5-осьова обробка з ЧПК є вершиною ефективності та точності в сучасному субтрактивному виробництві. Hansheng Automation проведе вас через повне розуміння технології 5-осьового ЧПК з чотирьох аспектів: визначення, кінематика, основні переваги та промислове застосування.
5-осьова обробка з ЧПУ
П’ятиосі-обробка – це технологія верстатів із ЧПК, яка використовує зв’язок трьох лінійних осей (X, Y і Z) і двох поворотних осей для обробки складних криволінійних поверхонь. Його траєкторія руху контролюється лінійною інтерполяцією, як визначено стандартами ISO.
По суті, п’ятиосьова обробка з ЧПК – це процес обробки, у якому використовується система комп’ютерного цифрового керування (ЧПК) для керування ріжучим інструментом або заготовкою для одночасного переміщення вздовж п’яти різних осей.
На відміну від традиційних три{0}}вісних верстатів, які рухаються вздовж лінійних осей X, Y і Z, п’яти-осьові верстати мають дві додаткові поворотні осі. Ця функція дозволяє інструменту підходити до заготовки практично з будь-якого напрямку, дозволяючи обробляти всі п’ять сторін деталі за допомогою однієї установки.
Деконструкція осі: що таке п’ять осей?
Згідно з-правилом правої руки Міжнародної організації зі стандартизації (ISO), система координат 5-осьового верстата зазвичай визначається таким чином:
Лінійні осі:
Вісь X-: горизонтальний рух (ліворуч/праворуч).
Вісь Y-: вертикальний рух (вперед/назад).
Вісь Z-: вертикальне переміщення (вгору/вниз).
Осі обертання: дві осі обертання обертаються навколо лінійних осей:
Вісь A-: обертається навколо осі X-.
Вісь -: обертається навколо осі Y-.
Вісь C-: обертається навколо осі Z-.
Примітка. Конкретна конфігурація 5-осьового верстата зазвичай являє собою комбінацію осей X, Y, Z плюс осей A/C або B/C.
5-осьове з’єднання проти . 3+2 обробки позиціонування
П’яти{0}}одночасна обробка та 3+2 позиціонуюча обробка використовують однакову апаратну архітектуру й обидві можуть називатися п’яти{2}}осьовою обробкою, але є принципові відмінності.
П’яти{0}}одночасна обробка (одночасна 5-осьова)
Це справжня 5-осьова обробка. Усі п’ять осей (X, Y, Z і дві поворотні осі) рухаються одночасно. Під час різання вектор зачеплення між інструментом і поверхнею заготовки залишається динамічно постійним. Його основна сфера застосування — обробка складних поверхонь довільної форми, органічних форм, робочих коліс і турбінних лопаток. Він покладається на сучасне програмне забезпечення CAM і функцію «Контроль центральної точки обертання інструменту» (RTCP), щоб забезпечити абсолютну точність траєкторії наконечника інструмента.
3+2 Механічна обробка позиціонування (позиційна 5-осьова / 3+2 вісь)
Поворотні осі використовуються лише для позиціонування заготовки під певним кутом і фіксації її на місці. Потім верстат виконує стандартні 3-осьові операції фрезерування. Під час фактичного процесу різання поворотні осі не рухаються. Він найчастіше використовується для призматичних деталей, які потрібно обробляти на багатьох поверхнях, глибоких порожнин і свердління під нахилом.
Його перевага полягає в тому, що порівняно з безперервною механічною обробкою його програмування відносно просте, зберігаючи високу ефективність «одноразового-затискання».
Порівняння 3-осьової, 4-осьової та 5-осьової обробки
3-осьова обробка
Рух обмежено осями X/Y/Z. Інструмент може підходити до заготовки тільки зверху. Обробка бічних сторін вимагає ручної зупинки, розбирання, перевертання та повторного затискання заготовки.
4-осьова обробка
Додає вісь обертання (зазвичай вісь A-). Підходить для безперервної обробки циліндричних поверхонь або кругового свердління труб.
5-осьова обробка
Забезпечує доступ до всіх п'яти поверхонь, крім нижньої, без розбирання заготовки. Вирішує компроміс-між ефективністю та геометричною складністю.
П'ять основних переваг 5-осьової обробки з ЧПК
Ефективність однієї установки
Найбільшою перевагою є його здатність виконувати обробку складних деталей за одну установку. Для традиційних процесів може знадобитися від 3 до 5 окремих пристосувань, і операційна. 5-осьова технологія вирішує цю проблему, значно скорочуючи час виконання робіт.
Висока точність і точність
5-осьова обробка забезпечує надзвичайно високу точність допусків положення деталей між різними поверхнями деталі, зберігаючи єдину нульову точку протягом усього процесу обробки, що призводить до надзвичайно низьких похибок затискання.
