Что такое 5-осная обработка CNC? Все, что вам нужно знать
5-осная обработка является одним из самых передовых;субстрактивное производство Процессы доступны сегодня. Одновременно управляя 5 осями движения, он достигает беспрецедентной эффективности в резке сложных геометрий. В отличие от обычных 3-осивых машин, 5-осивый ЧПУ позволяет многоугольное вращение инструмента или рабочей части, резко уменьшая изменения настройки и обеспечивая высокоточную одноразовую обработку.
Что такое Обработка 5 осей?
Пятиосивая обработка сочетает в себе три линейных оси (X, Y и Z) с двумя вращающимися осями, что позволяет режущим инструментам двигаться одновременно вдоль пяти разных ос, что позволяет производить высокосложные детали с минимальными настройками.
Главное преимущество заключается в динамической гибкости. Синхронизированное движение 5 ос, включая линейные оси X, Y и Z с вращающимися осями A/B и C, позволяет режущему инструменту приближаться к детали под оптимальными углами, улучшая отделку поверхности при продлении срока службы инструмента. Для деталей, требующих подрезов, контурных поверхностей или сложных геометрий,5-осный ЧПУ не только сокращает производственные циклы, но и устраняет кумулятивные ошибки при перепозиционировании, делая «полную обработку в одной установке» реальностью.
Чтобы лучше понять оси 5-осной фрезерной машины, давайте сначала определим количество осей обработки. Число осей в обработке с ЧПУ относится к количеству направлений, в которых резающий инструмент или деталь могут двигаться для формирования конечного продукта. Обычные машины с ЧПУ обычно имеют три оси (X, Y и Z), позволяющие движение в трех направлениях: вперед и назад по оси Z, вертикально по оси Y и боково по оси X.
Пятиосевая обработка усиливает эту функциональность, включив две дополнительные оси вращения. Эти оси вращения могут быть настроены различными способами, в результате чего появляются две общие настройки: 5-осия AC и 5-осия BC.
- Конфигурация 5-осного переменного токаВ этой настройке оси А наклоняет рабочий стол, в то время как оси С вращает его вокруг оси Z. Эта настройка обычно встречается в 5-осных машинах в стиле трунниона, где наклонный стол обеспечивает большую гибкость при обработке сложных геометрий.
- BC 5-осная конфигурацияВ этой конфигурации оси B наклоняет шпиндель инструмента вместо рабочего стола, в то время как оси C обеспечивает вращение вокруг оси Z. Эта настройка обычно встречается в 5-осивых машинах с головкой на головку, что обеспечивает более доступность для обработки больших или тяжелых деталей, поскольку деталь остается в основном стационарным.
С помощью этих дополнительных осий вращения 5-осивые машины позволяют более точно и эффективно обрабатывать по сравнению с традиционными 3-осивыми или даже 4-осивыми настройками ЧПУ. Эти машины идеально подходят для создания сложных геометрий и особенностей с минимальным перерасположением, что делает их очень ценными в аэрокосмической, автомобильной и медицинской промышленности.
Что означает «5» в пяти осях?
5 в 5 осях относится к тому факту, что машины, используемые для 5-осной обработки, добавляют две дополнительные оси к стандартным трем осям - X, Y и Z - в общей сложности пять ос. А вращается вокруг оси X, ось B вращается вокруг оси Y, а ось C вращается вокруг оси Z.
Ниже приводится таблица, объясняющая каждую ось:
| Ось | Движение |
| Х | Лево и справа (горизонтальное движение) |
| Y | Передняя и задняя (глубинное движение) |
| З | Вертикальное движение (вертикальное движение) |
| А | Поворот вокруг оси X |
| В | Поворот вокруг оси Y |
| С | Поворот вокруг оси Z |
Доступны либо AC 5-осий CNC или BC 5-осий CNC.
5-ось – возможные конфигурации
В зависимости от выбранной конфигурации будет использована одна из трех ос вращения 5-осной фрезерной машины с ЧПУ. Машина в стиле трунниона и машина в стиле поворотного вращения являются двумя основными конфигурациями.
Оси A и C 5-осивой фрезерной машины с ЧПУ в стиле трунниона вращаются вокруг оси X и Z, соответственно, в то время как 5-осивая фрезерная машина с ЧПУ в стиле поворотного вращения вращается вокруг оси Y и Z, соответственно.
