Понимание 3-, 4-, 5- и 6-осевой ЧПУ-обработки: полное руководство

Это 3-осевой или 5-осевой ЧПУ-станок! Вы, возможно, слышали, как кто-то это говорит. Загадывали ли вы, что означает 3, 4 или 5 осей ЧПУ-станка?

Хорошо, вы пришли в правильное место, это The Mechanical Post, и сегодня мы обсудим разные оси ЧПУ-станков.

Вы можете скачать PDF по различным осям ЧПУ-станков в конце статьи. Статью написал Питер Джейкобс из CNCmasters.com. Эти люди в бизнесе с 1990 года, так что вы знаете, что учитесь у экспертов. Подробнее об авторе в конце статьи.

Введение

Фрезеровка — одна из самых важных техник, применяемых в точной ЧПУ-обработке, с приложениями от механических компонентов и медицины до авиакосмической, оптической, автомобильной и других. В процессе фрезеровки используются вращающиеся резаки для удаления материала с заготовки. Этот процесс выполняется за счет фиксации заготовки под углом к оси инструмента.

Оси фрезерного станка диктуют тип работы и области, где можно обрабатывать заготовку. Существует 3-, 4-, 5- и 6-осевая обработка, с уникальными характеристиками, отличиями и разными приложениями для разных вариантов использования.

Краткий обзор 3-, 4-, 5- и 6-осевых ЧПУ-станков с их определениями:

3-осевая обработка

3-осевая обработка предполагает неподвижную заготовку, при которой только режущий инструмент движется по трем осям для фрезеровки детали. 3-осевые станки применяются для обработки 2D и 2.5D геометрии.

Поскольку 3-осевая обработка работает только по трем осям, процесс становится относительно простым и позволяет удалять материал в этих трех осях, описываемых как заднее-переднее, лево-право и вверх-вниз.

3-осевая фрезеровка имеет свои ограничения и поэтому не может использоваться для проектирования элементов под углом к системе координат X-Y-Z, независимо от того, является ли элемент планарным.

Применение 3-осевого ЧПУ-станка

3-осевой станок лучше всего подходит для:

• Автоматической/интерактивной операции
• Сверления отверстий
• Фрезеровки пазов
• Резки острых краев

4-осевая обработка

Процесс, задействованный в 4-осевой фрезеровке, подобен тому, что в 3-осевой обработке, где режущий инструмент удаляет материал с заготовки для построения нужной формы и профиля. 4-осевая обработка — экономически целесообразный процесс обработки компонентов, который теоретически возможен на 3-осевом станке.

Однако с 4-осевой обработкой фрезеровка выполняется на дополнительной оси помимо 3 осей вращения. 4-осевой ЧПУ-станок работает по осям X, Y и Z, а также по еще одной оси вращения вокруг оси X, называемой осью A.

В основном заготовка вращается для облегчения процесса резки вокруг оси A. 4-осевая фрезеровка применяется, когда отверстия и вырезы должны быть сделаны вокруг цилиндра или сбоку детали.

Применение 4-осевого ЧПУ-станка

4-осевая обработка многофункциональна и считается оптимальной для:

• Гравировки изогнутых поверхностей
• Прерывистого резания
• Непрерывного резания

5-осевая обработка

5-осевая обработка охватывает все оси 4-осевой обработки плюс еще одна вращательная ось.

Помимо 3 традиционных осей — X, Y и Z, есть 2 вращательные оси, называемые осью A и осью B. Так мы получаем 5 осей. 5-осевые фрезерные станки достаточно компетентны для доставки точных и сложных компонентов, используемых для искусственных костей, титановых деталей, авиакосмических изделий, автомобильных форм, деталей нефтегазового оборудования, архитектурных, медицинских и военных целей.

Эта многомерная вращательность и движение инструмента обеспечивают беспрецедентную точность, финиш и скорость на оси B во время построения детали.

Эта техника обработки может доставлять сложные детали, критичные для высокого уровня, такого как авиакосмические приложения.

5-осевая обработка предлагает опцию однопроходной обработки (сокращая лид-тайм), повышая удобство доступа к геометрии детали и улучшая срок службы инструмента и эффективность процесса за счет наклона стола для оптимальной режущей позиции.

5-осевая обработка полезна, когда требуется большой степень сложности и точность.

