Основное руководство по 5-осевой обработке с ЧПУ

Хотите узнать больше о 5-осевой обработке с ЧПУ? Хотите узнать, как 5-осевой станок с ЧПУ может помочь увеличить ваши производственные мощности?

Вам необходимо прочитать это важное руководство по 5-осевым станкам с ЧПУ, чтобы узнать, как они работают, каковы их преимущества, а также какие типы станков доступны.

Многоосевые станки с ЧПУ, разработанные для удовлетворения все более сложных потребностей передовых отраслей, таких как аэрокосмическая, медицинская, оборонная, робототехника и автомобилестроение, произвели революцию в производстве.

Важным этапом стала разработка 5-осевых станков с ЧПУ. . Также известные как 5-осевые обрабатывающие центры, возможности и гибкость таких станков намного превосходят стандартные 3-осевые обрабатывающие центры.

Чтобы помочь вам решить, подходят ли 5-осевые станки с ЧПУ для вашего производства, в этой статье будут рассмотрены следующие часто задаваемые вопросы, касающиеся этой технологии:

• Что такое 5-осевая обработка с ЧПУ?
• Когда вам нужен 5-осевой станок с ЧПУ?
• Каковы преимущества 5-осевой обработки с ЧПУ?
• Что вам следует искать в 5-осевом станке с ЧПУ?
• Типы 5-осевых станков с ЧПУ от Hwacheon

#1 Что такое 5-осевая обработка с ЧПУ?

В методах 5-осевой обработки с ЧПУ используется обрабатывающий центр с числовым программным управлением (ЧПУ) для позиционирования или синхронизации детали по 5 различным осям для легкого доступа к режущим инструментам. Это позволяет обрабатывать деталь по трем основным осям — X, Y и Z — а также по двум дополнительным вращающимся осям (A и C или B и C).

Пожалуйста, посмотрите на схему ниже, чтобы увидеть, как это работает.

Управление перемещением детали по нескольким осям дает режущему инструменту гибкость, позволяющую работать в нескольких направлениях. Таким образом, он может охватывать большинство углов, даже отрицательных, и более полно использовать стандартные режущие инструменты в более широком диапазоне форм и размеров.

Версии оси 3+2

В версии 3+2 оси , любыми 3 осями можно управлять одновременно, в то время как оставшиеся 2 оси используются для позиционирования детали.

Вот как это работает:

• Вы можете использовать X, Z и C вместе, а оси Y и A используются для позиционирования.
• Вы можете использовать Y, Z и A вместе, тогда как X и C используются для позиционирования.

Версии оси 4+1

Для версий оси 4+1 , любая из 4 осей может управляться одновременно, а оставшаяся 1 ось используется для позиционирования.

Вот как это работает:

• Вы можете использовать X, Z, A и C вместе, тогда как Y используется для позиционирования.
• Вы можете использовать X, Y, Z и A вместе, тогда как C используется для позиционирования.

Полные 5-осевые версии

Наконец, есть полные 5-осевые версии. где все 3 оси (линейные) и 2 оси (вращательные) могут управляться одновременно.

В этой версии оси настроены на 3 линейные оси (обычно называемые X, Y и Z) и две оси вращения (обычно называемые A и C). Ось А — это ось наклона, а ось С — это ось вращения. В такой конфигурации обычно используется поверхность стола, на которой устанавливается заготовка.

Ось вращения

Для 5-осевых станков с ЧПУ со столом Trunnion стол предоставляет инструмент с двумя осями вращения:

• Ось A – Поверхность стола поворачивается (наклоняется) к оператору или от него (например, Hwacheon M2-5AX, M3-5AX, M4-5AX. На D2-5AX поверхность стола наклоняется влево или вправо от точки оператора). просмотра).

В зависимости от модели может быть достигнут широкий диапазон углов наклона. Вообще говоря, машины с более широким диапазоном наклона +/- 120° (например, M3-5AX и M4-5AX) являются исключительными. Такие конструкции стола и доступные диапазоны могут наклонять заготовку, чтобы обеспечить доступ к еще более сложным углам.

В случае таких моделей, как D2-5AX, стол установлен продольно в поле зрения оператора и обеспечивает диапазон наклона +30° вправо и -110° при наклоне влево.

• Ось С – Поверхность столешницы (деталь крепится на ней) поворачивают либо влево (по часовой стрелке), либо вправо (против часовой стрелки). Вращение может быть максимум на 360°, обеспечивая полный круг без необходимости снова возвращаться в нулевое положение. Это позволяет позиционировать деталь в любом требуемом положении вращения. 3-линейная ось обеспечивает возможность позиционировать линейное перемещение в требуемое положение. Ось наклона обеспечивает углы до требуемого положения наклона.

