5-осевая обработка с ЧПУ - Основное пособие

Хотите узнать больше о 5-осевой обработке с ЧПУ? Интересно узнать, как 5-осевой станок с ЧПУ может помочь увеличить ваши производственные возможности?

Вам нужно прочитать это важное руководство для 5-осевых станков с ЧПУ, чтобы узнать, как они работают, каковы их преимущества, а также типы доступных станков.

Многоосные станки с ЧПУ, разработанные для лучшего удовлетворения все более сложных потребностей таких передовых отраслей, как аэрокосмическая инженерия, медицина, оборона, робототехника и автомобилестроение, совершили революцию в производстве.

Основной вехой является разработка 5-осевых станков с ЧПУ. Также известны как 5-осевые обрабатывающие центры, возможности и гибкость таких станков значительно превосходят стандартные 3-осевые обрабатывающие центры.

Чтобы помочь вам решить, подходят ли 5-осевые станки с ЧПУ для вашего производства, эта статья охватит следующие часто задаваемые вопросы по этой технологии:

● Что такое 5-осевая обработка с ЧПУ?

● Когда вам нужен 5-осевой станок с ЧПУ?

● Каковы преимущества 5-осевой обработки с ЧПУ?

● Что следует искать в 5-осевом станке с ЧПУ?

● Типы 5-осевых станков с ЧПУ от Tongtai

1. Что такое 5-осевая обработка с ЧПУ?

Технология 5-осевой обработки с ЧПУ использует обрабатывающий центр с цифровым управлением (ЧПК) для позиционирования или синхронизации детали по 5 разным осям для легкого доступа режущих инструментов. Это позволяет обрабатывать деталь тремя основными осями – X, Y и Z – а также двумя дополнительными вращающимися осями (A и C или B и C).

Просмотрите следующую схему, чтобы увидеть, как это работает.

Управление движением детали через несколько осей дает режущему инструменту гибкость в нескольких направлениях. Таким образом, он может охватывать большинство углов, даже отрицательных, и более полно использовать стандартные режущие инструменты в широком диапазоне форм и размеров.

Версии 3+2 оси

В версии с 3+2 осями можно одновременно управлять любыми 3 осями, в то время как другие 2 оси используются для позиционирования детали.

Вот как это работает:

Вы можете использовать X&Z&C вместе, тогда как оси Y и A используются для позиционирования.

Вы можете использовать Y&Z&A вместе, тогда как X&C используются для позиционирования.

Версии 4+1 оси

Для версий с 4+1 осями можно одновременно управлять любой из 4 осей, тогда как оставшаяся 1 ось используется для позиционирования.

Вот как это работает:

Вы можете использовать X&Z&A&C вместе, тогда как Y используется для позиционирования.

Вы можете использовать X&Y&Z&A вместе, тогда как C используется для позиционирования.

Полные 5-осевые версии

И, наконец, есть полные 5-осевые версии, где можно одновременно управлять всеми 3-осевыми (линейными) и 2-осевыми (вращательными).

В этой версии оси настроены на 3 линейные оси (обычно называются X, Y и Z) и две оси вращения (обычно называются A и C). Ось А есть ось наклона, а ось С — ось вращения. В такой конфигурации обычно будет являться поверхность стола, на которой крепится заготовка.

Ось вращения

Для 5-осевых станков с ЧПУ с цапфовым столом стол предоставляет инструменту две оси вращения:

Ось А – Поверхность стола поворачивается (наклоняется) к оператору или от оператора

В зависимости от модели можно добиться широкого диапазона углов наклона. В общем, машины с более широким диапазоном наклона +/- 120° являются исключительными. Такие конструкции столов и доступные диапазоны могут наклонять заготовку, чтобы обеспечить доступ к даже более сложным углам.

В случае некоторых моделей стол установлен в виде оператора и обеспечивает диапазон наклона +30° вправо и -110° во время наклона влево.

Ось С – верхняя поверхность стола (деталь установлена ​​на ней) вращается слева (по часовой стрелке) или справа (против часовой стрелки). Вращение может составлять максимум 360°, обеспечивая полный круг без необходимости возвращаться в нулевое положение снова. Это позволяет позиционировать деталь в любом требуемом положении вращения. 3-линейная ось обеспечивает возможность позиционирования линейного движения в требуемом положении. Ось наклона обеспечивает углы необходимого наклонного положения.

