Полное руководство по 5-осевой обработке с ЧПУ

 

 

Оглавление

 1.Что такое 5-осевой станок с ЧПУ?
 2.Типы 5-осевых станков с ЧПУ
 3.5-Осевая обработка с ЧПУ, обработка 3+2 и обработка 4+1
 4.Параметры конфигурации для 5-осевых обрабатывающих центров
 5. Почему стоит выбрать 5-осевую обработку с ЧПУ?
 6.Программирование 5-осевых станков с ЧПУ.
 7. Ключевые этапы 5-осевой обработки с ЧПУ
 8. Режущие инструменты для обработки с ЧПУ
 9.Пользовательские 5-услуги по обработке осей с ЧПУ

 

 

1.Что такое пятиосевой станок с ЧПУ?

Пятиосевой станок с ЧПУ — это высокоточное устройство, способное выполнять инструментальные операции одновременно по пяти осям, подходящее для изготовления деталей сложной формы и с тонкой отделкой поверхности. По сравнению с традиционными трехосными станками, пятиосные станки обеспечивают более высокую степень свободы и могут обрабатывать одновременно в нескольких направлениях, повышая эффективность и точность обработки.
Помимо осей X, Y и Z пятиосные станки также включают оси A, B или C. Эти дополнительные оси управляют вращением и наклоном рабочего стола, позволяя резать заготовку под разными углами. Это позволяет обрабатывать изделия сложной геометрии, особенно точную боковую резку при вращении на 360 градусов. Инструмент может качаться на неподвижной заготовке, а рабочий стол можно наклонять на нужный угол для удовлетворения различных сложных потребностей обработки. Тип и метод обработки пятиосных станков различаются в зависимости от конкретной конфигурации и требований применения.

 

2.Типы пятиосевых станков с ЧПУ.

Чтобы удовлетворить различные потребности рынка, производители оборудования с ЧПУ разработали различные пятиосевые станки с ЧПУ. В основном их отличает вращение рабочего стола или движение инструмента в разные стороны. Ниже приведены пять распространенных типов пятиосевых станков с ЧПУ:

 

(1) Тип шпиндельной головки с двумя шарнирами

Этот тип станка напрямую контролирует направление оси инструмента через две вращающиеся координаты, обеспечивая высокоточную обработку под разными углами.
 

(2) Тип наклонно-поворотной головки

В этом типе две оси координат расположены над инструментом, но ось вращения не перпендикулярна линейной оси, что подходит для обработки сложных форм.
 

(3) Тип двойного проигрывателя

Станок с двойным поворотным столом управляет вращением пространства посредством двух вращающихся координат и может выполнять точную резку по нескольким осям одновременно.
 

(4) Тип стола шага

Этот тип станка размещает на рабочем столе две оси координат, причем ось вращения не перпендикулярна линейной оси, что подходит для многоугловой и сложной геометрической обработки.
 

(5) Поворотный стол + вращающаяся шпиндельная головка

Этот станок применяет две вращающиеся координаты к инструменту и заготовке соответственно, обеспечивая более высокую гибкость и точность, а также позволяет выполнять сложную трехмерную обработку.

 

3.5-обработка на станке с ЧПУ по сравнению с обработкой 3+2 и обработкой 4+1

 

Пятиосевая обработка=пятисторонняя обработка?
Пятиосевая обработка и пятисторонняя обработка — это два разных метода обработки. Пятиосевая обработка предполагает одновременное перемещение пяти осей и подходит для обработки более сложных деталей, тогда как пятисторонняя обработка (3+2) основана на трех осях и добавляет оси вращения и наклона для обработки пяти граней за один установ. .

3+2-осевая обработка с ЧПУ
Обработка 3+2, или пятисторонняя обработка, использует три линейные оси, а также одну ось вращения и одну ось наклона. Этот метод позволяет обрабатывать пять сторон детали за один установ, используя две дополнительные оси для изменения положения заготовки.

4+1-осевая обработка с ЧПУ
При обработке 4+1 используется пятиосевой станок, но фиксируется одна ось вращения или наклона. Четыре оси работают одновременно, и обычно для позиционирования используется только одна ось. Это более мощный метод, чем обработка по 3+2, но все же не полностью эквивалентен обработке по оси 5-.

Полная 5-осевая обработка на станке с ЧПУ
Полная 5-осевая обработка — это работа по пяти осям одновременно, включая три линейные оси и две поворотные оси, что позволяет выполнять более сложные формы и точную обработку. Подходит для деталей, требующих высокой точности и сложной геометрии, таких как крючковая поверхность, специальная форма и обработка полостей.

