Что такое 5-осевой станок с ЧПУ и как он работает?

Представьте себе, насколько сложным было для машинистов в начале 20-го века изготовление деталей и конструкций. Лучшими станками, доступными им в то время, были долото, молоток и токарный станок с ручным управлением. Но все изменилось после того, как в 1952 году Ричард Кегг разработал первый станок с числовым программным управлением (ЧПУ).

И с тех пор технология обработки с ЧПУ продолжает развиваться, превращаясь из простого трехосевого станка, управляемого с помощью перфокарт, в более сложный 5-осевой станок с ЧПУ.

5-осевой станок с ЧПУ — это технология обработки, которая предоставляет бесконечные возможности в отношении размеров и форм деталей, которые вы можете изготовить. Он обеспечивает высокую точность и прецизионность, и на него в значительной степени полагаются ведущие механические мастерские для изготовления практически любой конструкции, которую вы придумаете.

В этой статье мы рассмотрим основы 5-осевых станков с ЧПУ. Мы начнем с объяснения того, что такое 5-осевой станок с ЧПУ и как он работает, прежде чем обсуждать его преимущества перед обычными типами станков с ЧПУ.

Что такое 5-осевой станок с ЧПУ?

Чтобы помочь понять, что такое 5-осевой станок, давайте начнем с объяснения того, что означает количество осей в обработке с ЧПУ.

Количество осей обработки описывает количество направлений, в которых режущий инструмент с ЧПУ (или заготовка) может перемещаться для получения желаемой обрабатываемой детали. Например, обычные станки с ЧПУ обычно имеют трехосевой счетчик, что означает, что их режущий инструмент может перемещаться по осям X, Y и Z — вбок по оси X, вертикально по оси Y и вперед и назад по оси X. Ось Z (см. рис. 1).

5-осевой станок с ЧПУ добавляет к этим трем линейным осям возможность также наклонять (и вращать) стол, удерживающий заготовку, как показано на рис. 1. Эти две новые оси вращения обычно называются осью А (или поворотным столом). ось) и ось С (или ось вращения стола); они позволяют обрабатывать более сложную геометрию, чем 3-осевые станки с ЧПУ.

Рис. 1 Пять осей типичного 5-осевого фрезерного станка с ЧПУ

Как работает 5-осевой станок с ЧПУ?

Как и любой другой станок с ЧПУ, 5-осевой станок с ЧПУ использует компьютерные инструкции для управления движением режущего инструмента (и заготовки) для изготовления нужной детали.

Процесс 5-осевой обработки с ЧПУ начинается с того, что дизайнер создает 3D-модель желаемой детали в САПР (автоматизированное проектирование) с использованием таких инструментов САПР, как SolidWorks и Autodesk Inventor. Затем машинист экспортирует эту модель CAD в программное обеспечение CAM (автоматизированное производство), которое преобразует чертеж в компьютерную программу (также называемую G-кодом).

G-код содержит наборы инструкций, которые управляют движением режущих инструментов вдоль линейных осей (оси X, Y и Z) и движением рабочего стола вдоль осей вращения (оси A и C) для изготовления нужных деталей. .

5-осевой — откуда он взялся

Все сводится к Рене Декарту, французскому философу и математику. История очень похожа на историю с яблоком Ньютона. Однажды Декарт лежал в постели и заметил муху. Глядя на нее, он понял, что может описать ее положение в комнате, используя три числа, представленные переменными X, Y и Z — то, что мы сейчас называем декартовой системой координат, и которая все еще используется сегодня, несмотря на тот факт, что со времени смерти Декарта прошло более 300 лет.

Теперь вам может быть интересно, откуда взялись два других. Помимо описания положения мухи в пространстве, можно также описать ее ориентацию. Таким образом, муха, вращающаяся вокруг X, будет четвертой осью, а пятая ось будет мухой, вращающейся вокруг Y. Некоторые также утверждают, что существует шестая ось, вращающаяся вокруг оси Z.

5-осевой — возможные конфигурации

Конфигурация, которую вы выбираете для 5-осевого фрезерного станка с ЧПУ, определяет, какая из трех осей вращения будет использоваться. Существует две основные конфигурации:машина с цапфой и машина с поворотным вращением.

В 5-осевом фрезерном станке с ЧПУ с цапфой используется ось A, вращающаяся вокруг оси X, и ось C, вращающаяся вокруг оси Z, в то время как в 5-осевом фрезерном станке с ЧПУ с поворотным вращением используется ось B- ось, вращающаяся вокруг оси Y, и ось C, вращающаяся вокруг оси Z.