Вместе с 3 линейными осями (X, Y и Z) и вращающимися осьями A и C 5-осевых станков деталью, подлежащей обработке, можно маневрировать и перемещать к наиболее идеальным углам и положениям для резки.

2. Когда вам нужен 5-осевой станок с ЧПУ?

Учитывая их большую гибкость и адаптивность, 5-осевые станки полезны для широкого диапазона операций обработки во многих отраслях промышленности для конкретных нужд обработки.

Далее 7 самых распространенных программ:

1) Когда операции резания, сверления или нарезания резьбы необходимы на всех 5 гранях с определенными углами

5-осевая обработка наиболее распространена в аэрокосмической, медицинской, автомобильной промышленности, промышленности общих деталей, пресс-форм и матриц, нефтяной и газовой промышленности, и это лишь некоторые из них. Эти части обычно имеют необычную форму, имеют сложные контуры и поверхности или имеют поверхности, расположение и положение под определенными углами. К ним относятся авиационные или корабельные турбины, рабочие колеса и детали, такие как поворотные кулаки, требующие работы со всеми 5 гранями и дополнительными определенными углами.

2) Когда вам нужны более гибкие инженерные решения

Одновременная 5-осевая обработка распространена в пресс-формах и штампах, а также в производстве аэрокосмических деталей. Благодаря возможности позиционировать или перемещать деталь по разным осям, 5-осевые станки предоставляют инженерам-конструкторам большую свободу проектирования даже самых сложных форм и форм. Поэтому детали, над которыми нужно работать, могут быть более сложными, что приводит к лучшим общим инженерным решениям практически для всех отраслей.

3) Когда вам нужно производство смеси в больших объемах и низких объемах

Заготовки, изготовленные меньшими, но повторяющимися объемами, растут. В наши дни промышленности, как правило, уклоняются от больших объемов заказов, предпочитая меньшие партии, которые можно повторить точно вовремя, если это необходимо. Производители должны быть очень гибкими, чтобы обеспечить быстрое изменение своего производства. Благодаря этому производители могут избежать дорогостоящих ненужных запасов и быть более гибкими в ценообразовании.

4) Когда вы получаете заказы на заготовки сложной формы

5-осевая обработка идеально подходит для компаний, которым нужны очень сложные и точные заготовки, таких как аэрокосмическая, медицинская, автомобильная, нефтегазовая, полупроводниковая и электронная промышленность. Производителям в этих секторах необходимы как надлежащее ноу-хау, так и правильное оборудование, чтобы поддерживать их в производстве деталей с точностью и длительной постоянной производительностью.

Имея нужную машину, хорошие CAD/CAM, инструменты и обученного оператора/программиста, такие производители могут сделать свое производство прибыльным одновременно отличаясь от стандартных компаний-производителей.

5) Когда вы хотите сократить время выполнения и повысить эффективность

Благодаря стандартным и меньшему количеству зажимных приспособлений, необходимых для изготовления даже самых сложных деталей, 5-осевые станки с ЧПУ заменяют необходимость перемещения вашей детали на несколько станков с помощью только одной машины. Возможность производить обработку с одноразовой установкой предлагает значительные преимущества для бизнеса, особенно учитывая, что размеры партий уменьшаются, а детали становятся сложнее.

6) Когда вы хотите улучшить качество и точность своей детали

Устраняя необходимость многократной настройки различных станков, уменьшается количество человеческих и машинных ошибок. Это улучшает точность обработанной детали при использовании функции 5-гранной и 5-осевой обработки в одной установке. Такие станки также допускают использование стандартных инструментов. Это может привести к экономии средств, поскольку не требуются специальные инструменты (например, очень длинные или инструменты для форм).

