Ο πλήρης οδηγός για 5-Axis CNC Machining

 

 

Πίνακας περιεχομένων

 1.Τι είναι μια μηχανή CNC 5-Axis;
 2.Τύποι 5-Axis CNC Machines
 3.5-Axis CNC Machining vs. 3+2 Machining vs. 4+1 Machining
 4.Επιλογές διαμόρφωσης για 5-Κέντρα μηχανικής κατεργασίας άξονα
 5.Γιατί να επιλέξετε 5-Axis CNC Machining;
 6.Προγραμματισμός 5-Axis CNC Machines
 7.Βασικά βήματα στην 5-Αξονική κατεργασία CNC
 8.Εργαλεία κοπής για κατεργασία CNC
 9.Προσαρμοσμένες 5-Υπηρεσίες Axis CNC Machining

 

 

1.Τι είναι μια μηχανή CNC πέντε αξόνων;

Μια μηχανή CNC πέντε αξόνων είναι μια συσκευή υψηλής ακρίβειας που μπορεί να εκτελεί λειτουργίες εργαλείων ταυτόχρονα μέσω πέντε αξόνων, κατάλληλη για την κατασκευή εξαρτημάτων με πολύπλοκα σχήματα και λεπτά φινιρίσματα επιφανειών. Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές εργαλειομηχανές τριών αξόνων, οι εργαλειομηχανές πέντε αξόνων παρέχουν υψηλότερους βαθμούς ελευθερίας και μπορούν να επεξεργαστούν σε πολλές κατευθύνσεις ταυτόχρονα, βελτιώνοντας την αποτελεσματικότητα και την ακρίβεια της επεξεργασίας.
Εκτός από τους άξονες Χ, Υ και Ζ, οι μηχανές πέντε αξόνων περιλαμβάνουν επίσης άξονες Α, Β ή Γ. Αυτοί οι πρόσθετοι άξονες ελέγχουν την περιστροφή και την κλίση του τραπεζιού εργασίας, επιτρέποντας στο τεμάχιο εργασίας να κοπεί σε πολλές γωνίες. Αυτό επιτρέπει την επεξεργασία πολύπλοκων γεωμετριών, ιδιαίτερα ακριβής πλάγια κοπή κατά την περιστροφή 360 μοιρών. Το εργαλείο μπορεί να αιωρείται πάνω στο σταθερό τεμάχιο εργασίας ή το τραπέζι εργασίας μπορεί να γείρει στην επιθυμητή γωνία για να καλύψει μια ποικιλία σύνθετων αναγκών επεξεργασίας. Ο τύπος και η μέθοδος επεξεργασίας των εργαλειομηχανών πέντε αξόνων ποικίλλουν ανάλογα με τις συγκεκριμένες απαιτήσεις διαμόρφωσης και εφαρμογής.

 

2.Τύποι εργαλειομηχανών CNC πέντε αξόνων

Για να καλύψουν διαφορετικές ανάγκες της αγοράς, οι κατασκευαστές εξοπλισμού CNC έχουν σχεδιάσει μια ποικιλία εργαλειομηχανών CNC πέντε αξόνων. Διακρίνονται κυρίως από την περιστροφή του πάγκου εργασίας ή την κίνηση του εργαλείου σε διαφορετικές κατευθύνσεις. Ακολουθούν πέντε συνηθισμένοι τύποι εργαλειομηχανών CNC πέντε αξόνων:

 

(1) Τύπος κεφαλής άξονα διπλής περιστροφής

Αυτός ο τύπος εργαλειομηχανής ελέγχει άμεσα την κατεύθυνση του άξονα του εργαλείου μέσω δύο περιστρεφόμενων συντεταγμένων, παρέχοντας δυνατότητες επεξεργασίας πολλαπλών γωνιών υψηλής ακρίβειας.
 

(2) Τύπος κεφαλής αιώρησης πίσσας

Σε αυτόν τον τύπο, οι δύο άξονες συντεταγμένων βρίσκονται πάνω από το εργαλείο, αλλά ο άξονας περιστροφής δεν είναι κάθετος στον γραμμικό άξονα, ο οποίος είναι κατάλληλος για την επεξεργασία πολύπλοκων σχημάτων.
 

