5-осното CNC обработване представлява върхът на ефективността и прецизността в съвременното субтрактивно производство. Hansheng Automation ще ви преведе през цялостно разбиране на 5-осната CNC технология от четири аспекта: дефиниция, кинематика, основни предимства и индустриални приложения.
5-осна CNC обработка
Обработката по пет{0}} оси е технология за машинен инструмент с ЦПУ, която използва връзката на три линейни оси (X, Y и Z) и две въртящи се оси за обработка на сложни извити повърхности. Траекторията му на движение се контролира чрез линейна интерполация, както е определено от стандартите ISO.
По същество пет{0}}осното CNC обработване е процес на обработка, който използва система за компютърно цифрово управление (CNC), за да управлява режещия инструмент или детайла да се движат едновременно по пет различни оси.
За разлика от традиционните три{0}}осни машинни инструменти, които се движат по линейни оси X, Y и Z, пет-осните машинни инструменти въвеждат две допълнителни въртящи се оси. Тази функция позволява на инструмента да се доближи до детайла от почти всяка посока, позволявайки обработка на всичките пет лица на детайла с една настройка.
Деконструиране на оста: Кои са петте оси?
Съгласно правилото-на дясната ръка на Международната организация по стандартизация (ISO), координатната система на 5-осна металообработваща машина обикновено се дефинира, както следва:
Линейни оси:
X-ос: Хоризонтално движение (наляво/надясно).
Y-ос: Вертикално движение (напред/назад).
Z-ос: Вертикално движение (нагоре/надолу).
Ротационни оси: Две ротационни оси се въртят около линейните оси:
Оста A-: Върти се около оста X-.
B-ос: Върти се около Y-ос.
C-ос: Върти се около Z-ос.
Забележка: Специфичната конфигурация на 5-осна металорежеща машина обикновено е комбинация от оси X, Y, Z плюс оси A/C или B/C.
5-осно свързване срещу . 3+2 позиционираща обработка
Пет{0}}едновременната обработка и 3+2 позициониращата обработка използват една и съща хардуерна архитектура и могат да се наричат пет{2}}осова обработка, но има фундаментални разлики.
Пет{0}}осова едновременна обработка (едновременна 5-осна)
Това е истинска 5-осова обработка. Всичките пет оси (X, Y, Z и две въртящи се) се движат едновременно. По време на рязане векторът на зацепване между инструмента и повърхността на детайла остава динамично постоянен. Основното му приложение е обработка на сложни повърхности със свободна форма, органични форми, работни колела и турбинни лопатки. Той разчита на усъвършенстван CAM софтуер и функцията "Rotation Tool Center Point Control" (RTCP), за да осигури абсолютна прецизност на траекторията на върха на инструмента.
3+2 Позиционираща обработка (позиционна 5-осна / 3+2 ос)
Ротационните оси се използват само за позициониране на детайла под определен ъгъл и след това за фиксиране на място. След това машината изпълнява стандартни операции по 3-осно фрезоване. По време на самия процес на рязане ротационните оси не се движат. Най-често се използва за призматични части, които трябва да бъдат обработени върху множество повърхности, дълбоки кухини и наклонено пробиване.
Предимството му е, че в сравнение с непрекъснатата машинна обработка, програмирането му е сравнително просто, като същевременно се запазва високата ефективност на „едно-затягане“.
Сравнение на 3-осна, 4-осна и 5-осна обработка
3-осна обработка
Движението е ограничено до осите X/Y/Z. Инструментът може да се доближи до детайла само отгоре. Обработката на страните изисква ръчно спиране, разглобяване, обръщане и повторно затягане на детайла.
4-осна обработка
Добавя ротационна ос (обикновено оста A-). Подходящ за непрекъсната обработка на цилиндрични повърхности или периферно пробиване на тръби.
5-осна обработка
Позволява достъп до всичките пет повърхности с изключение на дъното, без да разглобявате детайла. Разрешава компромис-между ефективност и геометрична сложност.
Пет основни предимства на 5-осната CNC обработка
Ефективност при единична настройка
Най-голямото предимство е способността му да завърши обработката на сложни части в една настройка. Традиционните процеси може да изискват 3 до 5 отделни приспособления и операции. 5-осовата технология решава този проблем, като значително намалява времето за изпълнение.
Висока прецизност и точност
5-осовата обработка осигурява изключително висока прецизност в толерансите на позицията на характеристиките между различните повърхности на детайла чрез поддържане на една нулева точка по време на целия процес на обработка, което води до изключително ниски грешки при затягане.
Удължен живот на инструмента и подобрено качество на повърхността
Когато се обработват дълбоки кухини при 3-осна обработка, трябва да се използват дълги инструменти, за да се избегне намесата на държача на инструмента, което води до изтичане и трептене на инструмента.
