Co Je 5-Osé Obrábění?

obsah

• co je 5-osé obrábění?
• historie 5osého obrábění
• 5osý obráběcí proces
• běžné aplikace pro 5osé obrábění

5-axis obrábění je pokročilá metoda řezání, která vytváří některé z nejkvalitnějších dílů. Pracuje s technologií počítačového numerického řízení (CNC). Zatímco dříve vyhrazeno pouze pro výrobce s nejvyšším rozpočtem, 5-osé obrábění prošlo dlouhou cestu a je nyní běžně dostupné pro zbytek výrobního světa.

5osé mlýny a stroje se používají těžce v leteckých aplikacích a mohou řezat i ty nejsložitější vzory. Mohou také nabídnout zlepšení účinnosti pro výrobky, které mohou potřebovat pouze tříosé obrábění. Ať už se rozhodnete jej použít jakkoli, úspěšné 5osé obrábění může mít významné výhody pro vaše výrobní operace.

5-obrábění OS pracuje na stejných principech jako sochařství. Vezměte velký blok materiálu a přebytek odstraňte řezným nástrojem, kousek po kousku, dokud nezůstane pouze koncový objekt. Tento proces je subtraktivní, na rozdíl od něčeho aditivního, jako je 3D tisk, který přidává materiál do základny.

mnoho CNC strojů pracuje na třech osách, s osou X, Y A Z pro pohyb stroje. V 5-osém stroji stále máte tyto tři, ale dva z nich se také otáčejí a přidávají osu A A B. Tato konstrukce jim umožňuje dokončit mnoho současných pohybů, aby vytvořily hladké nebo složité vzory. Konfigurace rotačních a statických OS se může u jednotlivých strojů lišit.

5osé CNC obrábění je rychlé a efektivní a nabízí přístup „jeden a hotovo“. V 3-osém stroji byste museli ručně otáčet díl mezi průchody, aby řezný nástroj mohl přistupovat ke všem plochám. 5-osý stroj to udělá za vás. Může otočit kus a dosáhnout všech jeho tváří najednou. Umožňuje také složitější konstrukce s tímto širokým rozsahem pohybu a můžete se spolehnout, že stroj automaticky otáčí nástroje, které používáte.

vzhledem k přidané složitosti strojního zařízení budete potřebovat počítačově podporovaný design (CAD) a počítačově podporovaný výrobní (CAM) software s 5-osými schopnostmi, ale to je běžné. Vyhýbání se kolizi se také stává problémem, protože existuje více úhlů, ve kterých může nástroj pracovat.

historie 5osého obrábění

Věřte tomu nebo ne, víceosé stroje byly použity se čtyřmi až 12 osami, než byl CNC dokonce vyvinut. Tyto stroje byly provozovány s pákami na vačkových deskách a byly používány pro ovládání nástrojů, stolů a rotačních pohybů, jakož i upínání přípravků. Zatímco velké a těžkopádné, tyto ruční víceosé stroje byly vhodné pro hromadnou výrobu. Byly také předchůdcem 5-osých strojů, které dnes známe.

první číslicově řízené (NC) stroje byly postaveny ve 40. letech a děrovaná páska byla tím, co je řídilo. Byly vyvinuty Johnem T. Parsonsem a Frankem Stulenem z Traverse City v Michiganu. Parsons vlastnil Parsons Corp. a přišel s počáteční myšlenkou při práci na částech vrtulníku, které potřebovaly specifické, složité struktury. Stulen dokonce obdržel národní medaili za technologii a inovace v roce 1985 za svou práci na stroji.

byly začleněny další funkce NC technologie vyvinuté v následujících letech a počítačové ovládání. NC stroje se rychle vyvinuly na CNC stroje a získaly tak velkou popularitu, že bylo vytvořeno mnoho různých programovacích jazyků a bylo třeba je třídit. G-kód je dnes běžně používaný programovací jazyk.

systémy následného zpracování byly dalším významným pokrokem. CAD programy by vytvořily návrhy, které by program CAM mapoval do cest nástrojů a pohybu stroje. Systém následného zpracování by převedl výsledky CAM na kód, který by mohl číst konkrétní stroj, který byl používán. Stručně řečeno, post-procesor převádí data CAM systému do G-kódu, který může CNC stroj číst. Tento vývoj umožnil čtení konstrukce vačky jakýmkoli potřebným strojem a přidal všestrannost a snadné použití k celé operaci.

vzhledem k tomu, že ceny počítačů klesly v 60.a 70. letech, CNC stroje se staly stále dostupnějšími. Nyní si více než jen ti nejlepší z nejlepších mohli dovolit 5osý stroj. Postupující vačkové systémy také umožnily méně zkušeným operátorům provozovat stroj a umožnily je používat i neodborníkům. V kombinaci s nedostatkem potřeby ručního přemístění objektu se práce stala lépe zvládnutelnou. Lepší automatizace a kvalita výroby vedly k tomu, že více společností přijalo CNC stroje.

