Co To Jest Obróbka 5-Osiowa?

spis treści

• co to jest obróbka 5-osiowa?
• Historia obróbki 5-osiowej
• 5-osiowy proces obróbki
• typowe zastosowania obróbki 5-osiowej

5-axis machining to zaawansowana metoda cięcia, która tworzy części najwyższej jakości. Działa w technologii komputerowego sterowania numerycznego (CNC). Podczas gdy wcześniej zarezerwowane tylko dla producentów o najwyższych budżetach, obróbka 5-osiowa przeszła długą drogę i jest obecnie powszechnie dostępna dla reszty świata produkcyjnego.

5-osiowe Frezarki i maszyny są intensywnie wykorzystywane w przemyśle lotniczym i mogą ciąć nawet najbardziej skomplikowane wzory. Mogą one również oferować poprawę wydajności produktów, które mogą wymagać tylko obróbki 3-osiowej. Bez względu na to, jak zdecydujesz się go używać, udana obróbka 5-osiowa może przynieść znaczące korzyści dla Twoich operacji produkcyjnych.

5-obróbka osi działa na tych samych zasadach, co rzeźbienie. Bierzesz duży blok materiału i usuwasz nadmiar za pomocą narzędzia tnącego, kawałek po kawałku, aż pozostanie tylko obiekt końcowy. Ten proces jest subtraktywny, w przeciwieństwie do czegoś addytywnego, takiego jak druk 3D, który dodaje materiał do podstawy.

wiele maszyn CNC pracuje na trzech osiach, z osią X, Y i z do ruchu maszyny. W maszynie 5-osiowej nadal mamy te trzy, ale dwie z nich również się obracają, dodając oś A I B. Ta konstrukcja pozwala im wykonać wiele jednoczesnych ruchów, aby uzyskać gładkie lub skomplikowane projekty. Konfiguracja osi obrotowych i statycznych może się różnić w zależności od maszyny.

5-osiowa obróbka CNC jest szybka i wydajna, oferując podejście „jeden i gotowe”. W maszynie 3-osiowej konieczne byłoby ręczne obracanie części między przebiegami,aby narzędzie tnące mogło uzyskać dostęp do wszystkich powierzchni. Maszyna 5-osiowa zrobi to za Ciebie. Może obrócić kawałek i dotrzeć do wszystkich twarzy za jednym zamachem. Pozwala również na bardziej skomplikowane projekty z tym szerokim zakresem ruchu i możesz liczyć na to, że maszyna automatycznie obróci używane Narzędzia.

ze względu na zwiększoną złożoność maszyn, potrzebujesz oprogramowania do projektowania wspomaganego komputerowo (CAD) i produkcji wspomaganej komputerowo (CAM)z możliwościami 5-osiowymi, ale to powszechne. Problemem staje się również unikanie kolizji, ponieważ narzędzie ma więcej kątów pracy.

Historia obróbki 5-osiowej

Wierzcie lub nie, Maszyny wieloosiowe były używane z czterema do 12 osi przed opracowaniem CNC. Maszyny te były napędzane dźwigniami na płytkach krzywkowych i były używane do sterowania ruchem narzędzia, stołu i obrotowym, a także do mocowania osprzętu. Podczas gdy duże i uciążliwe, te ręczne maszyny wieloosiowe dobrze nadawały się do masowej produkcji. Były one również prekursorem Maszyn 5-osiowych, które znamy dzisiaj.

pierwsze maszyny sterowane numerycznie (NC) zostały zbudowane w latach 40-tych i obsługiwała je taśma perforowana. Zostały one opracowane przez Johna T. Parsonsa i Franka Stulena z Traverse City w stanie Michigan. Parsons był właścicielem Parsons Corp. i wpadł na początkowy pomysł podczas pracy nad częściami śmigłowców, które wymagały konkretnych, złożonych konstrukcji. Stulen otrzymał nawet National Medal of Technology and Innovation w 1985 roku za pracę nad maszyną.

wprowadzono dodatkowe funkcje technologii NC rozwijanej w kolejnych latach i sterowania komputerowego. Maszyny NC szybko rozwinęły się w maszyny CNC i zyskały tak dużą popularność, że stworzono wiele różnych języków programowania i należało je sortować. G-code jest językiem programowania powszechnie używanym dzisiaj.

