5-akselinen CNC-työstö edustaa tehokkuuden ja tarkkuuden huippua nykyaikaisessa vähentävässä valmistuksessa. Hansheng Automation opastaa sinut 5-akselisen CNC-tekniikan kattavan ymmärtämisen läpi neljästä näkökulmasta: määritelmä, kinematiikka, ydinedut ja teolliset sovellukset.
5-akselinen CNC-työstö
Viiden{0}}akselin koneistus on CNC-työstökonetekniikka, joka käyttää kolmen lineaarisen akselin (X, Y ja Z) ja kahden pyörivän akselin yhdistämistä monimutkaisten kaarevien pintojen koneistamiseen. Sen liikerataa ohjataan lineaarisella interpoloinnilla ISO-standardien mukaisesti.
Pohjimmiltaan viiden{0}}akselin CNC-työstö on koneistusprosessi, joka käyttää tietokoneella numeerista ohjausjärjestelmää (CNC) ohjaamaan leikkaustyökalua tai työkappaletta liikkumaan samanaikaisesti viittä eri akselia pitkin.
Toisin kuin perinteiset kolmi-akseliset työstökoneet, jotka liikkuvat lineaarisia X-, Y- ja Z-akseleita pitkin, viiden-akselin työstökoneissa on kaksi ylimääräistä pyörivää akselia. Tämän ominaisuuden avulla työkalu voi lähestyä työkappaletta melkein mistä tahansa suunnasta, mikä mahdollistaa kappaleen kaikkien viiden pinnan koneistuksen yhdellä asennuksella.
Akselin purkaminen: Mitkä ovat viisi akselia?
Kansainvälisen standardointijärjestön (ISO) oikean{0}}käden säännön mukaan 5-akselisen työstökoneen koordinaattijärjestelmä määritellään yleensä seuraavasti:
Lineaariset akselit:
X--akseli: Vaakasuora liike (vasemmalle/oikealle).
Y--akseli: Pystysuuntainen liike (eteen/taakse).
Z-akseli: Pystysuuntainen liike (ylös/alas).
Pyörivät akselit: Kaksi pyörivää akselia pyörii lineaaristen akselien ympäri:
A-akseli: Pyörii X--akselin ympäri.
B--akseli: Pyörii Y--akselin ympäri.
C--akseli: Pyörii Z--akselin ympäri.
Huomautus: 5-akselisen työstökoneen erityinen konfiguraatio on yleensä X-, Y-, Z-akselien sekä A/C- tai B/C-akseleiden yhdistelmä.
5-akselinen kytkentä vs. 3+2 paikannuskoneistus
Viiden-akselin samanaikainen koneistus ja 3+2 paikannuskoneistus käyttävät molemmat samaa laitteistoarkkitehtuuria, ja niitä voidaan kutsua viiden-akselin koneistukseksi, mutta niissä on perustavanlaatuisia eroja.
Viiden-akselin samanaikainen koneistus (samanaikainen 5 akselia)
Tämä on todellista 5-akselista koneistusta. Kaikki viisi akselia (X, Y, Z ja kaksi pyörivää akselia) liikkuvat samanaikaisesti. Leikkauksen aikana työkalun ja työkappaleen pinnan välinen kytkentävektori pysyy dynaamisesti vakiona. Sen ydinsovellus on monimutkaisten vapaamuotoisten pintojen, orgaanisten muotojen, juoksupyörien ja turbiinien siipien työstäminen. Se luottaa edistyneeseen CAM-ohjelmistoon ja "Rotation Tool Center Point Control" (RTCP) -toimintoon varmistaakseen työkalun kärjen liikeradan ehdottoman tarkkuuden.
3+2 Paikannustyöstö (Positiaalinen 5-akselinen / 3+2-akseli)
Pyöriviä akseleita käytetään vain työkappaleen sijoittamiseen tiettyyn kulmaan ja sen jälkeen lukitsemiseen. Työstökone suorittaa sitten vakiomallisia 3-akselisia jyrsimiä. Varsinaisen leikkausprosessin aikana pyörivät akselit eivät liiku. Sitä käytetään yleisimmin prismaattisiin osiin, jotka on työstettävä useilla pinnoilla, syviin onteloihin ja kaltevaporaukseen.
