Kompletny przewodnik po 5-obróbce CNC w osiach

 

 

Spis treści

 1.Co to jest 5-ośowa maszyna CNC?
 2.Typy 5-osiowych maszyn CNC
 3.5-Obróbka CNC w osi a obróbka 3+2 a obróbka 4+1
 4. Opcje konfiguracji dla 5-centrów obróbczych osi
 5. Dlaczego warto wybrać 5-obróbkę CNC w osiach?
 6.Programowanie 5-osiowych maszyn CNC
 7.Kluczowe kroki w 5-obróbce CNC osi
 8. Narzędzia skrawające do obróbki CNC
 9.Niestandardowe 5-usługi obróbki CNC osi

 

 

1.Co to jest pięcioosiowa maszyna CNC?

Pięcioosiowa maszyna CNC to precyzyjne urządzenie, które może wykonywać operacje narzędziowe jednocześnie w pięciu osiach, odpowiednie do wytwarzania części o skomplikowanych kształtach i dokładnym wykończeniu powierzchni. W porównaniu z tradycyjnymi obrabiarkami trójosiowymi, obrabiarki pięcioosiowe zapewniają wyższy stopień swobody i mogą przetwarzać w wielu kierunkach jednocześnie, poprawiając wydajność i dokładność przetwarzania.
Oprócz osi X, Y i Z maszyny pięcioosiowe zawierają również osie A, B i C. Te dodatkowe osie kontrolują obrót i nachylenie stołu roboczego, umożliwiając cięcie przedmiotu pod wieloma kątami. Umożliwia to obróbkę skomplikowanych geometrii, szczególnie precyzyjne cięcie boczne przy obrocie o 360 stopni. Narzędzie może obracać się na nieruchomym przedmiocie obrabianym lub stół roboczy można przechylać pod żądanym kątem, aby sprostać różnorodnym złożonym potrzebom obróbczym. Rodzaj i metoda obróbki pięcioosiowych obrabiarek różnią się w zależności od konkretnej konfiguracji i wymagań aplikacji.

 

2.Typy pięcioosiowych obrabiarek CNC

Aby sprostać różnym potrzebom rynku, producenci sprzętu CNC zaprojektowali różnorodne pięcioosiowe obrabiarki CNC. Wyróżnia je przede wszystkim obrót stołu roboczego lub ruch narzędzia w różnych kierunkach. Poniżej przedstawiono pięć popularnych typów pięcioosiowych obrabiarek CNC:

 

(1) Typ głowicy wrzecionowej z podwójnym obrotem

Ten typ obrabiarki bezpośrednio steruje kierunkiem osi narzędzia poprzez dwie obrotowe współrzędne, zapewniając możliwość precyzyjnego przetwarzania pod wieloma kątami.
 

(2) Typ głowicy obrotowej Pitch

W tym typie dwie osie współrzędnych znajdują się nad narzędziem, ale oś obrotu nie jest prostopadła do osi liniowej, co jest odpowiednie do obróbki skomplikowanych kształtów.
 

(3) Typ podwójnego gramofonu

Obrabiarka z podwójnym obrotnicą steruje obrotem przestrzeni poprzez dwie współrzędne obrotowe i może wykonywać precyzyjne cięcie w wielu osiach jednocześnie.
 

(4) Typ stołu podziałowego

Obrabiarka tego typu umieszcza na stole roboczym dwie osie współrzędnych, a oś obrotu nie jest prostopadła do osi liniowej, co nadaje się do wielokątowej i złożonej obróbki geometrycznej.
 

(5) Typ stołu obrotowego + obrotowej głowicy wrzecionowej

Ta obrabiarka przykłada dwie współrzędne obrotowe odpowiednio do narzędzia i przedmiotu obrabianego, zapewniając większą elastyczność i precyzję oraz może osiągnąć złożoną obróbkę trójwymiarową.

 

3.5-Obróbka CNC w osi a obróbka 3+2 a obróbka 4+1

 

Obróbka pięcioosiowa=obróbka pięciostronna?
Obróbka pięcioosiowa i obróbka pięciostronna to dwie różne metody obróbki. Obróbka pięcioosiowa obejmuje jednoczesne poruszanie się pięciu osi i jest odpowiednia do obróbki bardziej złożonych części, natomiast obróbka pięciostronna (obróbka 3+2) opiera się na trzech osiach i dodaje osie obrotu i pochylenia, aby obrobić pięć powierzchni w jednym ustawieniu .