Вместе с 3-мя линейными осями (X, Y и Z) и вращающимися осями A и C 5-осевых станков обрабатываемую деталь можно маневрировать и перемещать в наиболее идеальные углы и положения для резки.

#2 Когда вам нужен 5-осевой станок с ЧПУ?

Благодаря большей гибкости и адаптируемости 5-осевые станки полезны для широкого спектра операций обработки в различных отраслях промышленности для решения конкретных задач обработки.

Вот 7 наиболее распространенных приложений.

1) Когда требуется резка, сверление или нарезание резьбы на всех 5 гранях с определенными углами

5-осевая обработка наиболее распространена в аэрокосмической, медицинской, автомобильной, общей промышленности, производстве пресс-форм и штампов, в нефтегазовой промышленности, и это лишь некоторые из них. Эти детали, как правило, имеют необычную форму, сложные контуры и поверхности или имеют поверхности, места и положения с определенными углами. К ним относятся авиационные или корабельные турбины, крыльчатки и такие детали, как поворотные кулаки, которые требуют операций со всеми 5 сторонами и дополнительными определенными углами.

2) Когда вам нужны более гибкие инженерные решения

Одновременные 5-осевые операции обработки широко распространены в производстве пресс-форм и штампов, а также в производстве деталей для аэрокосмической отрасли. Благодаря возможности позиционировать или перемещать деталь по разным осям, 5-осевые станки предоставляют инженерам-конструкторам большую свободу при проектировании даже самых сложных форм и форм. Поэтому детали, над которыми предстоит работать, могут быть более сложными, что приводит к лучшим общим инженерным решениям практически во всех отраслях.

3) Когда вам нужно производство больших объемов при малом количестве миксов

Заготовки, производимые в меньших, но повторяющихся объемах, увеличиваются. В наши дни предприятия избегают больших объемов заказов, предпочитая более мелкие партии, которые при необходимости можно повторить точно в срок. Производители должны быть очень гибкими, чтобы обеспечить быстрое изменение своей продукции. Таким образом, производители могут избежать дорогостоящих ненужных запасов и быть более гибкими в ценообразовании.

4) При получении заказов на заготовки сложной формы

5-осевая обработка идеально подходит для компаний, которым требуются очень сложные и точные детали, таких как аэрокосмическая, медицинская, автомобильная, нефтегазовая, полупроводниковая и электронная промышленность. Производителям в этих секторах нужны как правильные ноу-хау, так и правильное оборудование, чтобы производить детали с высокой точностью и стабильной производительностью.

Имея подходящую машину, хорошие CAD/CAM, инструменты и обученного оператора/программиста, такие производители могут сделать свое производство прибыльным, выгодно отличаясь от стандартных компаний-производителей.

5) Если вы хотите сократить время выполнения заказа и повысить эффективность

Со стандартными и меньшим количеством зажимных приспособлений, необходимых для изготовления даже самых сложных деталей, 5-осевые станки с ЧПУ устраняют необходимость перемещать вашу деталь на несколько станков с помощью всего одного станка. Возможность выполнять механическую обработку с одной наладкой дает значительные преимущества для бизнеса, особенно когда размеры партии уменьшаются, а детали становятся более сложными.

6) Если вы хотите улучшить качество и точность своей партии

Благодаря устранению необходимости в многократной настройке различных станков количество человеческих и машинных ошибок уменьшается. Это повышает точность обрабатываемой детали при использовании функций 5-гранной и 5-осевой обработки за один установ. Такие машины также позволяют использовать стандартные инструменты. Это может явно привести к экономии средств, поскольку не требуются специальные инструменты (например, очень длинные инструменты или инструменты для формования).

7) Если вам нужна большая гибкость, скорость производства и точность

В то время как станок с конфигурацией 3+2 представляет собой улучшение по сравнению со стандартными 3- и 4-осевыми станками, станок с конфигурацией 4+1 обеспечивает еще большую гибкость – по оценкам, станки 4+1 могут производить 85% всех деталей, требуемых в любой отрасли. . Это благо для производителей деталей, которые должны обслуживать все виды работ и не могут быть слишком избирательными. Станок с 3+2 осями (обычно это стандартный 3-осевой обрабатывающий центр с дополнительным 2-осевым столом) требует, чтобы каждый новый инструмент находился в начальном положении, а размер детали и сложность обработки ограничены. Полный 5-осевой синхронный станок необходим для очень сложных форм, таких как турбинные колеса, секции шин, запасные части и т. д. По оценкам, они покрывают оставшиеся 15% диапазона всех необходимых деталей, т. е. могут охватывать 100% от стандартных до сложных потребностей обработки.