Пятиосевая обработка подходит для сложных и точных задач обработки, тогда как пятисторонняя обработка представляет собой скорее расширение на основе трех осей. Программирование пятиосного станка более сложное, чем трехосное, а проектирование геометрии инструмента более сложное.

 

4.Типы конфигурации 5-осевых обрабатывающих центров

Общие типы конфигурации станков с ЧПУ по 5-осям включают стол-стол, головку-стол, головку-головку и другие комбинации.
Конфигурация стола-стола
Эту конфигурацию часто называют станком с поворотным столом, и она имеет две поворотные оси, встроенные в стол, при этом головка станка остается неподвижной. Заготовка позиционируется поворотом стола. Эта конфигурация основана на традиционном трехосном станке с ЧПУ, который использует две поворотные оси для регулировки ориентации заготовки. Конфигурация цапфы обеспечивает превосходные возможности подрезки, большую рабочую зону, а также более высокую скорость и долговечность для высокоточной и крупномасштабной обработки.
Конфигурация головного стола
В этой конфигурации головка станка выполняет все вращательные движения, а стол остается неподвижным. Головку можно поворачивать или наклонять под разными углами для выполнения сложных задач обработки. Эта конфигурация очень эффективна для обработки заготовок сложной формы и в ограниченном пространстве, особенно для применений, требующих высокоточной обработки.
Конфигурация «голова-голова»
Машина «голова-головка» представляет собой более сложную конфигурацию, в которой обе головки машины могут вращаться. Этот станок обеспечивает больше степеней свободы, чем другие конфигурации, что позволяет выполнять более сложные операции обработки. Подходит для задач обработки, требующих одновременной резки под несколькими углами. Конфигурация «головка-головка» особенно подходит для обработки деликатных деталей и сложной геометрии и обеспечивает большую стабильность и точность.

 

5.Зачем использовать 5-осевую обработку с ЧПУ?

5-Осевые станки с ЧПУ имеют значительные преимущества во многих отраслях промышленности, особенно в медицинской, аэрокосмической и автомобильной, поскольку они способны обрабатывать сложные формы, обеспечивать высокую точность и гладкие поверхности.
В отличие от традиционных станков с осью 3-, обработка с ЧПУ с осью 5- позволяет выполнять многогранную резку, сверление и нарезание резьбы одновременно за один установ, что значительно экономит время и повышает эффективность. Он может обрабатывать сложные геометрические формы, которые не могут быть выполнены традиционными станками, что снижает необходимость в перемещении заготовки, тем самым повышая точность обработки и качество поверхности. Высокая точность и стабильность 5-осевых станков с ЧПУ делают их идеальными для массового производства и производства по высоким стандартам, особенно в отраслях, где требуются высокие допуски и точные контуры. За счет сокращения вмешательства человека 5-осевая обработка повышает эффективность производства и качество обработки и является незаменимым инструментом для современного производства.
Преимущества 5-осевой обработки с ЧПУ
 Сократите время доставки и повысьте эффективность производства.
 Повышение точности и качества обработки.
 Обеспечивает обработку сложной геометрии и деталей.
 Увеличение производственных мощностей
 Заменить несколько обрабатывающих станков
 Уменьшите потенциальные ошибки в процессе обработки.
 Увеличьте срок службы режущего инструмента за счет автоматического выбора инструмента и оптимизации скорости резания.
 Уменьшите вибрацию и добейтесь более высокого качества поверхности.

 

6.Программирование 5-осевых станков с ЧПУ.
Программирование G-кода для 5-осевых станков с ЧПУ начинается с модели, разработанной в программном обеспечении САПР, которая затем преобразуется в алгоритм, включающий скорость шпинделя, скорость подачи и движение инструмента. По сравнению с традиционными 3-осевыми станками, 5-осевая обработка требует управления различными углами инструмента и траекторией наклона стола.

Методы программирования
В 5-программировании осей существует два способа управления вращательным движением: с помощью углов поворота или векторов инструмента. Векторы инструмента определяют углы поворота или наклона с помощью команд осей X, Y и Z, которые являются гибкими и позволяют совместно использовать программирование между разными станками без необходимости использования определенных аннотаций осей (оси A, B и C). Обычно используемое программное обеспечение включает Autodesk, Mastercam, Siemens NX, PowerMill и Edgecam.