3+2-obróbka CNC osi
Obróbka 3+2, czyli obróbka pięciostronna, wykorzystuje trzy osie liniowe plus jedną oś obrotu i jedną oś pochylenia. Ta metoda umożliwia obróbkę pięciu boków części w jednym ustawieniu, wykorzystując dodatkowe dwie osie do zmiany położenia przedmiotu obrabianego.

4+1-obróbka CNC osi
Obróbka 4+1 wykorzystuje pięcioosiową obrabiarkę, ale ustala jedną oś obrotu lub pochylenia. Cztery osie pracują jednocześnie i zazwyczaj do pozycjonowania wykorzystywana jest tylko jedna oś. Jest bardziej wydajna niż obróbka 3+2, ale nadal nie jest w pełni równoważna obróbce osiowej 5-.

Pełna obróbka CNC 5-osiowa
Pełna obróbka 5-osi to pięć osi pracujących jednocześnie, w tym trzy osie liniowe i dwie osie obrotowe, które umożliwiają wykonywanie bardziej skomplikowanych kształtów i precyzyjną obróbkę. Nadaje się do części wymagających dużej precyzji i złożonej geometrii, takich jak powierzchnia haka, specjalny kształt i obróbka wklęsła.

Obróbka pięcioosiowa nadaje się do skomplikowanych i precyzyjnych zadań obróbczych, natomiast obróbka pięcioosiowa jest raczej rozwinięciem w oparciu o trzy osie. Programowanie obrabiarek pięcioosiowych jest bardziej złożone niż programowanie trójosiowe, a konstrukcja geometrii narzędzia jest bardziej wyrafinowana.

 

4. Typy konfiguracji 5-centrów obróbczych osi

Typowe typy konfiguracji maszyn CNC z 5-osiami obejmują stół-stół, głowica-stół, głowica-głowica i inne kombinacje.
Konfiguracja stół-stół
Konfiguracja ta jest często nazywana maszyną ze stołem obrotowym i obejmuje dwie osie obrotowe zintegrowane ze stołem, podczas gdy głowica maszyny pozostaje nieruchoma. Pozycjonowanie przedmiotu obrabianego odbywa się poprzez obrót stołu. Konfiguracja ta opiera się na tradycyjnej trójosiowej maszynie CNC, która wykorzystuje dwie osie obrotowe do regulacji orientacji przedmiotu obrabianego. Konfiguracja czopa zapewnia doskonałe możliwości podcinania, większą przestrzeń roboczą oraz większą prędkość i trwałość w przypadku obróbki o wysokiej precyzji i na dużą skalę.
Konfiguracja stołu głównego
W tej konfiguracji głowica maszyny wykonuje cały ruch obrotowy, natomiast stół pozostaje nieruchomy. Głowicę można obracać lub przechylać pod różnymi kątami, aby wykonywać złożone zadania obróbcze. Taka konfiguracja jest bardzo skuteczna w przypadku obróbki detali o skomplikowanych kształtach i małych przestrzeniach, szczególnie w zastosowaniach wymagających obróbki o wysokiej precyzji.
Konfiguracja typu head-head
Maszyna typu head-head to bardziej złożona konfiguracja, w której obie głowice maszyny mogą się obracać. Maszyna ta zapewnia więcej stopni swobody niż inne konfiguracje, umożliwiając bardziej złożone operacje obróbki. Nadaje się do zadań obróbczych wymagających jednoczesnego cięcia pod wieloma kątami. Konfiguracja głowica-głowica jest szczególnie odpowiednia do obróbki delikatnych części i złożonych geometrii oraz zapewnia większą stabilność i precyzję.