7) Когда вам нужна большая гибкость, быстрота и точность производства

В то время как станок с конфигурацией 3+2 оси является усовершенствованием по сравнению со стандартными станками с 3 и 4 осями, разработанный станок 4+1 обеспечивает еще лучшую гибкость – по оценкам, станки 4+1 могут изготавливать 85% всех деталей, необходимых любой цене. какой отрасли. . Это благо для изготовителей запчастей, которые должны обслуживать все виды работ и не могут быть слишком выборочными. 3+2-осевой станок (обычно стандартный 3-осевой обрабатывающий центр с дополнительным 2-осевым столом) требует каждого нового инструмента в начальной позиции и ограничен в размере деталей и сложности обработки. Полноценная 5-осевая одновременная машина необходима для очень сложных форм, таких как турбинные колеса, секции пресс-форм для шин, запасные части для людей и т.д. По оценкам, они охватывают оставшиеся 15% диапазона всех необходимых деталей, то есть они могут охватывать 100% от стандартных до сложных потребностей обработки.

3. Каковы преимущества 5-осевых станков с ЧПУ?

Благодаря одновременной 5-осевой обработке ваш станок с ЧПУ может работать на чрезвычайно сложных контурных поверхностях, которые сложно или даже невозможно изготовить с помощью более простых станков. Обработка 5 сторон детали в одной установке означает, что вы можете выполнять операции со всеми 5 сторонами детали в одной установке, экономя время на подготовку, повторное зажимание и усилия.

Кроме того, 5-осевая обработка повышает вашу гибкость и точность, поскольку вы можете избавиться от необходимости перемещать заготовки между несколькими станками. Это дополнительно уменьшает потребность в различных зажимных приспособлениях и настройках.

Некоторые преимущества 5-осевого обрабатывающего центра:

1) Свернутая настройка машины

С помощью единого процесса настройки (он же «Изготовлено в одном») можно значительно сократить время подготовки и повысить эффективность как людей, так и машин. Это также уменьшает человеческие и машинные ошибки, которые являются результатом работы над несколькими настройками для каждого этапа обработки. Более простое зажимное оборудование, используемое для размещения детали в необходимом положении на машине, также экономит время, средства и уменьшает возможные ошибки.

2) Способность управлять сложными проектами

Благодаря 5-осевой обработке можно легко обрабатывать сложные формы и конструкции. Это может включать следующее: части гидравлических систем, корпус водяного насоса, корпус коробки, зубчатые колеса, пресс-формы для литья под давлением, нефтегазовое оборудование, медицинское оборудование или оборудование для переливания крови и многое другое.

3) Высшая точность обработки

Уменьшая количество необходимых ручных настроек, многоосная обработка поможет повысить общую точность изготовленной детали.

4) Лучшая обработка поверхности

5-осевые станки с высоким механическим качеством, такие как отделочные центры Tongtai, создают основу для достижения понижения вибраций, более гладких высококачественных поверхностей и постоянной точности. Оператору машины не нужно повторно зажимать деталь, поскольку она остается зажатой в течение всего цикла обработки. Это существенно увеличивает качество обработки.

5) Быстрее удаление материала

Специально разработанный для быстрого и эффективного удаления даже самых твердых материалов, 4+1 или полностью 5-осевой обрабатывающий центр с ЧПУ значительно сократит любые ручные усилия. Это обеспечивает большую эффективность и устойчивость обработки.

6) Значительная экономия времени

Учитывая растущие затраты на рабочую силу, нехватку обученной рабочей силы и необходимость повышения производительности завода, становится все более важным изучать эксплуатацию и стоимость рабочей силы. Благодаря настройке "все в одном" в таких станках операторам не нужно повторно зажимать и перемещать детали на другие машины для последующей операции. Они могут сосредоточиться на управлении дополнительными машинами, следовательно повышая свою производительность.

7) Расширьте мощность завода и гибкость производства

Для производителей деталей и контрактных произвоителей инвестиции в 5-осевой обрабатывающий центр улучшают гибкость и скорость производства. Благодаря разнообразным применениям такие станки позволяют максимально использовать ваши машины как для больших, так и малых производственных заказов. Такие возможности могут отсутствовать в недорогих стандартных машинах, у которых явно ограничены возможности.

Короче говоря, 5-осевой станок с ЧПУ может значительно повысить вашу производительность и прибыльность. Кроме того, они отличают ваши производственные возможности от конкурентов.

