plochami, výbrami, otvormi a základnými obrysmi. 4-osý stroj pridáva rotáciu, zvyčajne okolo osi X, čo pomáha pri valcových súčiastkach a viacstranných prvkoch bez neustáleho manuálneho prenastavovania. 5 osi CNC 5-osý stroj pridáva dve rotačné osi, takže nástroj alebo obrobok môžu dosiahnuť zložité uhly a zložitejšie povrchy v menšom počte nastavení.

Kedy má zmysel používať 5-osý stroj

A 5-osý stroj má zmysel, keď sa musia niekoľko plôšok zachovať v tesnom vzájomnom zarovnaní, keď má súčiastka uholné alebo soštinové prvky alebo keď kratší nástroj a lepší uhol prístupu môžu zlepšiť prístup a dokončenie. Môže to byť ekonomicky výhodné aj pri opakovaných výrobkoch. Ricaurte Precision upozorňuje, že opakované prepevnenie, dodatočná práca a špeciálne prípravky na jednoduchších strojoch môžu prekročiť vyššie náklady na programovanie 5-osých strojov , najmä pri zložitých súčiastkach alebo väčších množstvách. To však neznamená, že 4-osé riešenie často nezvíťazí pri súčiastkach, ktoré vyžadujú rotáciu, ale nie úplný súčasný pohyb.

Keď stačia jednoduchšie CNC nastavenia

Ak je úloha predovšetkým doska, upevňovací kĺn, kryt alebo iná jednoduchá súčiastka, často je 3-osové správnejšou voľbou. Je jednoduchšie programovať, jednoduchšie overiť a zvyčajne je vhodné pre prototypy alebo krátke výrobné série, kde je jednoduchý prístup dôležitejší ako maximálna flexibilita. Dokonca aj širšie pojmy, ako napríklad 6-osové CNC môžu odvádzať pozornosť od základnej otázky. Väčší počet osí sa vypláca len vtedy, keď eliminuje nastavenia, zachováva presnosť medzi jednotlivými plochami alebo umožňuje obrábanie zložitých tvarov, ktoré by inak nebolo prakticky možné. Práve v týchto situáciách sa začínajú jasne odhaľovať skutočné výhody a obmedzenia 5-osového CNC.

Výhody 5-osového CNC obrábania a jeho obmedzenia

Dodatočný pohyb otvára skutočné možnosti, ale zároveň zvyšuje náročnosť. 5-osý stroj dokáže vyriešiť geometrické problémy, ktoré frustujú jednoduchšie zariadenia, avšak nie je automaticky najvhodnejšou voľbou pre každú súčiastku. Najrozumnejšie rozhodnutie sa zvyčajne zakladá na tom, či dodatočný pohyb po osi odstráni dostatok nastavení, rizík a ručného manipulovania, aby sa tým ospravedlnil vyšší objem programovania, školenia a prevádzkových nákladov.

Výhody 5-ostojného CNC zpracovania

Výhody CNC obrábania s 5 osami je najľahšie pozorovať u súčiastok s uhlom natočených plôch, plynných kontúr alebo tesných vzťahov medzi viacerými stranami. Pokyny od Xometry zdôrazňujú efektivitu, hladšie povrchy a zlepšenú presnosť ako bežné výhody, zatiaľ čo Okuma zdôrazňuje menej upínaní a nižšiu kumulatívnu chybu, keď väčšina operácií zostáva v jednom upínaní.

V prípade vhodnej aplikácie dokáže dokonca aj vysokorychlostné CNC obrábanie s 5 osami dosiahnuť vysokú produktivitu, pretože nástroj môže zachovať lepší uhol pri pohybe po zložitých povrchoch.

Výhody

• Menej nastavení a opätovných upínaní, čo môže skrátiť celkovú dobu výroby a znížiť čas potrebný na manipuláciu.
• Lepšie uhly prístupu nástroja pre zakrivené alebo ťažko prístupné prvky.
• Možnosť presnejšie udržiavať vzájomné vzťahy medzi viacerými plochami v jednom nastavení.
• Kontinuálne frézovanie zložitej geometrie, čo môže zlepšiť povrchovú úpravu a znížiť viditeľné stopy nástroja.
• Vysoká univerzálnosť pre súčiastky ako obežné kolesá, formy, komponenty typu turbíny a zložité letecké alebo lekárske prvky.