 

5. Dlaczego warto korzystać z obróbki CNC 5-osiowej?

5-Obrabiarki CNC osiowe mają znaczące zalety w wielu gałęziach przemysłu, zwłaszcza w medycynie, przemyśle lotniczym i motoryzacyjnym, ponieważ umożliwiają obróbkę skomplikowanych kształtów, wysoką precyzję i gładkie powierzchnie.
W przeciwieństwie do tradycyjnych obrabiarek z osią 3-, obróbka CNC z osią 5- umożliwia jednoczesne wykonywanie wieloaspektowego cięcia, wiercenia i gwintowania w jednym ustawieniu, co znacznie oszczędza czas i poprawia wydajność. Może obsługiwać złożone geometrie, których nie są w stanie wykonać tradycyjne obrabiarki, zmniejszając potrzebę zmiany położenia przedmiotu obrabianego, poprawiając w ten sposób dokładność obróbki i jakość powierzchni. Wysoka precyzja i stabilność 5-osiowych maszyn CNC czyni je idealnymi do produkcji masowej i produkcji o wysokich standardach, szczególnie w branżach wymagających wysokich tolerancji i drobnych konturów. Ograniczając interwencję człowieka, 5-obróbka osi poprawia wydajność produkcji i jakość przetwarzania oraz jest niezbędnym narzędziem nowoczesnej produkcji.
Zalety obróbki CNC 5-osiowej
 Skróć czas dostaw i zwiększ wydajność produkcji
 Popraw dokładność i jakość obróbki
 Umożliwia obróbkę skomplikowanych geometrii i detali
 Zwiększ moc produkcyjną
 Wymień wiele urządzeń do obróbki
 Redukcja potencjalnych błędów w procesie obróbki
 Wydłuża żywotność narzędzia tnącego poprzez automatyczny wybór narzędzia i zoptymalizowaną prędkość skrawania
 Zredukuj wibracje i uzyskaj wyższą jakość wykończenia powierzchni

 

6.Programowanie 5-maszyn CNC z osią
Programowanie za pomocą kodu G dla 5-maszyn CNC z osią rozpoczyna się od modelu zaprojektowanego w oprogramowaniu CAD, który jest następnie konwertowany na algorytm uwzględniający prędkość wrzeciona, prędkość posuwu i ruch narzędzia. W porównaniu z tradycyjnymi maszynami z 3-osiami, obróbka 5-z osiami wymaga kontrolowania różnych kątów narzędzia i ścieżki pochylenia stołu.

Metody programowania
W 5-programowaniu osi istnieją dwa sposoby kontrolowania ruchu obrotowego: za pomocą kątów obrotu lub wektorów narzędzi. Wektory narzędzi określają kąty obrotu lub pochylenia za pomocą poleceń osi X, Y i Z, które są elastyczne i umożliwiają współdzielenie programowania pomiędzy różnymi maszynami bez konieczności wprowadzania adnotacji do konkretnych osi (osie A, B i C). Powszechnie używane oprogramowanie obejmuje Autodesk, Mastercam, Siemens NX, PowerMill i Edgecam.

5-punkty obróbki CNC osi
Szybkość skrawania: Upewnij się, że obrabiarka może skutecznie kontrolować ścieżkę skrawania.
Funkcja przewidywania: popraw wydajność obliczeń i zapewnij płynne przetwarzanie.
System uchwytów narzędziowych: Wybierz odpowiedni uchwyt narzędziowy, aby uniknąć wibracji narzędzia podczas obróbki.
Szybkość posuwu: Rozsądnie kontroluj posuw i prędkość narzędzia, aby wydłużyć żywotność narzędzia.
Chłodziwo: Stosuj odpowiedni płyn chłodzący i smar, zapobiegaj przegrzaniu i usuwaj odpady.
Symulacja ścieżki narzędzia: Przed obróbką wykonaj symulację ścieżki narzędzia, aby zapewnić dokładne przetwarzanie.

 

7.Kluczowe kroki podczas wykonywania 5-obróbki CNC w osiach

Zapewnij dopasowanie szybkości przetwarzania
Upewnij się, że maszyna CNC ma wystarczającą prędkość przetwarzania, aby skutecznie kontrolować ścieżkę narzędzia tnącego wskazywaną przez kod G i uniknąć jakichkolwiek opóźnień lub błędów podczas procesu obróbki.

Włącz wyprzedzenie
Włączenie funkcji wyprzedzania pomaga maszynie CNC obliczyć ścieżkę z wyprzedzeniem, co zapewnia płynniejszy i bardziej wydajny proces obróbki.

