5-axlig CNC-bearbetning använder en maskin som samtidigt kan röra sig och rotera i fem axlar för att bearbeta en detalj. Dess fördelar inkluderar dess höga lämplighet för att tillverka delar med komplexa konstruktioner och intrikata detaljer, noggrannhet, hastighet och produktionseffektivitet.
Föreställ dig den mest sofistikerade CNC-bearbetade delen du någonsin har sett; det finns en stor chans att dess tillverkare förlitade sig på 5-axlig bearbetning. Att använda processen eller lägga ut på entreprenad till ett CNC-bearbetningscenter bör dock bara komma efter att ha förstått det.
Den här artikeln guidar dig genom CNC-bearbetningsprocessen, med sikte på framgångsrik integration i ditt projekt. Den kommer att definiera processen, förklara hur den fungerar och beskriva dess typiska tillämpningar.
Vad är 5-axlig CNC-bearbetning?
5-axlig CNC-bearbetning är en klass av CNC-bearbetning som förlitar sig på att använda en 5-axlig CNC-maskin som samtidigt kan flytta och rotera fem axlar (tre linjära och två roterande).
Generellt sett är de tre linjära axlarna de grundläggande axlarna som hjälper till vid skärning. De tre rotationsaxlarna är extra, och maskinen kan bara komma åt två. De hjälper bara till att orientera arbetsstycket korrekt (de deltar inte i skärningen).
Det finns också en gräns för antalet axlar som du samtidigt kan länka till fem eftersom det kan leda till högre kontrollsystemkomplexitet, programmeringskomplexitet och mekaniska begränsningar.
Den 5-axliga CNC-inställningen är mer mångsidig än den traditionella 3-axel och 4-axel CNC-inställning på grund av antalet axlar den kan flytta och rotera. Dessutom eliminerar dess konfiguration behovet av flera inställningar. Som ett resultat blir det mindre behov av tillsyn och det blir en förbättrad produktionseffektivitet.
Vad står 5 Axis för?
"5-axlar" i CNC-bearbetningstekniken representerar de fem axlarna som skärverktyget kan flytta och rotera samtidigt. Den typiska CNC-maskinen har tre linjära axlar (fundamentala axlar) och tre rotationsaxlar (A, B och C) och den 5-axliga maskinen kommer att röra sig längs de linjära axlarna och två av rotationsaxlarna.
X-axel
X-axeln representerar skärverktygets horisontella rörelse längs maskinbäddens längd, och den kan vara från vänster till höger eller höger till vänster, beroende på maskinens konfiguration. Rörelse längs X-axeln möjliggör CNC-bearbetningsoperationer som fräsning, borrning och konturering.
Y-axel
Y-axeln representerar skärverktygets rörelse i sidled och den kan vara fram och tillbaka eller bakifrån, beroende på maskinens konfiguration. Rörelse längs Y-axeln möjliggör CNC-bearbetningsoperationer som sidfräsning, slitsning och profilering.
Z-axel
Z-axeln representerar skärverktygets vertikala rörelse. Rörelsen kan vara upp och ner beroende på typ av 5-axlig CNC-maskin. Rörelse längs Z-axeln möjliggör CNC-bearbetningsoperationer som borrning, gängning och borrning.
A-axel
A-axeln representerar skärverktygets rotationsrörelse runt X-axeln – lutning eller vridning. Denna axel ger mer flexibilitet och kompatibilitet med underskärningar, avfasningar och vinklade funktioner.
B-axel
B-axeln representerar skärverktygets rotationsrörelse runt Y-axeln. Denna axel möjliggör flersidig bearbetning och bearbetningsfunktioner som djupa fickor, intrikata konturer och böjda ytor.
C-axel
C-axeln representerar skärverktygets rotationsrörelse runt Z-axeln – den lutar eller svänger vertikalt.