4. Что следует учитывать при создании 5-осевого обрабатывающего инструмента с ЧПУ?

Теперь, когда вы узнали о преимуществах 5-осевого обрабатывающего инструмента, встает следующий вопрос: как выбрать правильный 5-осевой станок с ЧПУ?

Чтобы помочь вам в этом, мы подготовили удобный контрольный список.

1) Адекватная мощность обработки ЧПУ

Убедитесь, что вычислительная мощность ЧПУ достаточно высока для вычисления, расчета и контроля количества одновременно используемых осей.

2) Установите соответствие функции Look Ahead к типу машины

Функция просмотра вперед для станка 4+1 должна составлять не менее 200 блоков. Для более сложных 4-осевых последовательностей обработки лучше было бы 400 блоков. Для полной одновременной работы по 5 осям требуется более быстрый вычислительный ЧПУ. Это может быть Fanuc 31i B5 со стандартным блоком 600 или дополнительной функцией прогнозирования на 1000 блоков, что обеспечивает очень высокую скорость вычисления.

3) Достаточная мощность и жесткость шпинделя машины

Достаточная мощность и жесткость шпинделя станка является важным фактором, которым часто пренебрегают. Однако мощный шпиндель требует опоры еще более жесткой механической конструкции. Чтобы обеспечить плавную и безошибочную резку, сердце 5-осевого обрабатывающего центра – шпиндель станка – должно быть не только достаточно мощным, чтобы справляться с возложенными на него нагрузками, но и иметь достаточные резервы до предела. В зависимости от материала, подлежащего обработке, менее мощный шпиндель 11-15 кВт с максимальным крутящим моментом менее 100 Нм может ограничить возможности вашей машины. Такие машины могут быть дешевле в краткосрочной перспективе, но не с более длинной перспективой.

4) Соответствующая система держателя инструмента

Убедитесь, что используемые системы держателей BBT или HSK для устранения вибрации. Они должны обеспечивать наилучшее соединение между шпинделем и держателем инструмента в любое время и в любых условиях обработки.

5) Возможность адаптации скорости и условий резания

В зависимости от ваших потребностей обработки вы можете поддерживать постоянную скорость подачи резки или изменять ее для различных условий резки. В этом контексте вам понадобится машина, которая сможет лучше контролировать любую ситуацию для оптимизации скорости подачи резки.

6) Высокая степень точности и долговечности машины

Чтобы убедиться, что ваш станок обеспечивает высокую точность и долговечность, вы должны рассмотреть, как он сконструирован и разработан.

Здесь обычно два этапа:

● Механическая конструкция и механическая конструкция машины

● Использование электронных систем для оптимизации и калибровки Остерегайтесь недорогих производителей инструментов, которые экономят на механических аспектах конструкции и используют электронные системы для компенсации своих недостатков.

7) Контроль нагрева шпинделя и управление охлаждением

Поскольку это сердце любого станка с ЧПУ, особенно для 5-осевого станка с ЧПУ, важно контролировать тепло в шпинделе и раме. Это не только помогает продлить долговечность этого жизненно важного механизма; это также обеспечит лучшее качество и точность ваших деталей. Чтобы предотвратить перегрев шпинделя, очень важно, чтобы корпус шпинделя, а также торец шпинделя эффективно охлаждались. Предотвращение нагрева необходимо во время интенсивной механической обработки, чтобы уменьшить и контролировать тепло, выделяемое от двигателя и подшипников во время более высоких скоростей и длительных циклов обработки.

Помните, что двигатель встроенного шпинделя работает внутри корпуса шпинделя. Таким образом, важно, чтобы корпус шпинделя, включая торцевую часть шпинделя, эффективно охлаждался по секциям. Система охлаждения Tongtai определена сегментами, поэтому охлаждающая жидкость никогда не становится "горячей". Это обеспечивает контролируемую температуру в любое время. Во-вторых, и это самое важное, Tongtai использует систему смазки и охлаждения подшипников Oil-Jet.