Skutočná učebná krivka za 5-osou technológiou

Výhody sú skutočné, ale rovnako veľká je aj zložitosť. Autodesk ukazuje prečo: súčasné nástrojové dráhy často vyžadujú predchádzanie kolíziám, ovládanie vyhladovania, uprednostňované nastavenia naklonenia a obmedzenia osi nástroja, len aby sa pohyb zachoval bezpečný a stabilný. To znamená viac práce v CAM, viac simulácií a prísnejšiu disciplínu pri overovaní. 5-osé CNC obrábanie vysokou rýchlosťou je obzvlášť neodpustiteľné, ak nie sú správne naplánované voľné priestory pre držiak, upevnenie alebo obmedzenia osí.

Náklady na vlastníctvo 5-osého CNC stroja sa tiež veľmi výrazne rozširujú za samotnú počiatočnú cenu. Xometry uvádza typické 5-osé stroje v širokej cenovej škále približne od 80 000 USD do viac ako 500 000 USD, zatiaľ čo mnohé 3-osé stroje stojia približne 25 000 až 50 000 USD. Podľa jedného pohľadu od Okuma môže v niektorých prípadoch počiatočná cena predstavovať len malú časť celkových nákladov na vlastníctvo počas celého životného cyklu, ak sa do výpočtu zahrnú prevádzkové náklady a spotrebný materiál. Preto by sa pri akejkoľvek diskusii o cene 5-osého CNC stroja mali zohľadniť nielen náklady na samotný stroj, ale aj softvér, školenie, servis a riziko prostojov.

Nevýhody

• Vyššie nároky na CAM a post-processing.
• Vyššie riziko kolízií zahŕňajúce nástroj, držiak, obrobok a prípravek.
• Špeciálnejšie školenie programátorov, operátorov a personálu zodpovedného za údržbu.
• Vyššie kapitálové náklady a zvyčajne aj vyššie prevádzkové a servisné náklady.
• Pravidelná údržba na zložitejšej strojovej platforme.

Najlepším strojom nie je ten s najväčším počtom osí. Je to ten, ktorý zodpovedá geometrii súčiastky, požiadavkám na tolerancie a výrobným cieľom.

Keď je päťosý stroj viac, ako potrebujete

Mnoho prác nepotrebuje päť osí. Xometry uvádza, že trojosé stroje sú vhodné pre jednoduchšie tvary, priame návrhy a kratšie výrobné série. Ak je súčiastka predovšetkým hranolového tvaru, vyžaduje obrábanie z jedného hlavného smeru alebo ju možno dokončiť s malým počtom jednoduchých nastavení, jednoduchšia platforma môže byť rýchlejšia na programovanie a lacnejšia na prevádzku.

• Ploché dosky, konzoly a puzdrá s prístupnými prvkami na vrchnej strane.
• Obrábanie jednej strany, kde rotačný pohyb pridáva len malú hodnotu.
• Práce, pri ktorých trojosý alebo štvorosý stroj už spoľahlivo dosiahne všetky prvky.
• Súčiastky s nízkou zložitosťou, kde úsilie pri programovaní prevýši úsporu pri nastavení.

Preto by sa päťosové možnosti mali považovať za nástroj, nie za statusový symbol. Keď geometria skutočne vyžaduje päťosové spracovanie, výhody sú zrejmé. Ak to však nie je potrebné, jednoduchšie obrábanie často zvíťazí z hľadiska nákladov, rýchlosti a spoľahlivosti. Rozdiel sa najjasnejšie prejavuje pri typoch súčiastok, ktoré strojnícke dielne každodenne ponúkajú – od formovacích nástrojov a impulzorov po letecké upevňovacie prvky a presné automobilové komponenty.

Päťosové CNC súčiastky z praxe a tipy na ich získavanie

Práve tieto príklady umožňujú posúdiť daný koncept v praxi. Päťosový CNC stroj sa ospravedlňuje pri súčiastkach, ku ktorým je ťažko pristupovať, ktoré je nepraktické opätovne upínať alebo ktoré sú citlivé na zarovnanie medzi viacerými plochami. Aplikácie zdôrazňované spoločnosťami Jiga a PTSMAKE sa konzistentne sústreďujú na zložité povrchy, úzke tolerancie a geometriu s viacerými plochami. Preto patria medzi najvhodnejšie päťosové CNC súčiastky formovacie nástroje, impulzory, turbínové lopatky, ortopedické implantáty, letecké upevňovacie prvky a pokročilé automobilové komponenty.

