Максимальная эффективность: раскройте экономию затрат с 5‑осевой обработкой

Не проходит много времени после ввода в эксплуатацию первого 5‑осевого станка, чтобы понять: можно делать больше с меньшими затратами, и жаль, что не сделали это раньше. Хотя начальные затраты на инвестиции в 5‑осевую обработку и ПО программирования могут показаться пугающими и недостижимыми, важно смотреть на вещь в целом. Тщательный расчет текущей производительности вашего 3‑осевого станка — абсолютная необходимость. Вам нужно определить стоимость множественных установок для завершения детали, стоимость приспособлений, стоимость брака и труда, потерю времени на переориентацию деталей и потерю качества из‑за необходимости многократно перемещать деталь. Конечно, обслуживание 5‑осевого станка немного более трудоемкое, но в конечном счете 5‑осевая обработка поможет вам оставаться конкурентоспособными, расширять рынки и использовать новые возможности. И вы можете ожидать быстрее ROI за счет сокращения установок, меньшей манипуляции деталями, меньшего количества ошибок и брака, более коротких циклов.

Что такое 5‑осевая обработка?

Настоящая 5‑осевая обработка также известна как 5‑осевая или 5‑гранная обработка. Как следует из названия, эти 5‑осевые станки действительно имеют способность работать в пяти осях — трех общих линейных — X, Y и Z, и двух вращательных — A и B вместе с вращательным столом, вращающимся вокруг оси Z, определяемой как ось C. С этими пятью осями существует почти неограниченные возможности по типу и форме деталей, которые можно обрабатывать. 5‑гранная обработка использует подход «done‑in‑one», эффективно устраняя необходимость во вторичной обработке и позволяя обрабатывать сложные изощренные детали.

Отрасли и процессы, которые могут выиграть от 5‑осевой обработки, включают, но не ограничиваются: автомобилестроение, авиационные структурные детали, военное дело, высокоточные и сложные медицинские приборы, энергетика, огнестрельное оружие, формоштампное производство, прототипирование и многое другое. То, что раньше было невозможно изготовить на одном станке или в одной установке, теперь стало возможным с 5‑осевой обработкой.

Чем 5‑осевая ЧПУ‑обработка отличается от 3‑осевой?

3‑осевой станок, самый распространенный тип станка с ЧПУ, перемещает инструмент по трем линейным осям — X, Y и Z. Их легко программировать и эксплуатировать, они идеальны как недорогой вариант для деталей с простой геометрией. Однако с только тремя осями у этих станков есть ограничения. Например, простые сложные заготовки или детали, требующие качественной чистоты поверхности, могут требовать множественных установок или переустановки и зажима в специальные приспособления для завершения всех признаков, что делает их более подверженными ошибкам и экономически нецелесообразными.

С 5‑осевой технологией вы можете легко обработать все стороны простой или сложной детали в одной установке на одном станке. Без множественных установок или переориентации инструмента, как на 3‑осевом станке, деталь может быть обработана быстрее с меньшим шансом ошибок.

Почему стоит инвестировать в 5‑осевой станок?

Может быть, у вас весь бизнес, который вы можете справить, или вы удовлетворены статусом кво, и решаете: «если не сломано, не чини». В этом нет ничего плохого. Но давайте признаем: если вы в бизнесе, вы хотите извлечь из него максимум.

Логичное предположение — вы в бизнесе надолго. Так что если ваш цех тратит больше времени на установки, чем на обработку, или у вас проблемы с увеличением времени производства для соблюдения требований клиентов, или вы пытаетесь преодолеть разрыв в квалификации, возможно, пришло время рассмотреть 5‑осевую обработку.

Пока вы можете выжить с этими недостатками, неинвестирование в 5‑осевую обработку может помешать вашему цеху получить новые бизнес‑возможности не только на вашем рынке, но и в более выгодных отраслях производства деталей.

Возьмем медицинскую отрасль, например. Мелкие детали медицинских приборов сложны по природе и обычно требуют более интенсивного фрезирования и финишной обработки. Хотя это можно выполнить на 3‑осевом станке, время на дополнительные установки для фрезирования и обработки поверхностей может быть непозволительно дорогим, а большее манипулирование увеличивает шанс ошибки, возможно, приводя к упущенной возможности.