(3) Τύπος διπλού πικάπ

Η εργαλειομηχανή διπλής περιστρεφόμενης πλάκας ελέγχει την περιστροφή του χώρου μέσω δύο περιστρεφόμενων συντεταγμένων και μπορεί να εκτελέσει ακριβή κοπή σε πολλούς άξονες ταυτόχρονα.
 

(4) Τύπος τραπεζιού pitch

Αυτός ο τύπος εργαλειομηχανής τοποθετεί δύο άξονες συντεταγμένων στο τραπέζι εργασίας και ο άξονας περιστροφής δεν είναι κάθετος στον γραμμικό άξονα, ο οποίος είναι κατάλληλος για πολυγωνική και πολύπλοκη γεωμετρική επεξεργασία.
 

(5) Περιστροφικό τραπέζι + τύπος κεφαλής περιστρεφόμενης ατράκτου

Αυτή η εργαλειομηχανή εφαρμόζει δύο περιστρεφόμενες συντεταγμένες στο εργαλείο και το τεμάχιο εργασίας αντίστοιχα, παρέχοντας μεγαλύτερη ευελιξία και ακρίβεια και μπορεί να επιτύχει πολύπλοκη τρισδιάστατη επεξεργασία.

 

3.5-άξονας κατεργασία CNC εναντίον 3+2 κατεργασίας έναντι κατεργασίας 4+1

 

Κατεργασία πέντε αξόνων=κατεργασία πέντε όψεων;
Η κατεργασία πέντε αξόνων και η κατεργασία πέντε όψεων είναι δύο διαφορετικές μέθοδοι κατεργασίας. Η κατεργασία πέντε αξόνων περιλαμβάνει πέντε άξονες που κινούνται ταυτόχρονα και είναι κατάλληλη για κατεργασία πιο περίπλοκων εξαρτημάτων, ενώ η κατεργασία πέντε όψεων (3+2 κατεργασία) βασίζεται σε τρεις άξονες και προσθέτει άξονες περιστροφής και κλίσης στη μηχανή πέντε όψεων σε μια ενιαία διάταξη .

3+2-κατεργασία CNC άξονα
Η κατεργασία 3+2 ή η κατεργασία πέντε όψεων, χρησιμοποιεί τρεις γραμμικούς άξονες, συν έναν άξονα περιστροφής και έναν άξονα κλίσης. Αυτή η μέθοδος μπορεί να επεξεργαστεί πέντε πλευρές ενός εξαρτήματος σε μία μόνο διάταξη, χρησιμοποιώντας τους δύο επιπλέον άξονες για την επανατοποθέτηση του τεμαχίου εργασίας.

4+1-κατεργασία CNC άξονα
Η κατεργασία 4+1 χρησιμοποιεί μια εργαλειομηχανή πέντε αξόνων, αλλά διορθώνει έναν άξονα περιστροφής ή κλίσης. Τέσσερις άξονες λειτουργούν ταυτόχρονα και συνήθως μόνο ένας άξονας χρησιμοποιείται για τοποθέτηση. Είναι πιο ισχυρό από τη μηχανική κατεργασία 3+2, αλλά εξακολουθεί να μην είναι απολύτως ισοδύναμο με την κατεργασία με άξονα 5-.

Πλήρης κατεργασία CNC 5-άξονα
Η πλήρης κατεργασία με 5-άξονες είναι πέντε άξονες που λειτουργούν ταυτόχρονα, συμπεριλαμβανομένων τριών γραμμικών αξόνων και δύο περιστροφικών αξόνων, οι οποίοι μπορούν να εκτελέσουν πιο πολύπλοκα σχήματα και μηχανική κατεργασία ακριβείας. Κατάλληλο για εξαρτήματα που απαιτούν υψηλή ακρίβεια και σύνθετη γεωμετρία, όπως επιφάνεια αγκίστρου, ειδικό σχήμα και κούφια κατεργασία.