systemy Post-processing były kolejnym znaczącym postępem. Programy CAD tworzyłyby projekty, które program CAM mapowałby na ścieżki narzędzi i ruch maszyny. System post-processing przekształci wyniki CAM W kod, który może być odczytany przez konkretną maszynę, która była w użyciu. Krótko mówiąc, postprocesor przekłada dane systemu CAM na kod G, który maszyna CNC może odczytać. Rozwój ten pozwolił na odczytanie projektu krzywki przez dowolną maszynę i dodał wszechstronność i łatwość obsługi do całej operacji.

wraz ze spadkiem cen komputerów w latach 60. i 70., maszyny CNC stawały się coraz bardziej przystępne. Teraz na 5-osiową maszynę stać nie tylko najlepszych z najlepszych. Zaawansowane systemy krzywkowe pozwoliły również na obsługę maszyny przez mniej doświadczonych operatorów i umożliwiły korzystanie z nich osobom nie będącym ekspertami. W połączeniu z brakiem potrzeby ręcznego przestawiania obiektu, praca stała się łatwiejsza do opanowania. Lepsza automatyzacja i jakość produkcji spowodowały, że więcej firm musiało przyjąć maszyny CNC.

jeśli chodzi o Maszyny wieloosiowe, zajęło im to trochę więcej czasu, aby stać się przystępnymi cenowo ze względu na zwiększoną złożoność. Były one głównie tylko w dużych firmach lotniczych, które miały budżet i wiedzę do tworzenia konkretnych projektów, których potrzebowali. Teraz Maszyny wieloosiowe są powszechne w każdym zakładzie.

ale to nowszy rozwój. Maszyny 5-osiowe były faktycznie na liście kontroli handlu Departamentu Obrony USA do 2009 roku. Departament Obrony uważał je za zaawansowaną technologię i kwestię bezpieczeństwa narodowego, więc ich eksport był regulowany.

postęp w oprogramowaniu i technologii pozwolił maszynom 5-osiowym stać się przystępnymi cenowo i bardziej przyjaznymi dla użytkownika. Ponieważ maszyny 5-osiowe stały się bardziej powszechne, konieczna stała się również edukacja na nich. Uczelnie dostrzegły rolę, jaką w sile roboczej odgrywają maszyny 5-osiowe. Kształcenie na nim swoich uczniów daje im znaczną przewagę i pomaga przyszłym pracodawcom obniżyć dodatkowe koszty szkolenia.

koszty szkoleń dla pracowników są istotnym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę przy przechodzeniu na obróbkę 5-osiową. Wykwalifikowani operatorzy maszyn są koniecznością dla każdej aplikacji 5-osiowej. Bez przeszkolonych pracowników ryzykujesz, że nie będziesz w stanie stworzyć skomplikowanych części, których potrzebują Twoi klienci, nie mówiąc już o obsłudze maszyn. Ponadto, bez obecnej bazy wiedzy, maszyna 5-osiowa nie jest wykorzystywana w pełni. Możesz stracić oszczędności w redukcji pracy, poprawie jakości i procedurach automatyzacji.

jeśli chodzi o przyszłość, 5-osiowa obróbka wydaje się nigdzie nie iść. Dopiero niedawno zyskał popularność w mniej specjalistycznych aplikacjach, a jego zalety są powszechne, nawet przy pracy 3-osiowej. Maszyny te stają się powszechne w każdym środowisku warsztatowym.

5-osiowy proces obróbki

jak wspomniano, 5-osiowa maszyna ma dwie więcej osi niż jej tradycyjny odpowiednik. „Pięć” odnosi się do liczby kierunków, w których narzędzie tnące może się poruszać. Dodatkowe dwa pozwalają na zaawansowane obracanie i ruchy, aby znaleźć najlepsze połączenie między narzędziem skrawającym a materiałem. Co więcej, Ta jednoczesna operacja zapewnia również możliwość przetwarzania do pięciu powierzchni części w jednym przebiegu. Aż 60% części produkowanych w warsztatach CNC wymaga obróbki pięciostronnej, co sprawia, że takie podejście staje się coraz bardziej popularne.

w porównaniu z maszyną 3-osiową, proces maszyny 5-osiowej oferuje kilka korzyści, w tym:

• krótszy czas realizacji: maszyna 5-osiowa wymaga mniej ręcznego przestawiania, ponieważ może samodzielnie przesuwać część. Może również poruszać się w bardziej wydajny sposób i znaleźć lepsze kąty, aby zwiększyć wydajność procesu cięcia. Te czynniki pozwalają zakończyć swoją część w krótszym czasie.
• większa dokładność: pięć osi ruchu oferuje znacznie większą precyzję niż proces 3-osiowy. Wszelkie złożone lub skomplikowane szczegóły są szybsze i bardziej precyzyjne, a gotowy produkt z pewnością będzie przestrzegał specyfikacji jakości i wydajności.
• krótsze narzędzia skrawające: Dzięki zakresowi ruchu w maszynach 5-osiowych można stosować krótsze Frezy. Redukują one wibracje, które często występują w głębszych cięciach w maszynie 3-osiowej. Zapewnia to nie tylko gładsze wykończenie powierzchni, ale także pozwala na wyższe prędkości cięcia bez nadmiernego nacisku.
• nowe możliwości biznesowe: maszyna 5-osiowa może bardzo dobrze stworzyć więcej możliwości dla produktów i usług, które możesz zapewnić klientom. Wszechstronność tej metody może otworzyć nowe drzwi dla Twojej firmy.

istnieje kilka różnych typów konstrukcji dla maszyn 5-osiowych, które tworzą różne kombinacje osi obrotowych. W maszynie pionowej osie X i Y podążają za płaszczyzną poziomą, A Z w pionie. Maszyny poziome przełączają oś Z i Y.

obsługa pięciu osi może się różnić w zależności od maszyn i producentów. Mogą one wykorzystywać głowice obrotowe, Stoły obrotowe lub stoły czopowe, między innymi. Istnieją korzyści dla każdego typu urządzenia. Różne typy maszyn 5-osiowych różnią się miejscem, w którym umieszczają swoje osie obrotowe — mogą znajdować się zarówno w tabeli, w narzędziu, jak i po jednej w każdej:

• Maszyna Czopowa lub stołowa. To przesuwa stół, aby osiągnąć jego zakres i ma możliwość trzymania przedmiotów o znacznie większej objętości. Pozwala to również na lepsze możliwości podcinania, ponieważ masz więcej niż 90 stopni obrotu w co najmniej jednej osi. Tabela czopów wykorzystuje oś A do poruszania się wokół osi X i oś C do obracania wokół osi Z.
• Maszyna obrotowo-obrotowa. To przesuwa głowicę i wrzeciono wokół stołu. Jest w stanie pomieścić znacznie cięższe części, ponieważ stół nie porusza się w taki sam sposób, jak maszyna w stylu czopu. Maszyna obrotowo-obrotowa oferuje większą wszechstronność i dostęp, ponieważ ma mniej zakłóceń narzędzia. Maszyna obrotowo-obrotowa obraca oś B wokół osi Y i oś C wokół osi Z.

podobnie jak w przypadku wielu narzędzi, najlepsza konfiguracja maszyny 5-osiowej zależy od sposobu jej użytkowania.

innym aspektem tego równania jest 3+2, czyli pozycyjna obróbka 5-osiowa. W tego typu obróbce Napędy obrotowe są zablokowane, pozostawiając inne osie do pracy. Takie podejście jest oddzielone od obróbki 5-osiowej, ponieważ nie porusza części w sposób ciągły ze sobą. Obróbka 3+2 pozwala na zastosowanie krótszego, bardziej sztywnego narzędzia skrawającego, ponieważ głowica wrzeciona może być umieszczona bliżej obrabianego przedmiotu bez ryzyka kolizji. Krótsze narzędzia zapewniają również większe prędkości, zapewniając wyjątkowe wykończenie powierzchni. Blokowanie dowolnej osi może również zwiększyć stabilność projektu. Obróbka 3+2 wymaga mniej kodu, a jednocześnie jest bardziej dokładna. W przypadku części bez szczególnie szczegółowych konturów lub krawędzi, podejście 3 + 2 osiowe może działać dobrze.

typowe zastosowania do obróbki 5-osiowej

chociaż maszyny 5-osiowe były wcześniej zarezerwowane tylko dla rynku lotniczego, obecnie znajdują się w różnych gałęziach przemysłu.

możesz używać maszyny 5-osiowej wszędzie tam, gdzie jest maszyna 3-osiowa, aby uzyskać większą wydajność i gładsze wykończenie. Zapewnia krótsze cykle i wymaga mniej ręcznej zmiany położenia lub zmiany narzędzi. W maszynie 3-osiowej operator musi zmienić położenie materiału,aby narzędzie mogło dotrzeć do wszystkich powierzchni. Ten krok może otworzyć proces na błędy ludzkie i problemy z wyrównaniem. Maszyna 5-osiowa usuwa to, zapewniając łatwy dostęp do wszystkich stron.

oprogramowanie CAD i CAM dla maszyn 5-osiowych może być niezwykle zaawansowane. Zapewniają one niezliczone opcje programowania i często obejmują unikanie kolizji i postprocesory do prostego połączenia z maszyną. Przy odpowiedniej konfiguracji można nawet użyć tych programów do obróbki „lights-out”, w której pozostaje ona bez nadzoru.