Súčiastky, ktoré najviac profitujú z 5-osého obrábania

Typické súčiastky spracovávané na 5-osých CNC strojoch majú jednu zrejmú vlastnosť: viackrát premiestňovať obrobok by zvýšilo náklady, riziko chyby alebo oboje. Bežné príklady zahŕňajú:

• Formy a matrice , kde hlboké dutiny a sošná povrchová úprava profitujú z nepretržitej orientácie nástroja.
• Kolesá turbín a ventilátorov a lopatky turbín , kde toková geometria a meniace sa uhly stien vyžadujú lepší prístup nástroja.
• Ortopedické implantáty , kde záleží na organických tvaroch a jemnej kvalite povrchu.
• Letectevné konzoly a štrukturálne súčiastky , kde sú bežné zložité uhly a tesné vzťahy medzi jednotlivými prvkami.
• Automobilové komponenty , od prototypov výkonnostných súčiastok až po opakujúce sa výrobné prvky, ktoré musia zachovať konzistenciu cez jednotlivé plochy.

Veľké súčiastky môžu tiež profitovať. Pri väčšine 5-osového CNC obrábania veľkých súčiastok sa často uprednostňujú stabilné usporiadania pre ťažšie obrobky, ako sú napríklad krytia turbín alebo bloky motorov, pretože prístup stále zohráva dôležitú úlohu, ale rovnako dôležité je udržať súčiastku počas rezného procesu pevne fixovanú. Jednoducho povedané, najlepšie súčiastky pre 5-osové CNC obrábanie sú tie, ktoré sa na jednoduchšom vybavení stávajú pomalšie, menej presné alebo vyžadujú viac prípravkov.

Priemyselné odvetvia, v ktorých 5-osové CNC poskytuje najväčšiu hodnotu

V odvetviach leteckej a vesmírnej techniky, zdravotníctva, automobilového priemyslu, energetiky a výroby formovacích nástrojov prináša 5-osové CNC obrábanie najväčšiu hodnotu vtedy, keď pevný zvislý nástroj nestačí. V leteckej a vesmírnej technike sa používa na výrobu lopatiek a konzól. Výroba zdravotníckych zariadení sa na ňom spolieha pri výrobe implantátov a chirurgických tvarov. Energetické aplikácie zahŕňajú impelery a komponenty turbín. Výroba formovacích nástrojov profituje z hladšieho obrábania jadier a dutín. Automobilové aplikácie sa pohybujú od zložitých prototypov až po opakovateľné výrobné prvky, kde menší počet nastavení podporuje konzistentnú kvalitu.

Táto rozmanitosť tiež vysvetľuje, prečo nie všetky strojnícke dielne s 5-osou obrábkou vyzerajú rovnako. Niektoré sa vyznačujú najmä pri malých, vysokopresných prácach. Iné sú lepšie pripravené na ťažšie komponenty, opakovanú výrobu alebo 5-osové CNC obrábanie veľkých súčiastok.

Ako vybrať partnera pre 5-osové obrábanie

Schopnosti uvedené na papieri nestačia. Pri porovnávaní strojníckych dielní s 5-osovým obrábaním si vyžiadajte dôkazy, že ich procesy zodpovedajú vašej súčiastke, vašej odvetviu a vášmu stupňu výroby.

1. Zodpovedajte certifikáciu typu práce. Nákupné organizácie v leteckej a vesmírnej priemyselnej oblasti môžu vyžadovať certifikáciu AS9100. Pre medicínske výrobky môže byť potrebná norma ISO 13485. Automobilový nákup často začína s certifikáciou IATF 16949.
2. Vyžiadajte si informácie o tom, ako sa kontrolujú kľúčové rozmery. Hľadajte kontrolu prvej vzorky, overenie pomocou súradnicovej meracej strojnice (CMM) a monitorovanie procesu, napríklad štatistickú reguláciu procesov (SPC), pre kritické prvky.
3. Skontrolujte rozsah od výroby prototypu po sériovú výrobu. Kompetentný dodávateľ by mal vysvetliť, ako rieši jednorazové vývojové súčiastky, malosériové výroby a stabilné uvedenie do sériovej výroby.
4. Preskúmajte vhodnosť strojov. Spýtajte sa, či je dielňa lepšie vhodná na malé presné práce alebo na väčšie, ťažšie komponenty.
5. Hľadajte pripravenosť na automatizáciu. Toto je dôležité v prípade úspešného prototypu, ktorý sa môže potrebovať rozšíriť bez zmeny systému zabezpečenia kvality.
6. Požiadajte o skúsenosti s podobnými súčiastkami. Dielne, ktoré už spracovávajú porovnateľné materiály, tolerancie a povrchy, zvyčajne skôr identifikujú riziká.