Η κατεργασία πέντε αξόνων είναι κατάλληλη για σύνθετες και ακριβείς εργασίες κατεργασίας, ενώ η κατεργασία πέντε όψεων είναι περισσότερο μια επέκταση με βάση τρεις άξονες. Ο προγραμματισμός εργαλειομηχανών πέντε αξόνων είναι πιο περίπλοκος από τους τρεις άξονες και ο σχεδιασμός της γεωμετρίας του εργαλείου είναι πιο περίπλοκος.

 

4.Τύποι διαμόρφωσης 5-Κέντρων κατεργασίας άξονα

Οι συνήθεις τύποι διαμόρφωσης μηχανών CNC 5-άξονα περιλαμβάνουν τραπέζι-τραπέζι, τραπέζι κεφαλής, κεφαλή κεφαλής και άλλους συνδυασμούς.
Διαμόρφωση πίνακα-τραπέζι
Αυτή η διαμόρφωση αναφέρεται συχνά ως μηχάνημα επιτραπέζιου κορμού και διαθέτει δύο περιστροφικούς άξονες ενσωματωμένους στο τραπέζι, ενώ η κεφαλή του μηχανήματος παραμένει ακίνητη. Το τεμάχιο εργασίας τοποθετείται περιστρέφοντας το τραπέζι. Αυτή η διαμόρφωση βασίζεται σε μια παραδοσιακή μηχανή CNC τριών αξόνων που χρησιμοποιεί δύο περιστροφικούς άξονες για να προσαρμόσει τον προσανατολισμό του τεμαχίου εργασίας. Η διαμόρφωση του κορμού παρέχει εξαιρετικές δυνατότητες υποκοπής, μεγαλύτερο χώρο εργασίας και υψηλότερη ταχύτητα και ανθεκτικότητα για κατεργασία υψηλής ακρίβειας και μεγάλης κλίμακας.
Διαμόρφωση κεφαλιού-τραπεζιού
Σε αυτή τη διαμόρφωση, η κεφαλή του μηχανήματος εκτελεί όλες τις περιστροφικές κινήσεις, ενώ το τραπέζι παραμένει ακίνητο. Η κεφαλή μπορεί να περιστραφεί ή να γέρνει σε πολλές γωνίες για να ολοκληρώσει πολύπλοκες εργασίες μηχανικής κατεργασίας. Αυτή η διαμόρφωση είναι πολύ αποτελεσματική για την κατεργασία τεμαχίων με πολύπλοκα σχήματα και στενούς χώρους, ειδικά για εφαρμογές που απαιτούν μηχανική κατεργασία υψηλής ακρίβειας.
Διαμόρφωση κεφαλής-κεφαλής
Μια μηχανή κεφαλής κεφαλής είναι μια πιο περίπλοκη διαμόρφωση όπου και οι δύο κεφαλές της μηχανής μπορούν να περιστρέφονται. Αυτό το μηχάνημα παρέχει περισσότερους βαθμούς ελευθερίας από άλλες διαμορφώσεις, επιτρέποντας πιο σύνθετες εργασίες μηχανικής κατεργασίας. Κατάλληλο για εργασίες κατεργασίας που απαιτούν κοπή σε πολλές γωνίες ταυτόχρονα. Η διαμόρφωση κεφαλής είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για την κατεργασία ευαίσθητων εξαρτημάτων και πολύπλοκων γεωμετριών και παρέχει μεγαλύτερη σταθερότητα και ακρίβεια.

 

5.Γιατί να χρησιμοποιήσετε 5-αξονική κατεργασία CNC;