Основное различие между этими двумя заключается в том, как выражаются вращающиеся оси: поворотный стиль 5-осной фрезерной машины с ЧПУ выражает вращающиеся оси посредством поворота шпинделя, в то время как тип трунниона перемещает стол. Поскольку каждый из них имеет преимущества, выбор того, который использовать, в первую очередь зависит от задачи, которую вы выполняете. Ниже приводится таблица, показывающая возможные 5-осные конфигурации:
| Конфигурация | Ротарные оси | Описание | Плюсы | Минусы |
| Стиль Trunnion | Ось A вращается вокруг оси X, ось C вращается вокруг оси Z. | Стол движется, чтобы достичь 5-осивого движения, в то время как шпиндель остается фиксированным. | Более жесткая настройка, лучше для тяжелой резки и поддерживает большие детали. | Движение стола ограничивает вес и может потребовать больше места. |
| Поворотный-Поворотный-Стиль | Ось B вращается вокруг оси Y, ось C вращается вокруг оси Z. | Шпиндель вращается, чтобы достичь 5-осивого движения, в то время как стол остается в основном фиксированным. | Ручки более тяжелых частей, так как стол остается стационарным, что позволяет более компактным конструкциям. | Менее жесткие, чем машины в стиле трунниона, что приводит к потенциальным проблемам с вибрацией при тяжелой резке. |
Как работает 5-осная машина с ЧПУ?
5-осная машина с ЧПУ работает с высокой эффективностью и точностью, требуя минимального участия человека после установки. Машина использует ротационные режущие инструменты для формирования материала, размещенного на ее пластине. Вот расширенная разбивка того, как это работает:
Создание CAD-дизайна детали
Первым шагом в 5-осивой обработке ЧПУ является проектирование детали в программе CAD (Computer-Aided Design). Это позволяет инженерам и конструкторам визуализировать форму, размер и структуру деталей в 3D-формате и вносить необходимые корректировки до фактической обработки. CAD-модель служит цифровым планом для части, которая будет изготовлена.
Конвертация CAD-дизайна в программное обеспечение CAM
Программное обеспечение CAM (Computer-Aided Manufacturing) принимает цифровой дизайн CAD и генерирует путь инструмента, необходимый для машины. Программное обеспечение оптимизирует движения, обеспечивая, чтобы машина эффективно выполняла резки, одновременно минимизируя отходы материала и время обработки.
Создание G-кода
Программное обеспечение CAM преобразует данные пути инструмента в G-код, набор алфавитно-цифровых инструкций, которые направляют машину ЧПУ, как двигаться. G-код диктует все, от скорости, пути и скорости подачи инструмента до конкретного резного инструмента, который должен использоваться для каждой фазы обработки. Этот код имеет решающее значение, потому что он позволяет 5-осной машине ЧПУ выполнять точные резы на сложных геометриях.
Загрузка G-кода на 5-осную машину с ЧПУ
Как только G-код готов, он загружается на 5-осную машину с ЧПУ. G-код действует в качестве руководства для машины, инструктируя ее о том, как выполнять точные движения, необходимые для формирования детали. G-код управляет одновременным вращением нескольких ос, позволяя инструменту приближаться к детали с различных углов.
Размещение материала на пластине
Последний шаг в подготовке 5-осной машины с ЧПУ - правильное размещение материала на пластине машины. Безопасно закреплен на месте, чтобы предотвратить любые движения и неточности или дефекты деталей во время процесса обработки. Этот шаг может включать использование джиги или арматуры удерживать материал твердо.
Как только все настроено, 5-осная машина с ЧПУ начинает обрабатывать в соответствии с инструкциями G-кода. При каждом разрезе машина регулирует положение и ориентацию инструмента и детали, создавая очень детальные и сложные детали с высокой степенью точности.
Преимущества 5-осной обработки
Существуют различные преимущества 5-осной обработки и некоторые из них включают:
Эффективные операции настройки
5-осная машина с ЧПУ менее сложна, чем 3-осная машина с ЧПУ в аспекте настройки. Для 5-осивых машин ЧПУ можно работать на пяти поверхностях одновременно. Кроме того, пятиосные машины могут производить детали с сложными, изогнутыми формами в одной установке. Напротив, стандартные 3-осные машины требуют нескольких настроек для деталей машины с кривыми или несколькими лицами.
Для 3-осной машины вам нужны различные инструменты для резки для каждого лица, такие как конечные мельницы или резки с шариковым носом, и каждый раз переместите часть, чтобы обрабатывать различные углы. Для этого требуется, чтобы устройства для удержания работы защищали деталь в каждой новой ориентации, что увеличивает время установки и риск неправильного выравнивания. Напротив, 5-осивая машина может выполнять все резы без перерасположения детали, улучшая точность и эффективность.
