Что такое 5-осевая обработка с ЧПУ?

В субтрактивном производстве очень важно выбрать лучшую машину для ваших конкретных производственных потребностей. От выбора материала до геометрии, времени настройки и т. д. Правильная машина может привести к повышению эффективности производства и экономии средств. В медицинской промышленности детали, которые требуют высоких допусков и могут иметь сложную геометрию, часто используют 5-осевую обработку с ЧПУ. Это уменьшает количество сложных настроек детали, необходимых при обработке нескольких осей до соответствующих опорных точек.

Оси в станках с ЧПУ

5-осевая обработка с ЧПУ — это траектории, по которым детали или инструменты могут перемещаться одновременно. Главные оси:X, Y и Z являются частью базовой декартовой системы координат, впервые предложенной математиком и философом Рене Декартом в 1500-х годах. Это используется для описания трехмерного пространства и может быть представлено в виде трех перпендикулярных линий, идущих в разных направлениях. Три оси пересекаются в точке в центре, называемой началом координат, которая используется в качестве точки отсчета для измерения длины по каждой оси.

Последние две оси, A и B, более трудны для понимания. Эти две оси вращаются вокруг основных осей X и Y и могут рассматриваться как часть объекта, движущаяся по основным осям. Дополнительная ось, называемая C, которая вращается вокруг оси Z, также существует, но обычно не используется в процессах обработки с ЧПУ.

Насколько эффективны 5-осевые станки с ЧПУ?

5-осевой станок с ЧПУ дает очень точные результаты. Эти передовые станки с ЧПУ способны создавать сложные заготовки из алюминия, стали, латуни и полимеров. И все это делается с помощью пяти различных движений относительно заготовки. Например, алюминиевая заготовка обрабатывается по осям X, Y и Z в дополнение к двум вращательным движениям заготовки. Эти дополнительные движения обеспечивают повышенную гибкость и точность. Это невозможно с традиционными 3-осевыми станками. 5-осевая обработка позволяет изготавливать очень сложные и аэродинамические детали. Этот тип обработки используется для изготовления шасси, переборок и многого другого.

Удаление тяжелых материалов или облегчение — распространенный метод в аэрокосмическом и автомобильном дизайне. Облегчение увеличило спрос на 5-осевую обработку. И спрос на него растет как в этих отраслях, так и в других. 3-осевая обработка может легко уменьшить вес в процессе черновой обработки, но эта технология не может обеспечить чистую чистовую обработку, необходимую для конкретных деталей, требующих высокой точности, а также с минимальными настройками детали.

Сокращение времени цикла является еще одним важным преимуществом 5-осевой обработки с ЧПУ по сравнению с 3- или 4-осевой обработкой с ЧПУ и 2D-обработкой. 5-осевой станок с ЧПУ позволяет обрабатывать сложные формы за одну установку. Меньшее количество настроек равнозначно уменьшенному потенциалу проблем с допуском между каждой базой детали. Если вы уменьшите количество настроек, время выполнения заказа уменьшится. Таким образом, небольшие партии деталей могут быстро перемещаться по производственному процессу, а реакция клиентов повышается. Сводя к минимуму перемещение деталей в рабочие приспособления, можно сэкономить в среднем 40 минут на каждую деталь. Для прототипирования и мелкосерийного производства такая экономия времени означает значительную экономию средств. С помощью одной настройки 5-осевой станок может обрабатывать материалы и создавать 360 степеней свободы для обработки по каждой оси.

Уменьшение фиксации и толчкового перемещения

5-осевые станки могут обрабатывать практически любую поверхность. Это помогает уменьшить потребность в нескольких установках или специальных приспособлениях и приспособлениях. Из-за диапазона движения режущей головки и дополнительных осей вращения эти станки могут достигать 5 сторон детали. Это означает, что потребуется меньше повторной фиксации и меньше ненужных настроек. Это не только экономит время цикла, но также экономит деньги и уменьшает количество ошибок оператора. Кроме того, при множественных настройках всегда существует вероятность неправильного выравнивания при каждом перемещении детали.

