5-осевая обработка: ключевые преимущества и компромиссы для современного производства

5-осевая обработка отличается высокой эффективностью и точностью, заготовку можно закрепить за один раз. Подходит для обработки современных форм: автодеталей, авиационных конструкций. Применяется не только в гражданской промышленности, но и в авиакосмической, военной, научной, приборостроении, высокоточной медицинской технике. Это высокотехнологичный метод сделать возможным невозможное. Может обрабатывать или производить любые пространственные поверхности или необычные формы. Не только выполняет задачи сложных деталей и изделий, но и резко повышает эффективность и сокращает технологический процесс.

Но есть и недостатки. Сегодня подробно рассмотрим преимущества и недостатки 5-осевой обработки.

Преимущества 5-осевой ЧПУ-обработки

Поддержание оптимальных условий резания и улучшение режущего режима

В трехосевом режиме резания, когда траектория инструмента переходит к вершине или краю детали, режущие свойства постепенно ухудшаются. Для поддержания лучших условий резания нужно поворачивать вращательный стол. Для полной обработки неправильной плоскости необходимо использовать наклонный вращательный стол, поворачивая его многократно в разных направлениях. 5-осевая обработка также достигает лучшего качества поверхности, избегая нулевой скорости в центре шаровой фрезы.

Экономия времени | Сокращение времени обработки

5-осевой ЧПУ-станок сэкономит много времени в универсальном machining-центре. Большинство деталей в ЧПУ-цехах требуют обработки пяти сторон. 5-осевая фрезеровка помогает быстро и эффективно завершить работу в производстве. Требуется всего одна установка, что экономит цикл времени и деньги. Поэтому это экономически эффективное решение, ускоряющее выход продукта на рынок.

В 5-осевой обработке инструмент сохраняет перпендикулярность обрабатываемой поверхности сложной формы, что значительно повышает использование шпинделя. Принцип 5-осевой обработки также подходит для фрезеровки скосов, устраняет ребристые следы от шаровых фрез. Это делает качество поверхности формы более идеальным и снижает необходимость ручной чистки поверхности формы.

Повышение точности обработки

Точность 5-осевой ЧПУ-фрезеровки повышена, так как требуется минимальное количество установок. Дополнительные установки только увеличивают ошибки. Также помогает продлить жизнь некоторых инструментов — главным образом за счет более коротких инструментов.

С помощью 5-осевой технологии решается проблема многократной переустановки заготовки под сложными углами. Не только сокращается время, но и многократно повышаются допуски обработки. Экономится высокая стоимость изготовления множества оправок традиционным способом. 5-осевая обработка может выполнять сложные операции: сверление, коническую обработку, полости на сложных поверхностях и др., недоступные традиционным методам.

Качественная обработка поверхности | Сложные формы

Эта конфигурация помогает создать поверхность с высококачественной отделкой. Деталь ближе к режущему инструменту на 5-осевом станке. Последние две оси позволяют использовать короткие инструменты, которые не вибрируют сильно, что дает высокое качество поверхности.

Другое преимущество 5-осевых ЧПУ-станков — способность резать сложные формы. Все пять осей задействованы для разных деталей. Дополнительное движение в такой схеме дает возможность изготавливать углы и дуги. Раньше для этого требовались дополнительные установки и специальные оправки.

Высокая производительность

5-осевая обработка эффективно сокращает время обработки и вспомогательное время деталей. Имеет большой диапазон скоростей шпинделя и подач, обеспечивая мощную способность к тяжелому резанию. 5-осевая обработка входит в эпоху высокоскоростной обработки. Быстрое перемещение и позиционирование 5-осевой обработки и высокоскоростное резание сокращают время обработки полуфабрикатов и повышают производственную эффективность и точность.

Недостатки 5-осевой обработки

Очевидно, люди осознали преимущества и важность 5-осевой ЧПУ-технологии в производстве. При сложных задачах проектирования и изготовления сложных криволинейных поверхностей обращаются к 5-осевой технологии. Основные технические требования к ЧПУ-станкам: многоосевость, высокоскорость, хорошая жесткость, высокая мощность; спрос на число координат основан преимущественно на 3–5 осях. Однако в машиностроении использование 5-осевой обработки не так широко, как кажется, по следующим причинам:

Слишком высокая стоимость

С одной стороны, стоимость покупки 5-осевого станка и необходимого ПО гораздо выше стоимости обычного трехосевого центра обработки. С другой — обслуживание самого станка сложнее обычных. Эти аспекты напрямую делают стоимость 5-осевой обработки деталей гораздо выше обычной 3-осевой.

Сложность и трудность программирования

Так как 5-осевая обработка отличается от 3-осевой, кроме трех линейных движений она включает два вращательных. Полученная пространственная траектория сложного движения очень сложна и абстрактна, обычно трудно представить и понять. Например, для обработки требуемых свободных форм в пространстве часто требуются множество координатных преобразований и сложных пространственных геометрических расчетов, а также координация движения каждой оси для избежания интерференции, коллизий и обеспечения соответствующих интерполяционных движений. Для обеспечения требуемой точности и качества поверхности программирование становится еще сложнее.

Высокие требования к квалификации операторов

5-осевая обработка — передовая технология, передовые технологии требуют более высококвалифицированных кадров. От программирования до эксплуатации — всё отличается от обычных трехосевых станков. Поэтому нужны высококвалифицированные операторы, что также означает более высокие затраты на труд.