#3 Каковы преимущества 5-осевых станков с ЧПУ?

Благодаря одновременной 5-осевой обработке ваш станок с ЧПУ может работать с чрезвычайно сложными контурными поверхностями, которые сложно или даже невозможно изготовить на более простых станках. Обработка 5 сторон детали за один установ означает, что вы можете выполнять операции со всеми 5 сторонами детали за один установ, экономя время на подготовку, повторный зажим и усилия.

Кроме того, 5-осевая обработка повышает вашу гибкость и точность, поскольку вам не нужно перемещать заготовки между несколькими станками. Это еще больше снижает потребность в различных зажимных приспособлениях и приспособлениях.

Вот некоторые из преимуществ, которыми вы можете наслаждаться с 5-осевым обрабатывающим центром.

1) Минимальная настройка машины

С помощью единого процесса настройки (также известного как «Done-in-One») вы можете значительно сократить время подготовки и повысить эффективность работы человека и машины. Это также снижает количество человеческих и машинных ошибок, возникающих в результате работы с несколькими наладками на каждом этапе обработки. Более простое зажимное оборудование, используемое для размещения детали в требуемом положении на станке, также экономит время, затраты и снижает вероятность ошибок.

2) Возможность управлять сложными проектами

Благодаря 5-осевой обработке можно легко обрабатывать сложные формы и конструкции. Это может включать в себя следующее:детали гидравлических систем, корпус водяного насоса, корпус коробки передач, зубчатые колеса, пресс-формы для литья под давлением, нефтегазовое оборудование, медицинское оборудование или оборудование для переливания крови и многое другое.

3) Более высокая точность обработки

Уменьшая количество требуемых ручных настроек, многоосевая обработка поможет повысить общую точность производимой детали.

4) Лучшее качество поверхности

5-осевые станки с более высоким механическим качеством, такие как обрабатывающие центры Hwacheon M2-5AX, M3-5AX, M4-5AX и D2-5AX, обеспечивают основу для снижения вибрации, более гладких высококачественных поверхностей и постоянной точности. Оператору станка не нужно повторно зажимать деталь, так как она остается зажатой в течение всего цикла обработки. Это значительно улучшает качество отделки.

5) Более быстрое удаление материала

Специально разработанный для быстрого и эффективного удаления даже самых твердых материалов, 4+1 или полный 5-осевой обрабатывающий центр с ЧПУ значительно сократит любые ручные усилия. Это приводит к большей эффективности и стабильности обработки.

6) Значительная экономия времени

Становится все более и более важным учитывать затраты на эксплуатацию и рабочую силу, учитывая рост стоимости рабочей силы, нехватку обученной рабочей силы и необходимость повышения производительности фабрики. Благодаря настройке «все в одном» в таких станках операторам не нужно повторно зажимать и перемещать детали на другие станки для следующей операции. Вместо этого они могут сосредоточиться на управлении дополнительными машинами, что повысит их производительность.

7) Расширение заводских мощностей и гибкости производства

Для производителей деталей и контрактных производителей инвестиции в 5-осевой обрабатывающий центр повышают гибкость и оперативность вашего производства. Благодаря множеству применений такие станки позволяют максимально эффективно использовать оборудование как для крупных, так и для мелких производственных заказов. Такие возможности могут отсутствовать на более дешевых стандартных машинах с явно ограниченными возможностями.

Короче говоря, 5-осевой станок с ЧПУ может значительно повысить как вашу производительность, так и рентабельность. Кроме того, они отличают ваши производственные возможности от конкурентов.

#4 На что обратить внимание при выборе 5-осевого станка с ЧПУ?

Теперь, когда вы узнали о преимуществах 5-осевого станка, возникает следующий вопрос:как правильно выбрать 5-осевой станок с ЧПУ?

Чтобы помочь вам в этом, мы подготовили для вас удобный контрольный список.

1) Адекватная вычислительная мощность ЧПУ

Убедитесь, что вычислительная мощность системы управления ЧПУ достаточно высока для вычисления, расчета и управления количеством осей, используемых одновременно.

2) Соответствие функции просмотра вперед типу машины

Функция просмотра вперед для станка с 4+1 осями должна составлять не менее 200 блоков. Для более сложных последовательностей 4-осевой обработки лучше использовать 400 блоков. Для полной одновременной работы по 5 осям требуется более быстрое вычислительное управление ЧПУ. Это может быть Fanuc 31i B5 со стандартным блоком HAI 600 или дополнительная функция просмотра вперед на 1000 блоков, обеспечивающая очень высокую скорость расчета.