Основное различие между ними заключается в способе выражения осей вращения - в стиле цапфы это происходит за счет движения стола, в то время как в стиле поворота и вращения 5-осевого фрезерного станка с ЧПУ осуществляется через поворот шпинделя. Оба они имеют свои преимущества, поэтому какой из них будет использоваться, зависит главным образом от того, что нужно сделать.

Каковы преимущества 5-осевых станков с ЧПУ?

Более половины деталей, изготовленных с помощью ЧПУ, требуют пятисторонней обработки, поэтому все больше и больше производителей решают включить ее в свои услуги. Кроме того, 5-осевая обработка с ЧПУ предлагает множество преимуществ по сравнению, например, с 3-осевой обработкой, например:

Преимущество №1:одиночная установка

Благодаря пяти осям 5-осевые станки с ЧПУ позволяют настроить заготовку один раз; Затем машина выполняет все операции обработки, необходимые для создания желаемой детали. Это сильно отличается от обычных 3-осевых станков, где вам потребуется несколько настроек станка для изготовления сложной геометрии.

Одноналадочный характер 5-осевых станков с ЧПУ позволяет быстро обрабатывать сложные детали, снижая затраты и уменьшая количество ошибок, характерных для обычных станков с ЧПУ.

Преимущество № 2. Более короткие режущие инструменты и лучшее качество поверхности

Четвертая и пятая оси 5-осевых станков с ЧПУ позволяют приблизить заготовку к режущему инструменту. Это означает, что вы можете использовать более короткие режущие инструменты, которые менее восприимчивы к вибрации и позволяют добиться лучшего качества поверхности.

Преимущество № 3. Более высокая точность

Благодаря гибкости движений 5-осевые станки с ЧПУ намного точнее 3-осевых, поэтому они не только производят более гладкие детали, но также могут изготавливать детали, которые были бы слишком сложными для 3-осевого станка.

Преимущество № 4. Больше бизнеса

5-осевая обработка с ЧПУ может использоваться при производстве многих деталей, для которых 3-осевая обработка просто не подходит.

Хотя использование 5-осевой обработки с ЧПУ дает больше преимуществ, эти являются наиболее важными.

Похожая запись: 9 типов инструментов, используемых на станках с ЧПУ для изготовления качественных прецизионных деталей

5-осевая обработка с ЧПУ — обычное применение

5-осевая обработка с ЧПУ может использоваться для производства деталей, используемых во многих различных отраслях промышленности, благодаря их эффективности и способности изготавливать сложные формы. Вот несколько примеров отраслей, в которых эта технология чаще всего используется:

• Аэрокосмическая промышленность – эта отрасль требует очень точного станка, так как формы очень сложные и уникальные.
• Медицина - 5-осевая обработка с ЧПУ может помочь производителям медицинского оборудования в производстве устройств, имплантатов, а также другого оборудования, которое необходимо изготавливать с особой точностью, чтобы соответствовать стандартам здравоохранения, которые имеют тенденцию быть строгими (это справедливо) .
• Военные — еще одна отрасль, которая использует 5-осевую обработку с ЧПУ для производства необходимых деталей. Некоторые из возможных применений включают детали подводных лодок, детали высокопроизводительных двигателей, лопатки турбин и компрессоров, интеллектуальное оружие, датчики, стелс-приложения, а в некоторых случаях и ядерное оружие.
• Энергетическое оборудование – производство деталей для энергетического оборудования часто требует использования труднообрабатываемых материалов. Благодаря 5-осевой обработке с ЧПУ весь процесс становится проще и эффективнее.

5-осевая обработка с ЧПУ:Gensun может помочь

Теперь, когда вы хоть что-то знаете о 5-осевой обработке с ЧПУ, вы можете приступить к изготовлению практически любой конструкции, которую придумаете, на 5-осевых станках с ЧПУ, верно? Абсолютно нет!

Без сомнения, 5-осевые станки с ЧПУ упрощают изготовление сложных деталей. Однако не все конструкции стоит создавать на 5-осевых станках. Например, для изготовления высокоточных отверстий, вырезов и полостей лучше использовать 3-х или 4-х осевые станки с ЧПУ. Вот почему мы всегда рекомендуем вам поговорить со специалистом по обработке с ЧПУ, прежде чем приступить к производству.

Gensun Precision Machining — ведущий поставщик услуг по обработке с ЧПУ в Азии и во всем мире. У нас есть не только специалисты и инженеры по обработке с ЧПУ, но и широкий спектр передовых технологий обработки с ЧПУ, включая 3-, 4- и 5-осевые станки с ЧПУ.

Расскажите нам о своем проекте, чтобы мы могли помочь вам определить, какая технология обработки лучше всего соответствует вашим потребностям.