5-осевой станок помогает снизить трудозатраты на деталь

Выбрав 5-осевой станок, можно избежать потерь времени и последующих затрат, которые происходили каждый раз, когда оператор станка касался детали. Сокращение времени, затрачиваемого на повторную фиксацию детали, также снижает трудозатраты. То есть, чем меньше времени требуется оператору для прикосновения к детали, тем ниже будет стоимость.

Преимущества выбора 5-осевой обрабатывающей системы с ЧПУ

Усовершенствованные системы считаются более совершенными, чем традиционные 3-осевые станки, и их популярность продолжает расти с каждым годом. Дополнительные оси A и B расширяют бесконечное количество производственных возможностей. Режущая головка и инструменты теперь могут подходить к заготовке почти со всех возможных позиций. Это обеспечивает простоту обработки без необходимости изменения положения всей системы. Это невозможно на станках с менее чем пятью осями, если только деталь не будет перемещена.

Кроме того, с продуктом требуется меньше манипуляций с материалом из-за уменьшения количества требуемых перемещений. Это приводит к экономии времени и сокращению человеческих ошибок, а также производственных затрат. Сложные детали теперь можно создавать с помощью дополнительных осей, а задания, требующие только трех осей, можно выполнять быстрее, используя 5-осевой станок. Это связано с тем, что режущий инструмент остается по касательной к режущей поверхности, что, в свою очередь, удаляет больше материала при каждом проходе.

Еще одним преимуществом этого процесса является улучшенная отделка поверхности. Это связано с тем, что различная ориентация деталей позволяет продукту приближаться к режущему инструменту. Это снижает вибрацию инструмента и обеспечивает гладкую поверхность в целом. Программное обеспечение для проектирования, такое как Autodesk PowerMill, может помочь завершить этот процесс, предлагая обширную библиотеку траекторий движения инструмента для большей оптимизации и минимальной ручной полировки.

5-осевые станки с ЧПУ — это универсальные производственные машины, в которых одновременно используется до пяти различных осей. Три линейные оси и две вращательные. Их возможности обработки более разнообразны, чем у обычного 3-осевого станка с ЧПУ. 5-осевые станки с ЧПУ могут быть оборудованы таким образом, чтобы исключить несколько наладок и, таким образом, снизить потребность в постоянном контроле, повысить эффективность и добиться обработки с одной наладкой или «Done-In-One». 5-осевой станок с ЧПУ — это дополнительная рабочая лошадка для любого механического цеха. При эффективном использовании он может изготавливать целые детали без каких-либо дополнительных настроек. Это значительно сокращает время простоя.

Преимущества 5-осевой обработки в различных отраслях промышленности

• Автомобильная промышленность

Автомобильная промышленность требует больших объемов производства с критическим требованием к качеству и постоянству. Каждый компонент должен соответствовать определенному допуску для обеспечения безопасности транспортных средств. Большинство компонентов в автомобильной промышленности изготавливаются с использованием недорогих крупносерийных процессов, таких как штамповка, литье пластмасс под давлением. Однако эти экономичные и быстрые методы требуют передовых и высокоточных инструментов, и это идеальная ситуация для 5-осевой обработки.

• 5-осевая обработка в медицинской промышленности

Как и в аэрокосмической промышленности, в медицинской промышленности предъявляются чрезвычайно строгие требования к качеству. Некоторые медицинские детали могут иметь прямое и непосредственное влияние на здоровье человека или выживаемость, если есть проблемы с качеством. Некоторые медицинские компоненты имеют органические формы, изготовленные из экзотических материалов, чтобы их можно было имплантировать пациенту. 5-осевые ЧПУ могут как обрабатывать эти типы материалов, так и обрабатывать органические формы таких имплантатов. Помимо имплантатов, 5-осевая технология необходима и для других приложений, связанных с медициной, таких как медицинские импеллеры и компоненты компьютерного томографа.

• 5-осевая обработка в энергетике

Энергетическая промышленность является важным компонентом других отраслей. Он огромен и включает в себя множество различных передовых возможностей и технологий. От электростанций до систем солнечной энергии и даже более экзотических технологий, таких как термоядерный синтез, есть потребность в передовых компонентах. Эта требовательная спецификация проектирования, материаловедения и производства обусловлена ​​этими интенсивными требованиями. И есть потребность в системах обработки, которые могут надежно производить современные компоненты, и именно здесь 5-осевые станки действительно блестят.