Комплексные формы машины
5-осная обработка имеет несколько преимуществ по сравнению с 3-осной и 4-осной обработкой, включая возможность производства сложных деталей. Вот почему 5-осивая обработка становится все более распространенной в современном производстве.
Расширенный диапазон движения и расположение резающего инструмента 5-осивых машин означает дополнительную гибкость, большую точность и точность в возможностях обработки ЧПУ для сложных конструкций, которые были бы трудными или невозможными при стандартных методах производства.
Высокая точность и повторяемость
Ручная обработка часто требует дополнительных настроек для обеспечения оптимальной обработки. Эти настройки могут включать перекалибровку машины, ручное перерасположение детали между разрезами или настройку инструмента для каждой новой операции. Эти шаги, хотя и необходимы для ручной обработки, могут привести к изменению конструкции и ошибкам из-за участия человека или неправильного выравнивания во время перерасположения.
В отличие от этого, 5-осная резка с ЧПУ требует меньшего количества настроек, поскольку машина может одновременно регулировать ориентацию резкого инструмента и рабочей части. Это значительно снижает риск ошибок и поддерживает точность на протяжении всего процесса. Кроме того, большинство современных 5-осных машин с ЧПУ автоматически перерасполагают деталь и регулируют ориентацию инструмента без вмешательства человека во время фрезеры, обеспечивая более жесткие допуски к обработке и более последовательные результаты.
5-осные машины с ЧПУ обычно могут достичь допусков ±0,001 мм или даже более жестко, в зависимости от точности машины и сложности детали. В некоторых случаях более короткие режущие инструменты на 5-осной машине также могут улучшить долговечность и повторяемость инструмента, поскольку эти инструменты имеют меньшее отклонение и поддерживают более стабильные условия резки.
Единая настройка
Для изготовления сложной геометрии требуется несколько конфигураций машин. По сравнению с 3-осевыми машинами, 5-осевые машины с ЧПУ имеют пять ос, только один раз настройка для вашей детали требуется. Машина будет выполнять каждую операцию обработки, необходимую для изготовления желаемого продукта.
Природа однократной установки 5-осивых машин с ЧПУ позволяет быстро выполнять сложные детали, снижать затраты и уменьшать количество неисправностей, распространенных на традиционных машинах с ЧПУ.
Высокая эффективность производства
При значительно меньшей обработке деталей и вспомогательном времени 5-осивая обработка включает в себя широкий диапазон скоростей шпинделя и скоростей подачи, что позволяет машине иметь мощную огромную мощность резки. 5-осный ЧПУ вступает в новую эру высокоскоростной обработки. Быстрое движение и позиционирование 5-осивой обработки, а также высокоскоростная обработка резки сокращают время оборота для полуфабрикатов.
Качественное покрытие поверхности
Дополнительные оси приводят к более тонкой поверхности на 5-осной машине с ЧПУ. Эти дополнительные оси приближают компоненты к режущему инструменту, тем самым облегчая разработку желаемых форм. Это также позволяет более короткое использование обрабатывающих инструментов.
При более коротких инструментах резки мало или нет вибраций, что снижает риск появления следов на поверхности деталей. Кроме того, при вертикальной обработке использование шпинделя для поверхностей, наклонных к фрезеру, является более эффективным.
Недостатки 5-осной обработки ЧПУ
Пятиосевая имеет несколько преимуществ и очень важна в изготовлении деталей. Однако не все розовые с 5-осной обработкой, так как существуют определенные недостатки. Ниже приведены недостатки 5-осивой обработки:
Увеличение затрат
5-осная машина с ЧПУ значительно дороже, чем 3-осная машина. Точно так же и программное обеспечение, необходимое для запуска машины. Кроме того, обслуживание 5-осной машины с ЧПУ сложнее, чем машины с ЧПУ. В результате, одним из самых больших недостатков 5-осивых машин ЧПУ является стоимость.
Сложность программирования
3-осные машины отличаются от 5-осных машин в программировании из-за двух дополнительных вращающихся движений, которые усложняют траекторию синтетического движения.
Чтобы свести к минимуму столкновения и помехи, необходимо учитывать отдельное движение каждой оси при программировании 5-оси.
Требуется высокий уровень навыков оператора
5-осная обработка с ЧПУ использует передовые технологии. Для получения максимальной отдачи от оборудования необходим высококвалифицированный технический оператор. Наем высококвалифицированного оператора, с другой стороны, увеличивает затраты на рабочую силу.