5-οι εργαλειομηχανές CNC άξονα έχουν σημαντικά πλεονεκτήματα σε πολλαπλές βιομηχανίες, ειδικά στους τομείς της ιατρικής, της αεροδιαστημικής και της αυτοκινητοβιομηχανίας, ικανές να επεξεργάζονται πολύπλοκα σχήματα, υψηλής ακρίβειας και λείες επιφάνειες.
Σε αντίθεση με τις παραδοσιακές 3-εργαλειομηχανές αξόνων, η μηχανική κατεργασία με CNC άξονα 5-μπορεί να ολοκληρώσει πολλαπλές πλευρές κοπής, διάτρησης και τρυπήματος ταυτόχρονα σε μία εγκατάσταση, εξοικονομώντας πολύ χρόνο και βελτιώνοντας την απόδοση. Μπορεί να χειριστεί περίπλοκες γεωμετρίες που οι παραδοσιακές εργαλειομηχανές δεν μπορούν να ολοκληρώσουν, μειώνοντας την ανάγκη για επανατοποθέτηση του τεμαχίου εργασίας, βελτιώνοντας έτσι την ακρίβεια μηχανικής κατεργασίας και την ποιότητα της επιφάνειας. Η υψηλή ακρίβεια και η σταθερότητα των 5-μηχανών CNC άξονα τις καθιστούν ιδανικές για μαζική παραγωγή και κατασκευή υψηλών προδιαγραφών, ειδικά σε βιομηχανίες που απαιτούν υψηλές ανοχές και λεπτά περιγράμματα. Με τη μείωση της ανθρώπινης παρέμβασης, 5-η μηχανική κατεργασία με άξονα βελτιώνει την αποδοτικότητα της παραγωγής και την ποιότητα της επεξεργασίας και αποτελεί απαραίτητο εργαλείο για τη σύγχρονη κατασκευή.
Πλεονεκτήματα της κατεργασίας CNC 5-άξονα
 Συντομεύστε το χρόνο παράδοσης και βελτιώστε την αποδοτικότητα της παραγωγής
 Βελτιώστε την ακρίβεια και την ποιότητα της κατεργασίας
 Ενεργοποιήστε τη μηχανική επεξεργασία σύνθετων γεωμετριών και λεπτομερειών
 Ενίσχυση της παραγωγικής ικανότητας
 Αντικαταστήστε τον πολλαπλό εξοπλισμό κατεργασίας
 Μειώστε τα πιθανά σφάλματα στη διαδικασία κατεργασίας
 Επεκτείνετε τη διάρκεια ζωής του εργαλείου κοπής μέσω της αυτόματης επιλογής εργαλείου και της βελτιστοποιημένης ταχύτητας κοπής
 Μειώστε τους κραδασμούς και επιτύχετε υψηλότερο φινίρισμα επιφάνειας

 

6.Προγραμματισμός μηχανών CNC 5-άξονα
Ο προγραμματισμός του κώδικα G για 5-μηχανές CNC άξονα ξεκινά με ένα μοντέλο σχεδιασμένο σε λογισμικό CAD, το οποίο στη συνέχεια μετατρέπεται σε έναν αλγόριθμο που περιλαμβάνει την ταχύτητα του άξονα, τον ρυθμό τροφοδοσίας και την κίνηση του εργαλείου. Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές 3-μηχανές αξόνων, η 5-κατεργασία αξόνων απαιτεί έλεγχο διαφορετικών γωνιών του εργαλείου και της διαδρομής κλίσης του πίνακα.

Μέθοδοι προγραμματισμού
Στον 5-προγραμματισμό αξόνων, υπάρχουν δύο τρόποι ελέγχου της περιστροφικής κίνησης: χρησιμοποιώντας γωνίες περιστροφής ή διανύσματα εργαλείων. Τα διανύσματα εργαλείων καθορίζουν γωνίες περιστροφής ή κλίσης μέσω των εντολών των αξόνων X, Y και Z, οι οποίες είναι ευέλικτες και επιτρέπουν την κοινή χρήση του προγραμματισμού μεταξύ διαφορετικών μηχανημάτων χωρίς την ανάγκη για συγκεκριμένους σχολιασμούς αξόνων (άξονες A, B και C). Το λογισμικό που χρησιμοποιείται συνήθως περιλαμβάνει τα Autodesk, Mastercam, Siemens NX, PowerMill και Edgecam.