Automobiloví kupujúci môžu využiť Shaoyi Metal Technology ako užitočný príklad toho, ako vyzerajú spoľahlivé dôkazové body, nie ako predajnú ponuku. Medzi publikované údaje patrí certifikované individuálne obrábanie podľa štandardu IATF 16949, použitie štatistickej regulácie procesov (SPC), podpora od rýchleho prototypovania po automatizovanú sériovú výrobu a preukázaná dôvera viac ako 30 globálnych automobilových značiek. Práve takéto konkrétne informácie stojí za to požiadať akéhokoľvek dodávateľa, aby ich zdokumentoval pred tým, ako zadáte objednávku na obrábanie na päťosových CNC strojoch.

Často kladené otázky týkajúce sa päťosových CNC strojov

1. Aké sú tých 5 osí na CNC stroji?

Skutočný 5-osý CNC stroj kombinuje tri lineárne osi X, Y a Z s dvoma rotačnými osami vybranými z osí A, B alebo C. Lineárne osi sa pohybujú v priamych smeroch, zatiaľ čo rotačné osi nakláňajú alebo otáčajú nástroj alebo obrobok. Výrobcovia strojov môžu umiestniť rotačný pohyb do stola, vretenového upínacieho zariadenia alebo do oboch, takže označenia osí zostávajú konštantné aj v prípade zmeny usporiadania mechanických komponentov.

2. Ako 5-osý CNC stroj dosahuje väčší počet povrchov súčiastky?

Dosahuje väčší počet povrchov zmenou uhla nástroja počas obrábania namiesto zastavenia na opakované manuálne prevzatie obrobku. Riadiaci systém súčasne koordinuje priamočiary pohyb a rotačný pohyb, aby rezný nástroj mohol lepšie pristupovať k bočným stenám, šikmým prvkom a profilovaným oblastiam. To zvyčajne zlepšuje prístup, pomáha udržať vzájomné vzťahy medzi jednotlivými prvkami na viacerých povrchoch a zníži prerušenia spôsobené nastavovaním.

3. Aký je rozdiel medzi obrábaním 3+2 osi a súčasným 5-osým obrábaním?

Pri obrábaní 3+2 sa stroj najprv nastaví súčiastku alebo vreteno na pevný uhol a potom vykoná rez pomocou troch aktívnych osí. Pri súčasnom obrábaní päťousovo sa rotačný pohyb počas rezu nezastavuje, čo umožňuje nástroju sledovať plynné povrchy s meniacou sa orientáciou. Obrábanie s nastavením uhla je často postačujúce pre šikmé otvory, závery a súčiastky s viacerými stenami, zatiaľ čo súčasné pohyby sú užitočnejšie pri organických tvaroch, lopatkách a iných zložitých kontúrach.

4. Je päťosový CNC stroj vždy lepší ako trojosový alebo štvorosový CNC stroj?

Nie. Päťosový stroj je lepší len vtedy, keď súčiastka skutočne profituje z väčšieho prístupu, menšieho počtu nastavení alebo presnejšej vzájomnej polohy viacerých stien. Mnoho dosiek, konzól, krytov a iných jednoduchých hranolových súčiastok sa stále efektívnejšie vyrába na trojosových strojoch a štvorosové stroje sa často dobre hodlia pre súčiastky, ktoré vyžadujú rotáciu, ale nie úplný pohyb pod zložitým uhlom. Správna voľba závisí od geometrie, požiadaviek na tolerancie, úsilia potrebného na programovanie a výrobného objemu.

5. Ako si vybrať spoľahlivého partnera pre obrábanie na 5 osí?

Začnite tým, že skontrolujete, či dodávateľ dokáže preukázať kontrolu procesov, nie len vlastníctvo strojov. Hľadajte certifikáty v odvetví, schopnosť kontrolných meraní, podporu súradnicových meracích strojov (CMM), štatistickú reguláciu procesov (SPC) alebo podobné monitorovacie systémy, skúsenosti s porovnateľnými materiálmi a toleranciami a schopnosť škálovať od prototypov až po sériovú výrobu. Pri automobilových komponentoch je Shaoyi Metal Technology užitočným referenčným príkladom, pretože zdôrazňuje individuálne obrábanie certifikované podľa normy IATF 16949, kontrolu kvality založenú na SPC a podporu od rýchleho prototypovania až po automatizovanú hromadnú výrobu.