3) Достаточная мощность и жесткость шпинделя станка

Достаточная мощность и жесткость шпинделя станка являются важным фактором, которым часто пренебрегают. Однако мощный шпиндель требует поддержки еще более жесткой механической конструкции. Чтобы обеспечить плавную и безошибочную резку, сердце 5-осевого обрабатывающего центра — шпиндель станка — должно быть не только достаточно мощным, чтобы выдерживать возложенные на него напряжения и нагрузки, но и иметь достаточный резерв до предела. В зависимости от обрабатываемого материала менее мощный шпиндель 11-15 кВт с максимальным крутящим моментом менее 100 Нм может ограничить возможности вашего станка. Такие машины могут быть дешевле в краткосрочной перспективе, но не в долгосрочной перспективе.

(Новый 4+1 или 5-осевой обрабатывающий центр Hwacheon D2-5AX с самого начала специально спроектирован для работы со шпинделем мощностью 37 кВт и крутящим моментом 310 Нм. Хотя это может привести к более высокой начальной стоимости станка, его широкий спектр применения и длительный срок службы экономия времени окажется более рентабельной. Все шпиндели Hwacheon представляют собой системы с прямым приводом без ремня, они разработаны и изготовлены собственными силами.)

4) Подходящая система крепления инструмента

Убедитесь, что используемые системы крепления инструмента относятся к типу BBT или HSK, чтобы исключить вибрацию. Они должны обеспечивать наилучшее соединение между шпинделем и держателем инструмента в любое время и при любых условиях обработки.

5) Возможность адаптации скорости подачи и условий резки

В зависимости от ваших потребностей в обработке вы можете поддерживать постоянную скорость подачи при резании или изменять ее для различных условий резания. В этом контексте вам понадобится станок, который может лучше контролировать каждую ситуацию, чтобы оптимизировать скорость подачи при резании.

(Для этого Hwacheon разработала свои системы HECC (Hwacheon Efficiency Contouring Control), HTLD (Hwacheon Tool Load Detect) или OPTIMA (Hwacheon Cutting Feed Optimization System).) Этот пакет программного обеспечения для обработки входит в стандартную комплектацию каждого обрабатывающего центра Hwacheon. .)

6) Высокая степень машинной устойчивости и долговечности

Чтобы гарантировать, что ваш станок обеспечивает высокую степень точности и долговечности, вы должны учитывать его конструкцию и конструкцию.

Обычно здесь есть два этапа:

• Механическая конструкция и механическая сборка/конструкция машины.
• Использование электронных систем для оптимизации и калибровки Остерегайтесь производителей недорогих инструментов, которые экономят на механических аспектах конструкции и используют электронные системы для компенсации своих недостатков.

(Hwacheon инвестирует в жесткие механические конструкции и методы изготовления. Мы отливаем больше деталей, чтобы обеспечить механическое превосходство наших машин, гарантируя их большую долговечность и устойчивость.)

7) Управление нагревом и охлаждением шпинделя

Как сердце любого станка с ЧПУ, особенно для 5-осевого станка с ЧПУ, важно управлять контролем нагрева в шпинделе и раме. Это не только помогает продлить срок службы этого жизненно важного механизма; это также обеспечит лучшее качество и точность ваших деталей. Для предотвращения перегрева шпинделя очень важно, чтобы корпус шпинделя, а также передняя часть шпинделя эффективно охлаждались. Предотвращение перегрева необходимо во время интенсивной механической обработки, чтобы уменьшить и контролировать тепло, выделяемое двигателем и подшипниками при более высоких скоростях и более длительных циклах обработки.

Помните, что у встроенного шпинделя двигатель работает внутри корпуса шпинделя. Таким образом, важно, чтобы корпус шпинделя, включая носовую часть шпинделя, эффективно охлаждался по частям. Система охлаждения Hwacheon разделена на сегменты, поэтому охлаждающая среда никогда не становится «горячей». Это обеспечивает контролируемую температуру в любое время. Во-вторых, и это самое главное, в Hwacheon используется система смазки и охлаждения подшипников Oil-Jet.

Это не только предохраняет наши подшипники от перегрева, но и обеспечивает подачу свежего масла в систему в любое время. Сравните это с тем, что используют некоторые производители:смазкой или шпинделями с воздушно-масляной смазкой. Они не обеспечат безопасный температурный режим для подшипников.