Wybierz odpowiedni system uchwytów narzędziowych
Wybór stabilnego systemu oprawek narzędziowych ma kluczowe znaczenie, aby zapewnić, że narzędzie nie będzie wibrować podczas procesu obróbki, co zapewni jakość i dokładność obróbki.

Kontroluj prędkość posuwu i prędkość narzędzia
Precyzyjne kontrolowanie prędkości posuwu może zwiększyć trwałość narzędzia. Właściwe dostosowanie prędkości narzędzia do potrzeb obróbki różnych materiałów może pomóc w wydłużeniu trwałości narzędzia.

Użyj odpowiedniego chłodziwa
Użyj odpowiedniego chłodziwa (takiego jak smar lub system strumienia wody), aby zmniejszyć nagrzewanie się wrzeciona, uniknąć przegrzania narzędzia, zapewnić stabilność podczas procesu cięcia i oczyścić odpady w obszarze cięcia.

Symulacja ścieżki narzędzia
Przed właściwą obróbką należy za pomocą oprogramowania symulacyjnego sprawdzić ścieżkę narzędzia, aby upewnić się, że wszystkie ścieżki zostały zaplanowane prawidłowo i zweryfikować wyniki, aby ograniczyć błędy i niepotrzebne straty.

 

8.Narzędzia skrawające do obróbki CNC
5-Osiowe maszyny CNC wykorzystują podobne materiały narzędzi skrawających co 3-maszyny osiowe, ale mają znacznie ulepszone stacje mocowania narzędzi i możliwości wymiany narzędzi. Obrabiarka osiowa 5- wyposażona jest w system automatycznej wymiany detali lub palet, co ogranicza konieczność ręcznej interwencji i poprawia efektywność produkcji wielogatunkowej i małoseryjnej. Magazyny z automatyczną wymianą narzędzi zazwyczaj zawierają od 60 do 120 stanowisk narzędziowych i nadają się do skomplikowanych projektów.

Wybór materiału narzędzia skrawającego
Wybór odpowiedniego materiału narzędzia zależy od wytrzymałości, przewodności cieplnej i współczynnika tarcia. Ogólnie rzecz biorąc, wytrzymałość materiału narzędzia powinna być o 40% do 60% wyższa niż materiału obrabianego. Typowe materiały narzędziowe obejmują:

Stal węglowa:tani, łatwo dostępny, szeroko stosowany w rutynowym przetwarzaniu, zawierający 0,6% do 1,5% węgla.
Stal szybkotnąca:Ma dużą odporność na zużycie i jest często używany do złożonego przetwarzania. Zawiera wolfram, chrom, molibden i stal węglową.
Węglik:Nadaje się do bardzo szybkiego cięcia, ma wysoką odporność na ciepło i wytrzymuje temperatury do 1000 stopni. W jego składzie znajdują się wolfram, tytan i tantal.
Ceramiczny:ma doskonałą stabilność chemiczną i dużą prędkość, odporność na korozję, składającą się głównie z azotku krzemu i tlenku glinu.
Inne materiały:takie jak końcówki diamentowe, azotek boru lub cermetale, odpowiednie do specjalnych warunków pracy

9.Niestandardowe 5-usługi obróbki CNC osi

Ponieważ obróbka CNC w osiach 5- staje się coraz bardziej korzystna pod względem precyzji, płynności i produktywności, globalne zapotrzebowanie na tę technologię obróbki stale rośnie. Jednak w przypadku produkcji na małą skalę zakup 5-osiowej maszyny CNC może być zbyt kosztowny, a urządzenia te mogą nie być w pełni wykorzystywane, gdy zapotrzebowanie jest rzadkie. Dlatego wiele dużych firm i producentów oferuje usługi obróbki CNC w rozliczeniu godzinowym.
Opłaty za usługi obróbki CNC 5-osi różnią się w zależności od rodzaju obrabiarki i potrzeb związanych z obróbką. Zazwyczaj stawki godzinowe wahają się od 50 do 200 dolarów. Dzięki tym usługom klienci mogą dostosowywać rozwiązania i uzyskać wysoce precyzyjną, spersonalizowaną produkcję części bez ponoszenia wysokich kosztów sprzętu. Dostawcy usług zapewnią elastyczne opcje obróbki w oparciu o konkretne potrzeby i plany produkcyjne.

 

Uzyskaj wycenę już teraz