Sen etuna on, että jatkuvaan koneistukseen verrattuna sen ohjelmointi on suhteellisen yksinkertaista, mutta "kertakiinnityksellä" säilyy korkea hyötysuhde.
3-akselinen, 4-akselinen ja 5-akselinen koneistuksen vertailu
3-akselinen koneistus
Liike on rajoitettu X/Y/Z-akseleille. Työkalu voi lähestyä työkappaletta vain ylhäältä. Sivujen työstäminen edellyttää työkappaleen manuaalista pysäyttämistä, purkamista, kääntämistä ja kiinnittämistä.
4-akselinen koneistus
Lisää pyörivän akselin (yleensä A--akselin). Soveltuu jatkuvaan sylinterimäisten pintojen työstöön tai putkien kehäporaukseen.
5-akselinen koneistus
Mahdollistaa pääsyn kaikille viidelle pinnalle pohjaa lukuun ottamatta ilman työkappaleen purkamista. Ratkaisee kompromissin-tehokkuuden ja geometrisen monimutkaisuuden välillä.
5-akselisen CNC-koneistuksen viisi ydinetua
Yhden asennuksen tehokkuus
Suurin etu on sen kyky suorittaa monimutkaisten osien koneistus yhdellä asennuksella. Perinteiset prosessit saattavat vaatia 3–5 erillistä kiinnitystä, ja toiminto. 5-akseliteknologia ratkaisee tämän ongelman ja lyhentää merkittävästi läpimenoaikoja.
Korkea tarkkuus ja tarkkuus
5-akselinen koneistus varmistaa erittäin suuren tarkkuuden osien eri pintojen välisten ominaisuuksien paikkatoleransseissa säilyttämällä yhden nollapisteen koko työstöprosessin ajan, mikä johtaa erittäin pieniin kiinnitysvirheisiin.
Pidentynyt työkalun käyttöikä ja parempi pinnanlaatu
Kun työstetään syviä onteloita 3-akselisessa koneistuksessa, on käytettävä pitkiä työkaluja, jotta vältetään työkalunpitimen häiriö, joka johtaa työkalun valumiseen ja tärinään.
5-akseliset työstökoneet mahdollistavat lyhyempien, jäykempien työkalujen käytön kallistamalla karaa tai pöytää. Suuri jäykkyys tarkoittaa korkeampia leikkausparametreja, vähemmän tärinää ja ylivoimaista pinnan karheutta (Ra) ilman myöhempää kiillotusta.
Vahva kyky työstää monimutkaisia geometrioita
Pohjaleikkauksia, jyrkkiä sivuseiniä ja aerodynaamisia virtaviivaisia pintoja on lähes mahdotonta saavuttaa 3-akselisilla työstökoneilla. Viisiakselinen CNC-tekniikka mahdollistaa leikkaustyökalun välttämään häiriövyöhykkeitä ja leikkaamaan tasaisesti monimutkaisia polkuja pitkin.
Optimoitu jalanjälki
Yksi 5-akselinen työstökone voi korvata sorvin, pystyjyrsinkoneen ja vaakajyrsinkoneen yhdistelmän, mikä säästää arvokasta työpajatilaa. Lisäksi nopea tuotantokapasiteetti nopeuttaa raaka-aineiden muuntamista valmiiksi tuotteiksi.
Työstökoneen rakenne: Telinetyyppi vs. kääntötyyppi
Kehto-tyyppi (taulukko-taulukko)
Työpöytä kallistuu ja pyörii. Sopii pienille ja keskikokoisille-osille. Kappaleen paino on rajoitettu, koska työpöydän on tuettava työkappaleen liikettä.
Kääntyvä-pää (Head-Head)
Karan pää kallistuu ja pyörii, kun työpöytä pysyy paikallaan (tai liikkuu vain lineaarisesti). Soveltuu raskaiden, suurten osien koneistukseen.