#5 Какие типы 5-осевых станков с ЧПУ доступны в Hwacheon

Как видите, при 5-осевой обработке необходимо учитывать множество факторов. От методов, используемых до типов доступных инструментов, выбор может сбить с толку начинающих покупателей. Благодаря нашему почти 70-летнему опыту в качестве пионера в производстве станков с ЧПУ в Южной Корее, мы сосредоточили свои силы на разработке, тестировании и совершенствовании лучших 5-осевых станков с ЧПУ в торговле.

Вертикальный обрабатывающий центр VESTA-1000+ — 3+1 ось или 4+1 ось

Модульный и гибкий, вертикальный обрабатывающий центр VESTA-1000+ может быть установлен с поворотным столом с ЧПУ, что позволяет одновременно управлять операциями по 3+1 осям. Если добавлен 2-осевой стол, VESTA-1000+ позволяет производить 4+1 оси.

Способные эффективно производить более мелкие сложные детали (в зависимости от используемого стола и других опций), VESTA-1000+ помогает заводам с их рабочими местами обработки 4 + 1. Однако он не заменяет спроектированный и построенный 4+1 или одновременный 5-осевой обрабатывающий центр.

D2-5AX — 5-осевой обрабатывающий центр

Компактный D2-5AX представляет собой легко автоматизируемый 5-осевой обрабатывающий центр среднего размера, идеально подходящий для производства «много смешанных и малых объемов».

Ключевые преимущества D2-5AX:

• Его ось B поворачивается вправо и влево (если смотреть со стороны оператора, находящегося перед машиной)
• Истинный 0° достигается, когда поверхность стола расположена горизонтально.
• Стол может перемещаться в диапазоне от -30° (поверхность стола направлена ​​вправо) до +110° (поверхность стола направлена ​​влево)
• Вращение оси C совершает полное круговое движение на 360 °.

M2-5AX / M3-5AX / M4-5AX — 5-осевые обрабатывающие центры

Серия полных 5-осевых обрабатывающих центров Hwacheon предназначена для изготовления даже самых сложных форм и конструкций. Разработан для удовлетворения высоких стандартов производства пресс-форм и штампов или для удовлетворения требований очень сложных форм и контуров, а также для производства деталей, используемых в аэрокосмической или морской промышленности.

Наша топовая модель M4-5AX предназначена для специальных применений — она создана для эффективной обработки экстремальных материалов, таких как инконель, титан или жаропрочная нержавеющая сталь. Благодаря встроенному шпинделю мощностью до 55 кВт он обеспечивает крутящий момент до 1 009 Нм и 8 000 об/мин, с опциональным шпинделем на 12 000 об/мин и 420 Нм.

Ось Z станка оснащена прочными коробчатыми направляющими, что позволяет контролировать мощность шпинделя даже в самых критических условиях резания. Разработанный и изготовленный компанией Hwacheon, 2-осевой опорный стол использует крупногабаритные роликовые зубчатые передачи для оси A + C. При общем весе до 28 500 кг M4-5AX – это мощная машина для обработки, которую трудно найти на рынке.

SIRIUS 2500-5AX — 5-осевой двухстоечный обрабатывающий центр

В этой модели обрабатываемая деталь закрепляется на столе (ось X), а головка станка обеспечивает оси Y и Z плюс оси A и B. Двухстоечный обрабатывающий центр Hwacheon SIRIUS 2500-5AX в основном используется для обработки крупных деталей или пресс-форм. Для таких приложений станок с поворотным столом стал бы слишком большим и дорогим в изготовлении.

Если вы хотите обрабатывать большие детали определенного размера и веса, рекомендуется использовать 2-осевую фрезерную головку.

Заключение

Мы надеемся, что эта обширная статья о 5-осевой обработке и станках, доступных для таких работ, окажется полезной.

5-осевой станок с ЧПУ дает заводам возможность выполнять работы, которые они раньше не могли выполнять. Для производителей, которые в настоящее время используют 3-осевую обработку, переход на станок 4+1 или даже на полный 5-осевой станок может стать следующим логическим шагом в планировании производства и инвестиций.

Однако из-за стоимости таких машин рекомендуется полностью понимать, какие процессы лучше всего соответствуют вашим конкретным производственным потребностям. Вам также необходимо выбрать правильный станок с ЧПУ, чтобы полностью реализовать эффективность и прибыльность вашего производства.

Если вы хотите узнать больше о 5-осевой обработке, свяжитесь с нами для обсуждения. Мы будем рады проконсультировать вас, какая технология лучше всего соответствует вашим производственным потребностям и целям.