pokud jde o víceosé stroje, trvalo jim trochu déle, než se staly cenově dostupnými kvůli zvýšené složitosti. Byly nalezeny hlavně ve velkých leteckých společnostech, které měly rozpočet a znalosti k vytvoření konkrétních projektů, které potřebovaly. Nyní jsou víceosé stroje samozřejmostí v každém obchodě.

ale to je novější vývoj. 5-osé stroje byly ve skutečnosti na seznamu kontroly obchodu ministerstva obrany USA až do roku 2009. DoD je považovalo za vyspělé technologie a záležitost národní bezpečnosti, takže jejich vývoz byl regulován.

pokroky v softwaru a technologii umožnily 5-osé stroje, aby se stal cenově dostupné a uživatelsky přívětivější. Vzhledem k tomu, že 5-osé stroje se staly běžnějšími, bylo také nezbytné vzdělání na nich. Vysoké školy viděly roli, kterou 5-osé stroje hrají v pracovní síle. Vzdělávání svých studentů na něm jim dává podstatnou výhodu a pomáhá budoucím zaměstnavatelům snížit dodatečné náklady na školení.

náklady na školení zaměstnanců jsou významným faktorem, který je třeba vzít v úvahu při přechodu na 5osé obrábění. Kvalifikovaní operátoři strojů jsou nutností pro jakoukoli 5osou aplikaci. Bez vyškolených zaměstnanců riskujete, že nebudete schopni vytvořit složité součásti, které vaši klienti potřebují, natož obsluhovat strojní zařízení. Také bez znalostní báze není 5-osý stroj využíván na svůj plný potenciál. Mohli byste přijít o úspory nákladů při snižování práce, zlepšování kvality a automatizačních postupech.

pokud jde o jeho budoucnost, zdá se, že 5osé obrábění nikam nevede. Teprve nedávno získala popularitu v méně specializovaných aplikacích a její výhody jsou rozšířené, a to i na 3-osé práci. Tyto stroje se stávají samozřejmostí v každém obchodním prostředí.

5osý obráběcí proces

jak již bylo zmíněno, 5osý stroj má o dvě osy více než jeho tradiční protějšek. „Pět“ označuje počet směrů, které se řezný nástroj může pohybovat. Extra dva umožňují pokročilé otáčení a pohyby najít nejlepší spojení mezi řezným nástrojem a materiálem. Zejména tato současná operace také poskytuje možnost zpracovat až pět ploch součásti v jednom průchodu. Až 60% dílů vyrobených v CNC dílnách vyžaduje pětistranné obrábění, díky čemuž je tento přístup stále populárnější.

ve srovnání s 3osým strojem nabízí proces 5osého stroje několik výhod, včetně:

• kratší dodací lhůty: 5osý stroj vyžaduje méně ručního přemístění, protože může samostatně pohybovat součástí. Může se také pohybovat efektivněji a najít lepší úhly pro zvýšení účinnosti procesu řezání. Tyto faktory vám umožní dokončit svou roli v kratším čase.
• větší přesnost: pět os pohybu nabízí mnohem větší přesnost než 3osý proces. Jakékoli složité nebo složité detaily jsou rychlejší a přesnější a váš hotový výrobek se bude řídit specifikacemi kvality a výkonu.
• kratší řezné nástroje: S rozsahem pohybu v 5-osých strojích lze použít kratší frézy. Ty snižují vibrace, ke kterým často dochází při hlubších řezech v 3-osém stroji. Nejenže to přináší hladší povrch na povrchu, ale také umožňuje vyšší řezné rychlosti bez nadměrného tlaku.
• nové obchodní příležitosti: 5osý stroj může velmi dobře vytvořit více příležitostí pro produkty a služby, které můžete klientům poskytnout. Všestrannost této metody může otevřít nové dveře pro vaše podnikání.

existuje několik různých typů konstrukce pro 5osé stroje, které vytvářejí různé kombinace rotačních os. Ve vertikálním stroji se osy X a Y řídí vodorovnou rovinou, přičemž z ve svislé rovině. Horizontální stroje přepínají osy Z A Y.

manipulace s pěti osami se může u jednotlivých strojů a výrobců lišit. Mohou využívat otočné hlavy, otočné stoly nebo čepové stoly, mimo jiné funkce. Pro každý typ zařízení existují výhody. Různé typy 5osých strojů se liší v tom, kam umisťují své rotační osy — mohou být oba v tabulce, v nástroji nebo v každém:

• čep nebo stolní stroj. Tím se stůl posune, aby se dosáhlo jeho rozsahu, a má schopnost držet obrobky s mnohem větším objemem. Umožňuje také lepší možnosti podříznutí, protože máte více než 90 stupňů otáčení alespoň v jedné ose. Tabulka čepů používá osu A k pohybu kolem osy X a osu C k otáčení kolem osy Z.
• otočný stroj. Tím se pohybuje hlava a vřeteno kolem stolu. Je schopen pojmout mnohem těžší části, protože stůl se nepohybuje stejným způsobem jako stroj ve stylu čepu. Otočný stroj nabízí větší všestrannost a přístup, protože má menší rušení nástroje. Otočný stroj otáčí osu B kolem osy Y a osu C kolem osy Z.

stejně jako u mnoha nástrojů závisí nejlepší konfigurace stroje s 5 osami na tom, jak jej budete používat.