Mill{0}}Käännöskeskus
Yhdistää sorvaus- ja 5-akseliset jyrsintätoiminnot, mikä mahdollistaa monimutkaisten pyörivien osien täydellisen koneistuksen yhdessä työkierrossa.
Tärkeimmät teollisuuden sovellukset
Ilmailu
Valmistamme integroituja terälevyjä (Blisks), juoksupyöriä ja rungon runkoja.
Lääketieteellinen
Titaaniluulevyjen, keinotekoisten lonkkanivelten ja selkärangan implanttien valmistus.
Autoteollisuus
Moottorin imu- ja pakosarjat, turboahtimen komponentit ja monimutkaiset ruiskutusmuotit.
Tool & Die
Syväontelomuotin työstö ja monimutkaisten kulmien jäähdytysvesireikien poraus.
Loppu
5-akselinen CNC-työstö ratkaisee ajan, kustannusten ja laadun välisen yhteensopimattomuuden ongelman mahdollistamalla "kertakiinnityksen, monipuolisen koneistuksen" samalla, kun se tarjoaa paremman tarkkuuden ja nopeamman toimituksen.
Tarkkuusvalmistuskumppaneita etsiville insinööreille ja ostajille on erittäin tärkeää valita palveluntarjoaja, jolla on kypsät 5-akseliset koneistusominaisuudet, jotta varmistetaan suunnittelun eheys ja toimitusketjun tehokkuus.
Lue lisää Hansheng AutomationistaCNC-työstöpalvelut.
Viitteet
ISO 841:2001 - Teollisuuden automaatiojärjestelmät ja integrointi - Koneiden numeerinen ohjaus - Koordinaatit ja liikenimikkeistö.
Smid, Peter. CNC-ohjelmoinnin käsikirja: Kattava opas käytännön CNC-ohjelmointiin. Industrial Press, 3. painos.
Siemens SINUMERIK Documentation{0}}Axis Machining Technology ja kinematiikka.
Heidenhain tekniset käsikirjat. TNC-ohjaimet 5-akselisille koneistuksille.
FAQ
K: Onko 5-akselinen koneistus kalliimpaa kuin 3-akselinen koneistus?
V: Kyllä. Kokonaistehokkuus ja valmistuskustannukset huomioon ottaen 5-akselinen koneistus tarjoaa kuitenkin suurempia taloudellisia etuja.
K: Osani on tasainen; tarvitsenko 5-akselista koneistusta?
V: Jos kappale vaatii vain yksinkertaista leikkausta yhdessä tasossa, 3-akselinen koneistus on edullisempi valinta. Mutta jos osa tarvitsee porausta tai viistettä useilta sivuilta, käyttämällä 5-akselisen työstökoneen "3+2-asemointi"-tilaa voidaan välttää manuaalinen kääntäminen, mikä parantaa tehokkuutta ja tarkkuutta.
K: Voivatko kaikki 5-akseliset työstökoneet suorittaa "samanaikaista työstöä"?
V: Suurimmalla osalla nykyaikaisista 5-akselisista työstökoneista on samanaikainen koneistus. Jotkut vanhemmat mallit tai tietyt halvemmat ohjaimet saattavat kuitenkin tukea vain "3+2"-paikannustyöstöä.
K: Mitä materiaaleja 5-akselinen koneistus voi käsitellä?
V: 5-akselinen koneistus soveltuu lähes kaikille jäykille materiaaleille, mukaan lukien alumiiniseokset, ruostumaton teräs, titaaniseokset, Inconel-superseokset, tekniset muovit (PEEK) ja karkaistut työkaluteräkset.
K: Mikä on RTCP (Tool Center Point Control)?
V: RTCP (Rotation Tool Center Point) on huippuluokan 5-akselisten{0}}CNC-järjestelmien ydintoiminto. Se kompensoi automaattisesti pyörivien akselien liikkeestä aiheutuvat geometriset virheet varmistaen, että työkalun kärki pysyy aina tarkasti ohjelmoidulla liikeradalla ilman, että heilurin pituutta tarvitsee laskea uudelleen CAM-ohjelmistossa.