Čo je 5-osové CNC obrábanie?

5-osové CNC obrábanie predstavuje vrchol efektívnosti a presnosti v modernej subtraktívnej výrobe. Hansheng Automation vás prevedie komplexným pochopením 5-osovej CNC technológie zo štyroch aspektov: definícia, kinematika, hlavné výhody a priemyselné aplikácie.

Päť{0}}osové obrábanie je technológia CNC obrábacieho stroja, ktorá využíva spojenie troch lineárnych osí (X, Y a Z) a dvoch rotačných osí na obrábanie zložitých zakrivených povrchov. Jeho trajektória pohybu je riadená lineárnou interpoláciou definovanou normami ISO.

Päť{0}}osové CNC obrábanie je v podstate proces obrábania, ktorý využíva systém počítačového numerického riadenia (CNC) na ovládanie rezného nástroja alebo obrobku tak, aby sa pohyboval súčasne pozdĺž piatich rôznych osí.

Na rozdiel od tradičných troj{0}}osových obrábacích strojov, ktoré sa pohybujú pozdĺž lineárnych osí X, Y a Z, päť{1}}osové obrábacie stroje obsahujú dve ďalšie rotačné osi. Táto funkcia umožňuje nástroju priblížiť sa k obrobku takmer z ľubovoľného smeru, čo umožňuje obrábanie všetkých piatich plôch dielca s jediným nastavením.

Podľa -pravidla pravej ruky Medzinárodnej organizácie pre normalizáciu (ISO) je súradnicový systém 5-osového obrábacieho stroja zvyčajne definovaný takto:

Lineárne osi:
Os -X: Horizontálny pohyb (vľavo/vpravo).
Os Y-: Vertikálny pohyb (dopredu/dozadu).
Os -Z: Vertikálny pohyb (nahor/nadol).

Rotačné osi: Dve rotačné osi sa otáčajú okolo lineárnych osí:
A-os: Otáča sa okolo osi X-.
Os B-: Otáča sa okolo osi Y-.
C-os: Otáča sa okolo osi Z-.

Poznámka: Špecifická konfigurácia 5-osového obrábacieho stroja je zvyčajne kombináciou osí X, Y, Z plus osí A/C alebo B/C.

Päť{0}}osové simultánne obrábanie a 3+2 polohovacie obrábanie využívajú rovnakú hardvérovú architektúru a možno ich nazvať päť{2}}osové obrábanie, no existujú medzi nimi zásadné rozdiely.

Simultánne päťosové obrábanie- (súčasné 5-osové)
Toto je skutočné 5-osové obrábanie. Všetkých päť osí (X, Y, Z a dve rotačné osi) sa pohybuje súčasne. Počas rezania zostáva vektor záberu medzi nástrojom a povrchom obrobku dynamicky konštantný. Jeho hlavnou aplikáciou je obrábanie zložitých voľných povrchov, organických tvarov, obežných kolies a lopatiek turbín. Spolieha sa na pokročilý softvér CAM a funkciu „Rotation Tool Center Point Control“ (RTCP), aby sa zabezpečila absolútna presnosť trajektórie hrotu nástroja.

3+2 Obrábanie polohovania (5-osové polohovanie / os 3+2)
Rotačné osi sa používajú iba na umiestnenie obrobku pod určitým uhlom a potom ho zaistia na mieste. Obrábací stroj potom vykonáva štandardné 3-osové frézovacie operácie. Počas vlastného procesu rezania sa rotačné osi nepohybujú. Najčastejšie sa používa pre prizmatické časti, ktoré je potrebné opracovať na viacerých povrchoch, hlboké dutiny a šikmé vŕtanie.
Jeho výhodou je, že v porovnaní s kontinuálnym obrábaním je jeho programovanie pomerne jednoduché pri zachovaní vysokej účinnosti „jedno{0}}upínania“.

3-osové obrábanie
Pohyb je obmedzený na osi X/Y/Z. Nástroj sa môže priblížiť k obrobku iba zhora. Opracovanie strán vyžaduje ručné zastavenie, demontáž, prevrátenie a opätovné upnutie obrobku.

4-osové obrábanie
Pridá rotačnú os (zvyčajne os A-). Vhodné na kontinuálne opracovanie valcových plôch alebo obvodové vŕtanie rúr.

5-osové obrábanie
Umožňuje prístup ku všetkým piatim povrchom okrem spodnej časti bez rozoberania obrobku. Rieši kompromis- medzi efektívnosťou a geometrickou zložitosťou.