dalším aspektem této rovnice je 3+2 nebo poziční 5osé obrábění. Při tomto typu obrábění jsou rotační pohony uzamčeny a ostatní osy ponechávají práci. Tento přístup je oddělen od 5-osého obrábění, protože nepohybuje díly nepřetržitě mezi sebou. Obrábění 3 + 2 umožňuje použít kratší, tužší řezný nástroj, protože vřetenová hlava může být umístěna blíže k obrobku bez rizika kolize. Kratší nástroje vedou také k vyšším rychlostem a poskytují výjimečnou povrchovou úpravu. Uzamčení libovolné osy může také přidat stabilitu vašeho projektu. Obrábění 3+2 vyžaduje méně kódu a zároveň je přesnější. U dílů bez zvláště podrobných obrysů nebo hran může dobře fungovat přístup osy 3+2.

běžné aplikace pro 5osé obrábění

ačkoli 5osé stroje byly dříve vyhrazeny pouze pro letecké trhy, nyní jsou v různých průmyslových odvětvích.

můžete použít 5-osý stroj všude tam, kde je 3-osý stroj na místě pro větší účinnost a hladší povrchovou úpravu. Poskytuje kratší cykly a vyžaduje méně ručního přemístění nebo výměny nástrojů. U 3osého stroje musí obsluha přemístit materiál tak, aby nástroj dosáhl všech svých ploch. Tento krok může proces otevřít až k problémům s lidskou chybou a zarovnáním. 5-osý stroj To odstraní a poskytuje snadný přístup na všechny strany.

CAD a CAM software pro 5-osé stroje mohou být neuvěřitelně pokročilé. Poskytují nesčetné množství možností programování a často zahrnují zabránění kolizi a post-procesory pro jednoduché připojení ke stroji. Při správném nastavení můžete tyto programy použít i pro obrábění“ lights-out“, ve kterém je ponecháno bez dozoru.

5-osové obrábění lze použít pro složité 3D tvary, stejně jako pro provádění tradičního obrábění na lichých nebo nakloněných plochách. Některá běžná průmyslová odvětví, která využívají 5osé obrábění, zahrnují:

• letecký průmysl: Tento CNC gigant využívá schopnost 5-osého obrábění vytvářet hladké tvary a tvarované hrany. Letecké aplikace jsou obzvláště jedinečné a geometricky složité a úroveň detailů, kterou můžete získat z 5osého stroje, je nesmírně cenná – stejně jako jeho schopnost vytvářet vnitřní řezy. Další výhodou leteckého trhu je, že část nemusí být přemístěna při každém průchodu. Použití 5-osého stroje mu umožňuje zůstat co nejpřesnější vyplněním součásti v jednom průchodu.
• lékařské: 5osé obrábění může nabídnout výhody výrobcům zdravotnických zařízení. Vysoká přesnost, kterou nabízí, může pomoci při výrobě zařízení, implantátů a dalších zařízení při plnění přísných standardů zdravotní péče. Tyto výrobky jsou malé, se složitými detaily a 5-osý stroj šetří čas a peníze prostřednictvím efektivnějších procesů a přesné výroby.
• vojenské: komponenty pro přesné vojenské vybavení se také často nacházejí v 5osém stroji. Kromě jejich leteckých aplikací, mohou zahrnovat části ponorek, lopatky turbín a kompresorů, vysoce výkonné části motoru, stealth aplikace, inteligentní zbraně, senzory a dokonce i jaderné zbraně. I když ne všechny jsou vojenské aplikace, asi polovina všech 5-osých kupujících strojů je kupuje pro smlouvy nebo projekty s vládou USA.
• energetické zařízení: 5-osý stroj může vytvářet podrobné a specifické části, které energetické zařízení vyžaduje. Pokud pracujete s obzvláště drsnými a odolnými materiály, může použití 5osého stroje zajistit stabilitu vašeho pracovního prostoru, což usnadňuje řezání a tvar. Může také zefektivnit váš proces a snížit opotřebení vašich nástrojů.

Mezi další průmyslová odvětví, která používají 5osé obrábění, patří zpracování potravin a léčiva.

začleňte do svého obchodu 5osé obrábění

ať už vytváříte moderní stroje pro špičkový letecký projekt nebo jednoduché díly pro spotřební vozidlo, 5osé stroje mohou zlepšit Váš pracovní postup. Některé projekty budou potřebovat pokročilé schopnosti, které nabízejí další dvě osy, zatímco jiné mohou těžit ze snížení práce a chyb. 5-osý stroj může dokonce otevřít nové dveře tomu, co můžete vyrobit.

ať už se specializujete na cokoli, možná budete chtít zvážit použití této pohodlné a efektivní technologie. Pokud se rozhodnete přivést 5-osé stroje do vašeho pracovního prostoru, Astro Machine Works nabízí montážní a zkušební služby, stejně jako servis strojů. Můžeme zajistit hladkou integraci do vašeho obchodu, takže neztrácíte čas přechodem a můžete se vrátit k tomu, co umíte nejlépe. Kontaktujte nás ještě dnes a dozvíte se více o 5osém obrábění.