Подовжений термін служби інструменту та покращена якість поверхні
Під час обробки глибоких порожнин у 3-осьовій обробці слід використовувати довгі інструменти, щоб уникнути перешкод у державці, що призводить до биття та стуку інструменту.
5-осьові верстати дозволяють використовувати більш короткі, більш жорсткі інструменти шляхом нахилу шпинделя або столу. Висока жорсткість означає вищі параметри різання, меншу вібрацію та чудову шорсткість поверхні (Ra) без необхідності подальшого полірування.
Сильні можливості для обробки складних геометрій
Підрізи, круті бічні стінки та аеродинамічні обтічні поверхні практично неможливо досягти на 3-осьових верстатах. П'ятиосьова технологія ЧПК дозволяє ріжучому інструменту уникати зон перешкод і плавно різати по складних траєкторіях.
Оптимізований слід
Один 5-осьовий верстат може замінити комбінацію токарного верстата, вертикально-фрезерного верстата та горизонтально-фрезерного верстата, заощаджуючи цінний простір майстерні. Крім того, швидка продуктивність прискорює перетворення сировини в готову продукцію.
Конструкція верстата: люлька проти поворотного типу
Тип-люльки (стіл-стіл)
Робочий стіл нахиляється і обертається. Підходить для малих і середніх-деталей. Вага деталі обмежена, оскільки робочий стіл повинен підтримувати рух заготовки.
Поворотна-голова (Голова-Голова)
Головка шпинделя нахиляється та обертається, а робочий стіл залишається нерухомим (або рухається лише лінійно). Підходить для обробки важких, великих деталей.
Центр -токарної фрези
Поєднує в собі функції токарної обробки та 5-осьового фрезерування, що дозволяє виконувати повну обробку складних деталей, що обертаються, за один цикл.
Основні галузі застосування
Аерокосмічна
Виготовлення цілісних лопатевих дисків (блісків), крильчаток, каркасів фюзеляжу.
Медичний
Виготовлення титанових кісткових пластин, штучних тазостегнових суглобів, спинальних імплантів.
Автомобільний
Впускні та випускні колектори двигунів, компоненти турбокомпресора та складні форми для лиття під тиском.
Інструмент і матриця
Обробка форми з глибокими порожнинами та свердління отворів для охолодження води під складним кутом.
Кінець
5-осьова обробка з ЧПК вирішує проблему несумісності між часом, вартістю та якістю, забезпечуючи «одноразове затискання, багатогранну обробку», водночас забезпечуючи вищу точність і швидшу доставку.
Для інженерів і покупців, які шукають партнерів для точного виробництва, вибір постачальника послуг із розвиненими можливостями 5-осьової обробки має вирішальне значення для забезпечення цілісності конструкції та ефективності ланцюжка поставок.
Дізнайтеся більше про Hansheng AutomationПослуги обробки з ЧПУ.
Список літератури
ISO 841:2001 - Системи промислової автоматизації та інтеграція - Числове керування машинами - Система координат і номенклатура руху.
Смід, Петро. Посібник із програмування ЧПК: вичерпний посібник із практичного програмування ЧПК. Промислова преса, 3-е видання.
Документація Siemens SINUMERIK. 5-Технологія та кінематика обробки осей.
Технічні посібники Heidenhain. Елементи керування TNC для операцій 5-осьової обробки.
FAQ
З: Чи 5-осьова обробка дорожча, ніж 3-осьова?
A: Так. Однак, враховуючи загальну ефективність і витрати на виробництво, 5-осьова обробка пропонує більші економічні вигоди.
З: Моя частина плоска; мені потрібна 5-осьова обробка?
A: Якщо деталь вимагає простого різання в одній площині, 3-осьова обробка є більш економічним вибором. Але якщо деталь потребує свердління або зняття фаски з кількох сторін, використання режиму «3+2 позиціонування» 5-осьового верстата може уникнути перевертання вручну, покращуючи ефективність і точність.
З: Чи можуть усі 5-осьові верстати виконувати «одночасну обробку»?
A: Переважна більшість сучасних 5-осьових верстатів мають можливості одночасної обробки. Однак деякі старіші моделі або деякі контролери нижчого класу можуть підтримувати лише обробку позиціонування "3+2".
З: Які матеріали можна обробляти за допомогою 5-осьової обробки?
A: 5-осьова обробка підходить майже для всіх твердих матеріалів, включаючи алюмінієві сплави, нержавіючу сталь, титанові сплави, суперсплави Inconel, конструкційні пластики (PEEK) і загартовані інструментальні сталі.
З: Що таке RTCP (Tool Center Point Control)?
A: RTCP (центральна точка інструмента обертання) є основною функцією високоякісних 5-осьових систем ЧПК-. Він автоматично компенсує геометричні похибки, спричинені переміщенням поворотних осей, гарантуючи, що вістря інструмента завжди залишається точно на запрограмованій траєкторії без необхідності перераховувати довжину маятника в програмному забезпеченні CAM.