Применение 5-осевого ЧПУ-станка

Этот процесс идеален для:

• Точности элементов
• Более качественных финишей
• Повышения производительности
• Резки сложностей в компонентах
• Обработки сложных форм

Вам также может понравиться прочитать

• G-коды и M-коды ЧПУ-станка.
• Что такое водоструйная обработка?
• Разные типы резьбовых нитей

6-осевая обработка

6-осевой процесс обработки подобен 5-осевому; однако он имеет дополнительную ось вращения вокруг оси Z, которая может существенно повысить скорости по сравнению с 5-осевыми конфигурациями.

6-осевая машина имеет потенциал превращать сырой металлический прут в готовый продукт путем точения с обоих концов приспособления без дефектов в изготовленной детали. 6-осевая фрезеровка — эффективное решение, преимущественно для компонентов, которые сложны и требуют непревзойденной точности.

6-осевые ЧПУ-станки облегчают некоторые тяжелые задачи, такие как сверление отверстий различных диаметров и предоставление разных скоростей и режущих паттернов. Качество конечного продукта, доставляемого 6-осевой машиной, лучшее среди всех остальных ЧПУ-станков.

6-осевые станки обычно используются для объемной обработки стали, чугуна, алюминия и материалов для моделирования.

Этот станок использует специфическую 3-осевую фрезерную головку, позволяющую одновременную 6-осевую ЧПУ-обработку, тем самым сокращая время производства на потрясающие 75%.

Применение 6-осевого ЧПУ-станка

Этот процесс обработки идеален для:

• Достижения максимально возможной точности
• Быстрых и точных скоростей
• Сокращения времени процесса
• Производства деталей с лучшим уровнем сложностей

Различия между 3-, 4-, 5- и 6-осевой ЧПУ-обработкой

3-, 4-, 5-осевая обработка

Фундаментальное различие между 3-, 4- и 5-осевой обработкой лежит в сложности движения, которое могут выполнять как режущий инструмент, так и заготовка относительно друг друга. Чем больше сложность движения между двумя частями, тем больше сложность геометрии конечного продукта.

Число осей на ЧПУ-станке измеряет тип работы, который можно выполнить, уровень детализации в конечной детали и локации заготовки, которые можно манипулировать.

Тип станка, который вы должны выбрать, зависит от ваших конкретных требований, временных рамок и бюджета. Авиакосмические детали требуют беспрецедентной точности и поэтому требуют 5-осевую обработку. Однако, если вам нужен ЧПУ-станок для сверления отверстий, 3-осевой станок справится отлично.

6-осевая обработка

Этот процесс обработки обеспечивает высший уровень точности за минимальное время, и поэтому зарезервирован только для самых сложных процессов в терминах проектирования и сложностей.

Вот некоторые заметные отличия:

Поразительные скорости

6-осевая ЧПУ-фреза выдает высокие скорости без ущерба для точности. Помимо дополнительной оси свободы, специфические движения инструмента, сопровождаемые переходами инструмента, более легко управляемы, чем в любом другом процессе обработки.

Множественные операции на одном станке

6-осевые фрезерные станки позволяют пользователям выполнять операции фрезеровки, фугирования, сверления и точения на одном станке. Станочные центры должны только модифицировать соответствующий инструмент или систему программного управления для разных операций.

Повышенная производительность

6-осевые машины дают лучшие финиши поверхностей и быстрые скорости резания. Этот процесс также обеспечивает более плавную работу двигателя и предлагает улучшенный контроль, ускорение и замедление в S-кривых. Посмотрите это информативное видео от CNC Titans о разных осях обработки. (*не спонсировано)

Итоги

ЧПУ-обработка операционно полезна в нескольких производственно-интенсивных отраслях, с заметными преимуществами: усиленный контроль качества продукта, стандартизация и более высокая точность.

ЧПУ-обработка использует CAD-технологию для автоматизации резки и формирования деталей. Число осей в станке устанавливает тип движения, достижимое этим конкретным ЧПУ-станком.

Об авторе: Питер Джейкобс

Питер Джейкобс — старший директор по маркетингу в CNC Masters. Он активно участвует в производственных процессах и регулярно вносит свои инсайты для различных блогов по ЧПУ-обработке, 3D-печати, быстрому инструментальному производству, литью под давлением, металлургическому литью и производству в целом.