5-осевые точки обработки с ЧПУ
Скорость резания: убедитесь, что станок может эффективно контролировать траекторию резания.
Функция прогнозирования: повысьте эффективность вычислений и обеспечьте плавную обработку.
Система держателей инструмента: выберите подходящий держатель инструмента, чтобы избежать вибрации инструмента во время обработки.
Скорость подачи: разумно контролируйте подачу и скорость инструмента, чтобы продлить срок его службы.
Охлаждающая жидкость: используйте подходящую охлаждающую жидкость и смазку, не допускайте перегрева и удаляйте отходы.
Моделирование траектории инструмента: выполните моделирование траектории инструмента перед обработкой, чтобы обеспечить точную обработку.

 

7. Ключевые этапы выполнения 5-осевой обработки с ЧПУ

Обеспечьте соответствие скорости обработки
Убедитесь, что станок с ЧПУ имеет достаточную скорость обработки, чтобы эффективно контролировать траекторию режущего инструмента, указанную G-кодом, и избегать любых задержек или ошибок в процессе обработки.

Включить просмотр вперед
Включение функции прогнозирования помогает станку с ЧПУ заранее рассчитать траекторию для более плавного и эффективного процесса обработки.

Выберите правильную систему держателей инструментов
Выбор устойчивой системы держателей инструмента имеет решающее значение для обеспечения отсутствия вибрации инструмента во время процесса обработки, что обеспечивает качество и точность обработки.

Контролируйте скорость подачи и скорость инструмента
Точное управление скоростью подачи может увеличить срок службы инструмента. Правильная регулировка скорости инструмента в соответствии с потребностями обработки различных материалов может помочь продлить срок службы инструмента.

Используйте правильную охлаждающую жидкость
Используйте подходящую охлаждающую жидкость (например, смазку или водоструйную систему), чтобы уменьшить нагрев шпинделя, избежать перегрева инструмента, обеспечить стабильность во время процесса резки и очистить от отходов материал в зоне резания.

Моделирование траектории инструмента
Перед фактической обработкой используйте программное обеспечение для моделирования, чтобы проверить траекторию инструмента, чтобы убедиться, что все траектории спланированы правильно, и проверьте результаты, чтобы уменьшить ошибки и ненужные потери.

 

8. Режущие инструменты для обработки на станках с ЧПУ.
В 5-осевых станках с ЧПУ используются те же материалы режущего инструмента, что и в 3-осевых станках, но в них значительно улучшены станции крепления инструмента и возможности смены инструмента. Станок с осью 5-оснащен автоматической системой смены заготовок или поддонов, что сокращает ручное вмешательство и повышает эффективность многосортного и мелкосерийного производства. Магазины автоматической смены инструмента обычно содержат от 60 до 120 инструментальных позиций и подходят для сложных конструкций.

Выбор материала режущего инструмента
Выбор подходящего материала инструмента зависит от прочности, теплопроводности и коэффициента трения. Как правило, прочность инструментального материала должна быть на 40–60 % выше, чем прочность обрабатываемого материала. К распространенным инструментальным материалам относятся:

Углеродистая сталь:низкая стоимость, легкодоступность, широко используется для рутинной обработки, содержит от 0,6% до 1,5% углерода.
Быстрорежущая сталь:Он обладает высокой износостойкостью и часто используется для сложной обработки. Он содержит вольфрам, хром, молибден и углеродистую сталь.
Карбид:Подходит для сверхскоростной резки, обладает высокой термостойкостью и выдерживает температуру до 1000 градусов. В его состав входят вольфрам, титан и тантал.
Керамика:обладает превосходной химической стабильностью и высокой скоростью, коррозионной стойкостью, в основном состоит из нитрида кремния и оксида алюминия.
Другие материалы:например, алмазные наконечники, углеродный нитрид бора или керметы, подходящие для особых условий работы.

9.Пользовательские 5-услуги по обработке осей с ЧПУ

Поскольку 5-осевая обработка с ЧПУ становится все более выгодной с точки зрения точности, плавности и производительности, глобальный спрос на эту технологию обработки продолжает расти. Однако для мелкосерийного производства покупка 5-осевого станка с ЧПУ сразу может быть непомерно дорогостоящей, и эти устройства могут не использоваться в полной мере, когда спрос нечастый. Поэтому многие крупные компании и производители предлагают услуги обработки станков с ЧПУ на почасовой основе.
Стоимость услуг 5-осевой обработки с ЧПУ варьируется в зависимости от типа станка и потребностей в обработке. Обычно почасовая оплата варьируется от 50 до 200 долларов. Благодаря этим услугам клиенты могут адаптировать решения и получить высокоточное индивидуальное производство деталей без высоких затрат на оборудование. Поставщики услуг предоставят гибкие варианты обработки, основанные на конкретных потребностях и производственных планах.

 

Получите ценовое предложение сейчас