А как насчет быстрого прототипирования? Вы не делаете это из‑за множественных установок на 3‑осевом? Ну, теперь с 5‑осевым рабочим конем на вашем полу вы можете предоставлять клиентам прототипы быстро.

Другая область улучшения — использование высоконадежного процесса изготовления отверстий — интерполированных отверстий — который может быть уточнен на 5‑осевом. Это устранит необходимость использования технологического отверстия для выравнивания компонента перед растачиванием, как это было бы на 3‑осевом.

Может быть, вы сгораете инструменты на 3‑осевом как горячий нож через масло. Способность 5‑осевого наклонять инструмент или стол для поддержания оптимальной режущей позиции и постоянной нагрузки на стружку, а также факт, что 5‑осевая обработка сокращает циклы, ведет к увеличению срока службы инструмента.

Может быть, вы не думаете, что у вас есть место для 5‑осевого. Подумайте снова. Один 5‑осевой станок может делать работу нескольких 3‑осевых. Подумайте об экономии площади для других технологий или для большего числа 5‑осевых станков.

Поскольку сроки поставки становятся критическими, а работы — более сложными в геометрии и многогранных деталях, неудобных углах, изощренных признаках и сложностях, наличие 5‑осевого станка может стать вашим новым лучшим другом.

Преимущества 5‑осевой обработки

Хотя 5‑осевые станки могут казаться более подходящими для сложной обработки или сложных деталей, 5‑осевые станки также быстро справляются с вашими повседневными рутинными базовыми заготовками. Оправдание пятиосевого станка только на этих основаниях достаточно, чтобы сделать переход. Пятигранные станки действительно подходят как для общих, так и для специальных работ. Вот несколько причин рассмотреть 5‑осевую обработку.

1. Обработка в одной установке (Single Setup Machining)

Сокращение установок для простых и сложных деталей увеличивает не только ваше производственное время, но и качество деталей значительно. С подходом done‑in‑one вы экономите время и деньги и получаете лучшее использование всего производственного оборудования. Не редкость перейти от пяти установок к одной с 5‑осевой.

2. Меньше приспособлений или недорогие простые приспособления

Исключая вторичные установки, потребность в специальных приспособлениях может быть сокращена или устранена полностью. Меньше установок — меньше подготовка приспособлений, что снижает потребность в дополнительных станках или людях.

3. Обработка более сложных форм

С большим количеством углов для позиционирования заготовки и, следовательно, большим доступом к ней, 5‑осевая обработка позволяет уникальные траектории инструмента и способность обрабатывать более сложные формы с высокой степенью точности.

4. Можно использовать более короткие режущие инструменты

С 5‑осевой обработкой вы можете использовать более короткие инструменты, потому что теперь с 5 осями вы можете наклонить инструмент от заготовки. Это дает более высокие скорости резания и меньше вибраций инструмента, лучшую чистоту поверхности и меньше дефлекцию инструмента.

5. Лучшее качество поверхности

С меньшей вибрацией из‑за более коротких инструментов будет лучшее качество поверхности. Также, поскольку 5‑осевые станки имеют вращающийся стол или шпиндель, можно делать более последовательные резы для более гладкой поверхности.

6. Быстрее удаление материала

С 5‑осевой обработкой режущий инструмент перпендикулярен режущей поверхности и поэтому может легче удалять больше материала за проход, что приводит к более коротким циклам и, следовательно, быстрее удалению материала.

7. Снижение затрат на труд на деталь

Сокращение установок и приспособлений означает, что один становед может управлять станком с ограниченным вниманием и/или управлять несколькими станками одновременно.

8. Сокращение сроков выполнения

Меньше установок означают производство детали за долю времени. Меньше время — больше денег. Фактически, вы даже можете делать быстрые повороты на мелкосерийных деталях и, возможно, даже войти в прототипирование как результат.

9. Высокая точность детали

Можно ожидать более высокую точность детали из‑за того, что деталь не нуждается в перемещении для установок или перемещении между несколькими станками.

10. Улучшение использования площади цеха

Один 5‑осевой станок может заменить несколько 3‑осевых, экономя площадь.

11. Увеличение экономии затрат и более быстрый ROI

Улучшенный срок службы инструмента, меньше ошибок и поэтому меньше брака, меньше приспособлений и установок и сниженные потребности в площади. И с большей гибкостью обработки 5‑осевая обработка — это деньги в вашем кармане и более быстрая окупаемость инвестиций в 5‑осевую обработку.