5-σημεία κατεργασίας CNC άξονα
Ρυθμός κοπής: Βεβαιωθείτε ότι η εργαλειομηχανή μπορεί να ελέγξει αποτελεσματικά τη διαδρομή κοπής.
Λειτουργία προοπτικής: Βελτιώστε την απόδοση υπολογισμού και εξασφαλίστε ομαλή επεξεργασία.
Σύστημα βάσης εργαλείων: Επιλέξτε μια κατάλληλη βάση για να αποφύγετε τους κραδασμούς του εργαλείου κατά την επεξεργασία.
Ρυθμός τροφοδοσίας: Ελέγξτε εύλογα την τροφοδοσία και την ταχύτητα του εργαλείου για να παρατείνετε τη διάρκεια ζωής του εργαλείου.
Ψυκτικό: Χρησιμοποιήστε κατάλληλο ψυκτικό και λιπαντικό, αποτρέψτε την υπερθέρμανση και απομακρύνετε τα απόβλητα.
Προσομοίωση διαδρομής εργαλείου: Εκτελέστε προσομοίωση διαδρομής εργαλείου πριν από την επεξεργασία για να διασφαλίσετε την ακριβή επεξεργασία.

 

7.Βασικά βήματα κατά την εκτέλεση 5-Axis CNC Machining

Διασφάλιση αντιστοίχισης ρυθμού επεξεργασίας
Βεβαιωθείτε ότι το μηχάνημα CNC έχει επαρκή ρυθμό επεξεργασίας για τον αποτελεσματικό έλεγχο της διαδρομής του εργαλείου κοπής που υποδεικνύεται από τον κωδικό G και αποφύγετε τυχόν καθυστερήσεις ή σφάλματα κατά τη διαδικασία κατεργασίας.

Ενεργοποιήστε το Look-Ahead
Η ενεργοποίηση της λειτουργίας "κοιτάζοντας μπροστά" βοηθά το μηχάνημα CNC να υπολογίσει εκ των προτέρων τη διαδρομή για μια πιο ομαλή και αποτελεσματική διαδικασία κατεργασίας.

Επιλέξτε το σωστό σύστημα υποδοχής εργαλείου
Η επιλογή ενός σταθερού συστήματος συγκράτησης εργαλείων είναι ζωτικής σημασίας για να διασφαλιστεί ότι το εργαλείο δεν δονείται κατά τη διαδικασία κατεργασίας, διασφαλίζοντας έτσι την ποιότητα και την ακρίβεια της κατεργασίας.

Ελέγξτε τον ρυθμό τροφοδοσίας και την ταχύτητα εργαλείου
Ο ακριβής έλεγχος του ρυθμού τροφοδοσίας μπορεί να αυξήσει τη διάρκεια ζωής του εργαλείου. Η σωστή ρύθμιση της ταχύτητας του εργαλείου για να ταιριάζει στις ανάγκες μηχανικής κατεργασίας διαφορετικών υλικών μπορεί να συμβάλει στην παράταση της διάρκειας ζωής του εργαλείου.

Χρησιμοποιήστε το σωστό ψυκτικό υγρό
Χρησιμοποιήστε το σωστό ψυκτικό υγρό (όπως λιπαντικό ή σύστημα εκτόξευσης νερού) για να μειώσετε τη θερμότητα του άξονα, να αποφύγετε την υπερθέρμανση του εργαλείου, να εξασφαλίσετε σταθερότητα κατά τη διαδικασία κοπής και να καθαρίσετε τα απόβλητα στην περιοχή κοπής.

Προσομοίωση διαδρομής εργαλείου
Πριν από την πραγματική κατεργασία, χρησιμοποιήστε λογισμικό προσομοίωσης για να ελέγξετε τη διαδρομή του εργαλείου για να βεβαιωθείτε ότι όλες οι διαδρομές έχουν σχεδιαστεί σωστά και να επαληθεύσετε τα αποτελέσματα για να μειώσετε τα σφάλματα και τις περιττές απώλειες.

 

8.Εργαλεία κοπής για κατεργασία CNC
Οι 5-μηχανές CNC άξονα χρησιμοποιούν παρόμοια υλικά κοπτικών εργαλείων με τις 3-μηχανές αξόνων, αλλά έχουν βελτιωθεί σημαντικά οι σταθμοί συγκράτησης εργαλείων και οι δυνατότητες αλλαγής εργαλείων. Η 5-εργαλειομηχανή άξονα είναι εξοπλισμένη με σύστημα αυτόματης αλλαγής τεμαχίου εργασίας ή παλετών, το οποίο μειώνει τη χειροκίνητη παρέμβαση και βελτιώνει την αποτελεσματικότητα της παραγωγής πολλαπλών ποικιλιών και μικρών παρτίδων. Οι γεμιστήρες αυτόματης αλλαγής εργαλείων συνήθως περιέχουν 60 έως 120 σταθμούς εργαλείων και είναι κατάλληλοι για πολύπλοκα σχέδια.