5-осните машинни инструменти позволяват използването на по-къси, по-твърди инструменти чрез накланяне на шпиндела или масата. Високата твърдост означава по-високи параметри на рязане, по-малко вибрации и превъзходна грапавост на повърхността (Ra) без необходимост от последващо полиране.
Силна способност за обработка на сложни геометрии
Подрязванията, стръмните странични стени и аеродинамичните опростени повърхности са почти невъзможни за постигане на 3-осни машинни инструменти. Петосната CNC технология позволява на режещия инструмент да избягва зоните на смущения и да реже гладко по сложни траектории.
Оптимизиран отпечатък
Един 5-осов машинен инструмент може да замени комбинация от струг, вертикална фреза и хоризонтална фреза, спестявайки ценно място в работилницата. Освен това бързата производствена производителност ускорява превръщането на суровините в готови продукти.
Структура на машинния инструмент: тип люлка срещу въртящ се тип
Тип-люлка (маса-маса)
Работната маса се накланя и върти. Подходящ за малки до средни-части. Теглото на частта е ограничено, тъй като работната маса трябва да поддържа движението на детайла.
Въртяща се-глава (глава-глава)
Главата на шпиндела се накланя и върти, докато работната маса остава неподвижна (или се движи само линейно). Подходящ за обработка на тежки, големи части.
Mill{0}}Turn Center
Комбинира функциите за струговане и 5-осно фрезоване, което позволява пълна обработка на сложни въртящи се части в един цикъл.
Основни индустриални приложения
Космонавтика
Производство на интегрални лопаткови дискове (Blisks), работни колела и структурни рамки на фюзелажа.
Медицински
Производство на титаниеви костни пластини, изкуствени тазобедрени стави и гръбначни импланти.
Автомобилен
Всмукателни и изпускателни колектори на двигателя, компоненти на турбокомпресора и сложни форми за впръскване.
Инструмент и матрица
Обработка на матрици с дълбока кухина и пробиване на сложни ъглови отвори за вода за охлаждане.
Край
5-осовата CNC обработка решава проблема с несъвместимостта между време, цена и качество, като позволява „еднократно-затягане, многостранна обработка“, като същевременно осигурява по-висока прецизност и по-бърза доставка.
За инженери и купувачи, които търсят партньори за прецизно производство, изборът на доставчик на услуги със зрели възможности за 5-осна обработка е от решаващо значение за осигуряване на целостта на дизайна и ефективността на веригата за доставки.
Научете повече за Hansheng AutomationCNC машинни услуги.
Референции
ISO 841:2001 - Системи за индустриална автоматизация и интеграция - Цифрово управление на машини - Координатна система и номенклатура на движението.
Смид, Питър. Наръчник за CNC програмиране: Изчерпателно ръководство за практическо CNC програмиране. Индустриална преса, 3-то издание.
Документация на Siemens SINUMERIK. 5-Технология и кинематика на осова обработка.
Технически ръководства на Heidenhain. TNC контроли за операции по 5-осна обработка.
ЧЗВ
В: 5-осовата обработка по-скъпа ли е от 3-осовата?
A: Да. Въпреки това, като се има предвид общата ефективност и производствените разходи, 5-осната обработка предлага по-големи икономически ползи.
В: Моята част е плоска; имам ли нужда от 5-осна обработка?
О: Ако частта изисква просто рязане само в една равнина, обработката по 3 оси е по-икономичен избор. Но ако частта се нуждае от пробиване или скосяване от няколко страни, използването на режима "3+2 позициониране" на 5-осна машинна машина може да избегне ръчно обръщане, подобрявайки ефективността и точността.
Въпрос: Могат ли всички 5-осни машинни инструменти да извършват "едновременна обработка"?
О: По-голямата част от съвременните 5-осни машинни инструменти имат възможности за едновременна обработка. Въпреки това, някои по-стари модели или определени контролери от нисък клас може да поддържат само "3+2" позициониране.
Въпрос: Какви материали може да обработва 5-осната обработка?
A: 5-осната обработка е подходяща за почти всички твърди материали, включително алуминиеви сплави, неръждаема стомана, титанови сплави, суперсплави Inconel, инженерни пластмаси (PEEK) и закалени инструментални стомани.
В: Какво е RTCP (Tool Center Point Control)?
О: RTCP (централна точка на инструмента за въртене) е основна функция на 5-осни CNC системи от висок клас. Той автоматично компенсира геометричните грешки, причинени от движението на въртящите се оси, като гарантира, че върхът на инструмента винаги остава точно на програмираната траектория, без да е необходимо да се преизчислява дължината на махалото в CAM софтуера.