12. Расширение возможностей на более многих рынках

Если вы не обрабатываете 5‑осевые детали, то ваш конкурент делает это, и, скорее всего, выигрывает тендеры, на которые ваш цех не оборудован. Помимо технологического преимущества, 5‑осевой станок откроет двери для конкуренции за больше контрактов на более многих рынках. С 5‑осевой обработкой вы можете делать почти всё за меньше времени, меньше операций и по меньшей стоимости на деталь.

Развенчивание самых частых мифов о 5‑осевой обработке

Слишком дорого

Правда, 5‑осевые станки дороже. Но вы получаете то, за что платите. Во‑первых, для обеспечения высокой точности и точности эти станки твердо построены, чтобы выдерживать силы, создаваемые процессом резания и непрерывным движением осей. Кроме того, они оснащены высокоотзывчивыми сервоприводами, позволяющими станку реагировать на тысячи команд одновременно, включают высокоточные вращательные столы для точного позиционирования заготовки и требуют высокой вычислительной мощности для достаточно быстрой обработки данных, чтобы назвать несколько. Ценность этих выгод далеко перевешивает их стоимость, так как они позволят вашему цеху более рентабельно производить более широкий спектр работ.

Сложно программировать

К сожалению, старые 5‑осевые станки прошлого дали современным 5‑осевым плохую репутацию. Современные 5‑осевые станки часто включают простые в использовании программное обеспечение для программирования, а если нужно что‑то более надежное, самые популярные CAM‑программы закрыли этот разрыв.

Больше коллизий

Хотя движение множественных осей увеличивает частоту коллизий, большинство 5‑осевых станков идут с или могут быть оснащены ПО предотвращения коллизий, моделирующим процесс резания до запуска станка. Это не только контролирует аварии, но и может помочь сократить время установки.

Не точные

На самом деле, верно обратное. С сокращенными установками 5‑осевой станок стал более точным, чем 3‑осевой, требующий множественных вторичных установок, что в конечном счете увеличивает вероятность ошибки.

Нужны высококвалифицированные операторы для программирования

Так как 5‑осевая обработка сложнее, нет сомнений, что нужны более квалифицированные операторы. Необходимо хорошее понимание движения станка, навыки 3D‑визуализации, способность создавать соответствующие траектории инструмента и более обширные знания CAM‑ПО. Примечание: хотя квалифицированный становед поможет максимизировать возможности 5‑осевой, управление и ПО станка не менее важны. И с хорошим обучением от репутабельного и знающего партнера по станкам, такого как Productivity и MMT Productivity, это препятствие легко преодолевается.

Освойте искусство 5‑осевой обработки с Productivity и MMT Productivity

Хотя 5‑осевая обработка может показаться пугающей, это отличный способ выделить ваш цех среди конкурентов, и это вернется огромными дивидендами. С 5‑осевой обработкой вы будете производить детали эффективнее, быстрее и с более высокой точностью, расширять спектр выполняемых работ и открывать области производства, которые вы даже не считали возможными. С подходом done‑in‑one ваши операторы могут тратить больше времени на управление дополнительными станками. Вы можете рассчитывать на 5‑осевую обработку для получения выгод на годы вперед.

Если эта информация пробудила ваш интерес в 5‑осевой обработке и развеяла некоторые страхи, мы можем помочь вам встать на правильный путь к 5‑гранной обработке. В Productivity и MMT Productivity мы понимаем, что переход к 5‑осевой обработке — крупные инвестиции. Мы поработаем с вами для оценки ваших производственных операций, и с множественными линейками высококачественных 5‑осевых станков мы подберем правильный станок для вашего применения. Все это поддерживается приложениями и сервисным персоналом, высококвалифицированным в 5‑осевой технологии. Мы убедимся, что вы получите правильный станок и введете его в производство быстро, с сильной поддержкой и обучением на станке. Ознакомьтесь с нашими линейками 5‑осевых станков — Haas, Matsuura MX, MAM72 и CUBLEX Series, Makino Vertical и Horizontal 5‑axis, Hwacheon.

У нас есть отличный архивный вебинар «Максимизация вашего 5‑осевого станка — Часть 1: Соображения для соответствия ожиданиям», который даст информацию, необходимую для подготовки вашего объекта к 5‑осевой обработке. Запишитесь здесь, чтобы посмотреть этот предзаписанный вебинар.