Επιλογή υλικού κοπτικού εργαλείου
Η επιλογή του σωστού υλικού εργαλείου εξαρτάται από την αντοχή, τη θερμική αγωγιμότητα και τον συντελεστή τριβής. Γενικά, η αντοχή του υλικού εργαλείου πρέπει να είναι 40% έως 60% υψηλότερη από το υλικό επεξεργασίας. Τα κοινά υλικά εργαλείων περιλαμβάνουν:

Ανθρακούχο χάλυβα:χαμηλό κόστος, εύκολα διαθέσιμο, ευρέως χρησιμοποιούμενο για τακτική επεξεργασία, που περιέχει 0,6% έως 1,5% άνθρακα.
Χάλυβας υψηλής ταχύτητας:Έχει ισχυρή αντοχή στη φθορά και χρησιμοποιείται συχνά για πολύπλοκη επεξεργασία. Περιέχει βολφράμιο, χρώμιο, μολυβδαίνιο και ανθρακούχο χάλυβα.
Καρβίδιο:Κατάλληλο για κοπή εξαιρετικά υψηλής ταχύτητας, έχει υψηλή αντοχή στη θερμότητα και μπορεί να αντέξει θερμοκρασίες έως και 1000 βαθμούς. Η σύνθεσή του περιλαμβάνει βολφράμιο, τιτάνιο και ταντάλιο.
Κεραμικός:έχει εξαιρετική χημική σταθερότητα και υψηλή ταχύτητα, αντοχή στη διάβρωση, που αποτελείται κυρίως από νιτρίδιο του πυριτίου και οξείδιο του αλουμινίου.
Άλλα υλικά:όπως μύτες διαμαντιών, νιτρίδιο του άνθρακα βορίου ή κεραμίδια, κατάλληλα για ειδικές συνθήκες εργασίας

9.Προσαρμοσμένες 5-Υπηρεσίες Axis CNC Machining

Καθώς η μηχανική κατεργασία CNC 5-άξονα γίνεται όλο και πιο πλεονεκτική όσον αφορά την ακρίβεια, την ομαλότητα και την παραγωγικότητα, η παγκόσμια ζήτηση για αυτήν την τεχνολογία κατεργασίας συνεχίζει να αυξάνεται. Ωστόσο, για παραγωγή μικρού όγκου, μπορεί να είναι απαγορευτικό από πλευράς κόστους η αγορά μιας 5-μηχανής CNC άξονα και αυτές οι συσκευές ενδέχεται να μην χρησιμοποιούνται πλήρως όταν η ζήτηση είναι σπάνια. Ως εκ τούτου, πολλές μεγάλες εταιρείες και κατασκευαστές προσφέρουν υπηρεσίες κατεργασίας CNC σε ωριαία βάση.
Οι χρεώσεις για 5-υπηρεσίες κατεργασίας CNC άξονα διαφέρουν ανάλογα με τον τύπο της εργαλειομηχανής και τις ανάγκες μηχανουργικής κατεργασίας. Συνήθως, οι ωριαίες αμοιβές κυμαίνονται από $50 έως $200. Μέσω αυτών των υπηρεσιών, οι πελάτες μπορούν να προσαρμόσουν τις λύσεις και να αποκτήσουν εξατομικευμένη κατασκευή ανταλλακτικών υψηλής ακρίβειας χωρίς να επιβαρύνονται με υψηλό κόστος εξοπλισμού. Οι πάροχοι υπηρεσιών θα παρέχουν ευέλικτες επιλογές κατεργασίας με βάση συγκεκριμένες ανάγκες και σχέδια παραγωγής.

 

Λάβετε μια προσφορά τώρα