5-obróbka osi może być stosowana do złożonych kształtów 3D, a także do wykonywania tradycyjnej obróbki na powierzchniach nieparzystych lub pochylonych. Niektóre typowe branże, które wykorzystują obróbkę 5-osiową, obejmują:

• Aerospace: ten gigant CNC wykorzystuje zdolność obróbki 5-osiowej do tworzenia gładkich kształtów i wyprofilowanych krawędzi. Zastosowania w przemyśle lotniczym są szczególnie wyjątkowe i geometrycznie skomplikowane, a poziom szczegółowości, jaki można uzyskać z maszyny 5-osiowej, jest niezmiernie cenny – podobnie jak jej zdolność do tworzenia cięć wewnętrznych. Kolejną korzyścią dla rynku lotniczego jest to, że część nie musi być zmieniana na każdym przejeździe. Zastosowanie maszyn 5-osiowych pozwala na zachowanie jak największej dokładności poprzez wykonanie części w jednym przejeździe.
• Medycyna: obróbka 5-osiowa może oferować korzyści producentom sprzętu medycznego. Wysoka precyzja, którą oferuje, może pomóc w produkcji urządzeń, implantów i innego sprzętu w spełnianiu rygorystycznych standardów opieki zdrowotnej. Produkty te są małe, ze skomplikowanymi detalami, a 5-osiowa maszyna oszczędza czas i pieniądze dzięki bardziej wydajnym procesom i dokładnej produkcji.
• wojsko: komponenty do precyzyjnego sprzętu wojskowego są również często spotykane w maszynie 5-osiowej. Oprócz zastosowań w lotnictwie, mogą one obejmować części okrętów podwodnych, łopaty turbin i sprężarek, wysokowydajne części silników, zastosowania stealth, broń inteligentną, czujniki, a nawet broń jądrową. Chociaż nie wszystkie są zastosowaniami wojskowymi, około połowa wszystkich nabywców Maszyn 5-osiowych kupuje je na kontrakty lub projekty z rządem USA.
• Sprzęt energetyczny: maszyna 5-osiowa może tworzyć szczegółowe i specyficzne części, których wymaga sprzęt energetyczny. Jeśli pracujesz z wyjątkowo szorstkimi, odpornymi materiałami, zastosowanie Maszyny 5-osiowej może zapewnić stabilność obszaru roboczego, ułatwiając cięcie i kształtowanie. Może również zwiększyć wydajność procesu, zmniejszając zużycie narzędzi.

inne branże, które wykorzystują obróbkę 5-osiową, obejmują przetwarzanie żywności i farmaceutyki.

Włącz obróbkę 5-osiową w swoim sklepie

niezależnie od tego, czy tworzysz zaawansowane maszyny do zaawansowanego projektu lotniczego, czy proste Części do pojazdów klasy konsumenckiej, maszyny 5-osiowe mogą poprawić przepływ pracy. Niektóre projekty będą wymagały zaawansowanych możliwości, które oferują dodatkowe dwie osie, podczas gdy inne mogą skorzystać z redukcji pracy i błędów. Maszyna 5-osiowa może nawet otworzyć nowe drzwi do tego, co można produkować.

niezależnie od tego, w czym się specjalizujesz, możesz rozważyć użycie tej wygodnej i wydajnej technologii. Jeśli zdecydujesz się przenieść maszyny 5-osiowe do swojego miejsca pracy, Astro Machine Works oferuje usługi montażu i testowania, a także serwis maszyn. Możemy zapewnić płynną integrację z Twoim sklepem, dzięki czemu nie tracisz czasu na przechodzenie i możesz wrócić do robienia tego, co robisz najlepiej. Skontaktuj się z nami już dziś, aby dowiedzieć się więcej o obróbce 5-osiowej.