Это не только предотвращает перегрев подшипников, но и гарантирует, что свежее масло будет поступать в систему в любое время. Сравните это с тем, что используют некоторые производители: пакет смазки или шпиндели с воздушно-масляной смазкой. Это не обеспечит безопасный температурный режим для подшипников.

5. Какие типы 5-осевых станков с ЧПУ доступны в Tongtai

Как видите, при 5-осевой обработке необходимо учитывать многие факторы. От используемых методов до типов доступных инструментов выбор может быть удивлен для тех, кто покупает впервые. Благодаря 50-летнему опыту пионера в производстве станков с ЧПУ на Тайване, сосредоточили свои силы на проектировании, тестировании и совершенствовании лучших 5-осевых станков с ЧПУ в отрасли.

Вертикальный 5-осевой обрабатывающий центр СТ-350

Небольшой, но мощный и гибкий вертикальный 5-осевой обрабатывающий центр СТ-350 уже имеет встроенный поворотный стол, позволяющий одновременно управлять операциями 5 осей.

Компактный СТ-350 – это легко автоматизированный 5-осевой обрабатывающий центр среднего размера, идеально подходящий для производства «больших смешанных – малых объемов».

Жесткие портальные 5-осевые обрабатывающие центры GT-500/GT-630/GT-800

Серия GT полноценных 5-осевых портальных обрабатывающих центров Tongtai создана для изготовления даже самых сложных форм и конструкций. Разработаны для удовлетворения высоких стандартов производства форм и штампов или для удовлетворения требований относительно сложных форм и контуров, а также для производства деталей, используемых в аэрокосмической промышленности.

Топовая серия центров GT разработана для специальных приложений – она создана для эффективной обработки экстремальных материалов, таких как инконель, титан или жаропрочная нержавеющая сталь.

Горизонтальный 5-осевой обрабатывающий центр НТН-800

Горизонтальное выполнение 5-осевого обрабатывающего центра лучше всего подходит для обработки корпусов авиационных двигателей, турбин и других применений аэрокосмической промышленности.

Автоматическая система смены паллет с максимальной нагрузкой до 2400 кг и габаритами D1500xH1100 позволяет обрабатывать тяжелые и крупногабаритные заготовки.

Двухколонные 5-осевые обрабатывающие центры APEC

В этих моделях обработанная часть закрепляется на столе (ось X), тогда как головка станка обеспечивает оси Y&Z плюс A&B.

Двухколонные обрабатывающие центры в основном используются для больших деталей или форм. Для таких случаях машина с цапфой стала слишком большой и дорогой для создания.

Если вы хотите обработать большие детали определенного размера и веса, рекомендуется использовать 2-осевую фрезерную головку.

Токарно-фрезерные 5-осевые обрабатывающие центры серии TMS

Конструкция станины с углом наклона 75 градусов не только способствует сохранению преимуществ доступности и отличному удалению стружки, но и снижает центр тяжести станка для повышения жесткости всей конструкции.

Серия TMS применима для многопроцессорной обработки, интегрированная поворотная ось B и 5-осевой контроллер одновременного движения могут быть применены для сложной кривой контурной поверхности. Подробности можно обработать только за одну установку машины.

Благодаря конструкции магазина цепного типа, это позволяет одновременно менять заготовку и инструмент, чтобы сократить время обработки.

Вывод

Мы надеемся, что эта исчерпывающая статья о 5-осевой обработке и станках, доступных для таких работ, будет полезна.

5-осевой станок с ЧПУ предоставляет заводам возможность выполнять задачи, которые они раньше не могли выполнить. Для производителей, использующих 3-осевую обработку, переход к 4+1 или даже полностью 5-осевого станка может стать следующим логичным шагом в планировании производства и инвестиций.

Однако из-за стоимости таких машин мы рекомендуем вам полностью понимать, какие процессы лучше отвечают вашим конкретным производственным потребностям. Вам также нужно правильно выбрать станок с ЧПУ, чтобы полностью реализовать эффективность и прибыльность вашего производства.

Если вы хотите узнать больше о 5-осевой обработке, свяжитесь с нами для обсуждения. Мы будем рады посоветовать вам, какая технология лучше всего отвечает вашим производственным потребностям и целям.