3-osové obrábanie

4-osové obrábanie

5-osové obrábanie

Účinnosť jedného nastavenia
Najväčšou výhodou je jeho schopnosť dokončiť obrábanie zložitých dielov v jedinom nastavení. Tradičné procesy môžu vyžadovať 3 až 5 samostatných prípravkov a operácií. 5-technológia osí rieši tento problém a výrazne skracuje dodacie lehoty.

Vysoká presnosť a presnosť
5-osové obrábanie zaisťuje extrémne vysokú presnosť v toleranciách polohy prvkov medzi rôznymi povrchmi dielu udržiavaním jediného nulového bodu počas celého procesu obrábania, čo vedie k extrémne nízkym chybám upnutia.

Predĺžená životnosť nástroja a lepšia kvalita povrchu
Pri obrábaní hlbokých dutín pri 3-osovom obrábaní sa musia používať dlhé nástroje, aby sa predišlo rušeniu držiaka nástroja, čo vedie k hádzaniu nástroja a chveniu.

5-osové obrábacie stroje umožňujú použitie kratších, tuhších nástrojov naklonením vretena alebo stola. Vysoká tuhosť znamená vyššie rezné parametre, menšie vibrácie a vynikajúcu drsnosť povrchu (Ra) bez potreby následného leštenia.

Silná schopnosť obrábať zložité geometrie
Podrezanie, strmé bočné steny a aerodynamické aerodynamické povrchy je takmer nemožné dosiahnuť na 3-obrábacích strojoch. Päťosová CNC technológia umožňuje reznému nástroju vyhnúť sa interferenčným zónam a hladko rezať pozdĺž zložitých dráh.

Optimalizovaná stopa
Jediný 5-osový obrábací stroj môže nahradiť kombináciu sústruhu, vertikálnej frézky a horizontálnej frézky, čím ušetrí cenný dielenský priestor. Okrem toho rýchla výrobná kapacita urýchľuje premenu surovín na hotové výrobky.

Kolíska-typ (Tabuľka-Tabuľka)
Pracovný stôl sa nakláňa a otáča. Vhodné pre malé až stredne{1}}veľké diely. Hmotnosť dielu je obmedzená, pretože pracovný stôl musí podporovať pohyb obrobku.

Otočná-hlava (hlava-hlava)
Hlava vretena sa nakláňa a otáča, zatiaľ čo pracovný stôl zostáva nehybný (alebo sa pohybuje len lineárne). Vhodné na obrábanie ťažkých, veľkých dielov.

Mill-Centrum otáčania
Kombinuje funkcie sústruženia a 5-osového frézovania, čo umožňuje kompletné obrábanie zložitých rotačných dielov v jednom cykle.

Letectvo a kozmonautika
Výroba integrálnych lopatkových diskov (Blisk), obežných kolies a konštrukčných rámov trupu.

Lekárska
Výroba titánových kostných platničiek, umelých bedrových kĺbov a miechových implantátov.

Automobilový priemysel
Nasávacie a výfukové potrubie motora, komponenty turbodúchadiel a zložité vstrekovacie formy.

Nástroj & Die
Obrábanie foriem s hlbokými dutinami a vŕtanie zložitých uhlových otvorov pre chladiacu vodu.

5-osové CNC obrábanie rieši problém nekompatibility medzi časom, nákladmi a kvalitou tým, že umožňuje „jedno{2}}upínanie, viacplošné obrábanie“, pričom poskytuje vyššiu presnosť a rýchlejšie dodanie.

Pre inžinierov a kupujúcich, ktorí hľadajú partnerov pre presnú výrobu, je výber poskytovateľa služieb s vyspelými schopnosťami 5-osového obrábania kľúčový pre zabezpečenie integrity dizajnu a efektívnosti dodávateľského reťazca.

Zistite viac o spoločnosti Hansheng AutomationSlužby v oblasti CNC obrábania.

ISO 841:2001 - Systémy priemyselnej automatizácie a integrácia - Numerické riadenie strojov - Nomenklatúra súradnicového systému a pohybu.

Šmid, Peter. Príručka CNC programovania: Komplexný sprievodca praktickým CNC programovaním. Industrial Press, 3. vydanie.

Dokumentácia Siemens SINUMERIK. 5-Technológia a kinematika osového obrábania.

Technické príručky Heidenhain. Ovládacie prvky TNC pre operácie 5-osového obrábania.