Типы 5-осных машин ЧПУ
5-осивые машины могут улучшить эффективность обработки и масштабируемость. Для удовлетворения потребностей обрабатывающей промышленности эти обрабатывающие центры могут быть многочисленных типов. Существуют три основных типа 5-осных машин ЧПУ:
Глава / Глава
Воротационные оси расположены в головке головки/головки машин. Их 5-осная вершина устанавливается на платформе, которая перемещается через стационарный рабочий стол, удерживая деталь в положении. В результате не будет никаких помех инструмента на головку шпинделя машины.
Это увеличивает способность вершины двигаться вокруг рабочей части, что делает ее подходящей для создания массивных, тяжелых деталей. Машинный стол может сопротивляться большим весам, не нанося ущерба точности вращающихся тусов. Однако архитектура этих устройств ограничивает их движения вращающейся оси.
Глава/стол
Конфигурация машины головки/стола имеет одну ось вращения в головке и одну в ротационном столе. Их вращающаяся ос расположена в мозге и имеет ограниченный диапазон. Вращающийся вал, с другой стороны, имеет более большой (бесконечный) диапазон и расположен в столе.
Эта конфигурация выгодна, поскольку она может вращать деталь на неопределенное время. Однако количество деталей ограничено, поскольку вращающаяся ос поддерживает деталь.
Таблица/Таблица
В этой конфигурации вращающиеся оси 5-осивых машин расположены внутри стола. В результате все вращения происходят на столе, и голова не движется. Дизайн этих машин делает их идеальными для резки подрезок. Кроме того, поскольку головка не вращается, машинисты могут немедленно наблюдать за процессом разреза во время этапа программирования.
Однако конфигурация машины может быть лучше для ЧПУ фрезеры или CNC токарный большие или тяжелые компоненты из-за неспособности стола выдержать чрезмерный вес.
| Тип машины | Описание | Плюсы | Минусы |
| Глава / Глава | Оси вращения находятся в головке, а шпиндель движется, пока деталь остается неподвижным на столе. | Нет помех инструмента на головке шпинделя, подходит для больших, тяжелых частей и поддерживает точность при тяжелых нагрузках. | Ограниченное движение оси вращения из-за конструкции машины. |
| Глава/стол | Одна вось вращения находится в голове, а другая в ротационном столе. Таблица позволяет бесконечно вращаться, в то время как головка имеет ограниченный диапазон. | Бесконечное вращение детали, гибкое для различных размеров деталей. | Ограниченная возможность размера детали, поскольку вращающаяся ос должна поддерживать деталь. |
| Таблица/Таблица | Обе оси вращения расположены в столе, в то время как головка остается неподвижной. | Идеально подходит для резки подрезов и позволяет машинистам наблюдать за разрезами во время программирования. | Не подходит для обработки больших или тяжелых компонентов, так как стол имеет ограничения веса. |
Какой тип деталей можно обрабатывать с помощью 5-осного обрабатывающего центра?
5-осная обработка ЧПУ производит широкий спектр продукции. Эти детали часто имеют сложные геометрии и сложные конструкции. Вот некоторые примеры 5-осивых деталей обработки:
Специально оформленные детали
Части с нерегулярными формами называются уникальными формами. Рабочие детали имеют смесь точек, поверхностей и линий, например. Из-за трудностей в контроле давления зажима во время процесса, трудно или почти невозможно резать такие детали обычной обработкой. Однако 5-осивая обработка с многостанционной точкой облегчает обработку.
Из-за требуемого повторного зажима и выравнивания для стандартных обработочных машин относительно сложно обрабатывать детали в форме коробки. 5-осная машина может работать на многих поверхностях одновременно, что облегчает и делает более гибким производство более точных коробчатых деталей.
Части типа коробки
Из-за повторного зажима и выравнивания, требуемого, трудно использовать стандартное оборудование для обработки на предметах в форме коробки. Способность 5-осивой машины работать на многих поверхностях одновременно облегчает производство более точных коробчатых деталей.
Части диска
5-осная обработка с ЧПУ также идеально подходит для обработки деталей БПЛА. Он идеально подходит для резки деталей пластин и площадок, особенно тех, которые имеют отверстия для распределения конечной поверхности или радиальные отверстия. Он также подходит для производства крышек двигателей машины. Важно отметить, что либо горизонтальный или вертикальный центр обработки; используется при выборе 5-осной обработки ЧПУ. Точное направление отверстия определяет выбранный центр обработки.
Комплексные поверхностные части
Сложные поверхностные части распространены в нескольких отраслях промышленности, таких как авиация, аэрокосмическая техника и электроника. Трудно достичь этой сложной поверхности со стандартным оборудованием CNC. Примерами являются сферические поверхности, лопатки турбинного двигателя, морские винты, импеллеры и другие сложные поверхности, произведенные с помощью 5-осивой обработки.
Применения 5-осной обработки ЧПУ
Из-за своей эффективности и способности обрабатывать сложные формы, 5-осная обработка ЧПУ может использоваться в различных отраслях промышленности. Вот несколько примеров ниже:
- Медицинская5-осная технология обработки ЧПУ широко используется для изготовления ортопедических имплантатов, таких как искусственные суставы, костные винты и спинные винты.
- Энергетическое оборудование — производит быстрое прототипирование и сложные части, такие как лопатки ветряных турбин и лопатки компрессора. Эти детали обычно имеют сложные геометрические формы и строгие размерные требования.
- АэрокосмическаяКомпоненты, такие как лопатки турбин, диски, impellers, корпусы, а также крылья балки, рамы и ребра корпусов самолетов чрезвычайно сложны по форме. Пятиосивые машины могут достичь многоосивой обработки, точно обрабатывая эти сложные поверхности и 3D-детали для обеспечения высокой точности и качества.
- Автомобиль- 5-осная технология обработки ЧПУ используется для изготовления критически важных компонентов, таких как блоки двигателей, головки цилиндров, кольцевые валы и соединительные прутники.
Начните с 5-осной обработки в ZCprecision
Прежде чем начать свой проект, важно поговорить со специалистом по обработке ЧПУ. Глобально, ZCprecision является ведущим поставщиком услуг по обработке ЧПУ. Мы производим высокоточные детали с обработкой ЧПУ с отличным качеством, быстрыми сроками поставки и доступными ценами благодаря нашим CNC обработка услуги.
Наши высококвалифицированные специалисты также оказывают техническую поддержку, чтобы помочь вам в выборе из нашего выбора производственных материалов и технологий обработки. Свяжитесь с нами прямо сейчас, чтобы обсудить свой проект. Загрузите свой дизайн на наш сайт, чтобы получить бесплатный Анализ DFM И цитату.
Вывод
Теперь, когда у вас есть глубокое понимание 5-осивой обработки ЧПУ. Теперь пришло время взять под контроль свой производственный опыт.
Пятиосивые машины с ЧПУ повышают точность и точность, ускоряют и снижают производственные затраты и упрощают производственные процессы. Однако они не идеальны для каждого дизайна. Например, точные вырезы, отверстия и полости могут быть более подходящими и доступными для 3- или 4-осивых машин ЧПУ.
Часто задаваемые вопросы
Q1: Почему выбрать 5-осную обработку ЧПУ над 3D-печатью?
5-осивая обработка с ЧПУ обеспечивает большую точность, универсальность материала и эффективность по сравнению с 3D-печатью.
В то время как 3D-печать отлично подходит для производства сложных и специально оформленных деталей, ей не хватает точности и качества поверхности, которые может достичь 5-осивая обработка ЧПУ.
Обработка с ЧПУ хорошо работает как с пластмассами, так и с металлами, в то время как 3D-печать в первую очередь подходит для пластмасс и отдельных металлов.
Кроме того, 5-осивая обработка более подходит для производства по запросу, поскольку обеспечивает более быстрое время оборота и более прочные детали.
В отличие от 3D-печатных компонентов, которые могут страдать от слабой слияния слоев, детали, обрабатываемые на ЧПУ, резаются из твердого блока, обеспечивая превосходную структурную целостность.
Q2: В чем главное различие между 5-осной обработкой ЧПУ и 3 + 2-осной обработкой ЧПУ?
Ключевое отличие заключается в движении резающего инструмента. При 5-осной обработке с ЧПУ инструмент непрерывно движется вдоль пяти ос, что позволяет плавную, сложную обработку поверхности с минимальным перерасположением. Этот метод идеально подходит для высокоточных деталей с сложной геометрией.
Напротив, обработка с ЧПУ на 3+2 оси блокирует инструмент в фиксированном, наклонном положении до начала резки. Хотя он позволяет доступ к нескольким лицам детали, он не предлагает непрерывного движения, что делает его менее эффективным для сложных, свободных поверхностей.
Q3: Сколько осей может иметь ЧПУ?
Трехмерный объект имеет шесть лиц, а 5-осная машина с ЧПУ может обрабатывать большинство лиц в одной установке. Существуют машины с более чем пятью осями, такие как 6-осные и 7-осные машины с ЧПУ, но они требуют более сложного программирования и, как правило, не нужны для большинства приложений. Добавление большего количества осей увеличивает управление машиной, но часто приводит к снижению эффективности и экономической эффективности. Для большинства задач точной обработки 5-осивая технология остается оптимальным балансом между возможностями и практичностью.