Jämförelse mellan 3-axlig, 4-axlig, 3+2-axlig och 5-axlig CNC-bearbetning
Den betydande skillnaden mellan de olika klasserna av CNC-maskiner är antalet axlar som skärverktyget kan flytta eller rotera. Tabellen nedan belyser skillnaderna och likheterna mellan 3-axliga, 4-axliga, 3+2-axliga och 5-axliga CNC-maskiner.
| Leverans | 3-axlig CNC-bearbetning | 4-axlig CNC-bearbetning | 3+2-axlig CNC-bearbetning | 5-axlig CNC-bearbetning |
| Beskrivning | Lämplig för grundläggande CNC-bearbetning. Skärverktyget kan röra sig längs tre axlar (X, Y och Z) | Den är lämplig för komplex bearbetning på grund av dess förmåga att rotera längs den horisontella axeln. (dvs tillägget av rotationsaxeln (A-axeln). | Skärverktyget rör sig samtidigt i 3-axeln och roterar i två indexerade rotationsaxlar. Att byta från de tre axlarna till de roterande axlarna kräver dock konstant ompositionering. | Skärverktyget kan röra sig samtidigt längs fem axlar. |
| X-axel | Ja | Ja | Ja | Ja |
| Y-axel | Ja | Ja | Ja | Ja |
| Z-axel | Ja | Ja | Ja | Ja |
| A-axel | Nej | Ja | Ja | Ja |
| B-axel | Nej | Nej | Ja | Ja |
Typer av 5-axliga CNC-maskiner
Huvudskillnaden mellan de olika typerna av 5-axliga CNC-maskiner är rotationsaxelns placering (maskinspindelhuvudet eller bordet). Nedan är de tre vanliga typerna av 5-axliga CNC-system så att du kan välja rätt för ditt projekt.
Huvud/huvud
Head/Head 5-axliga maskiner har två roterande axlar i maskinspindelhuvudet. Som ett resultat är det ingen verktygsstörning eftersom bordet är fixerat, vilket säkerställer ett stationärt arbetsstycke.
Placeringen av den roterande axeln säkerställer också att de 5-axliga maskinerna under denna kategori kan röra sig runt arbetsstycket. Följaktligen är de lämpliga för bearbetning av stora delar. Omvänt finns det fortfarande en begränsning i rörelsen på grund av fokus för de två roterande axlarna i huvudet och det stationära bordet.
Bord/huvud
CNC-maskiner med bord/huvud-konfiguration har två roterande axlar i huvudet och på bordet. Den roterande axeln i huvudet har en begränsad räckvidd på grund av sin position, medan den roterande axeln placerad på bordet har ingen gräns.
En fördel med bearbetningen av bord/huvudaxeln över huvudet/huvudet är att det inte finns någon begränsning eftersom delarna är konsekvent roterande. Omvänt, eftersom arbetsstycket vilar på den roterande axeln, är antalet föremål som kan bearbetas begränsat.
Bord/bord
En bord/bord 5-axlig maskin har båda roterande axlar på bordet. Detta begränsar rotationsaxeln, vilket gör maskinen endast lämplig för bearbetning av underskärningar. Dessutom har bordet/bordet ett minimalt arbetsomslag och är långsammare (det följer inte med motorer) än andra 5-axliga CNC-maskiner. Den är olämplig för bearbetning av stora eller tunga komponenter.
Fördelar med 5-axlig CNC-bearbetning
5-axliga CNC-system fortsätter att vara ett bra bearbetningsalternativ för många deltillverkare på grund av de enorma fördelarna som lyfts fram nedan:
Lämplig för komplexa konstruktioner
Den vanligaste anledningen till att tillverkare av delar väljer 5-axliga cnc-maskiner är deras lämplighet för komplexa maskinformer. Innan dess utveckling tillverkas sådana delar med hjälp av gjutning, en process som är känd för sin längre ledtid. Däremot är 5-axliga maskiner snabba, och deras extra rörelser gör det möjligt att bearbeta delar i olika vinklar och bågar utan speciella fixturer eller extra inställningar.
Minskad återmontering
5-axlig CNC-bearbetning tar bort behovet av att göra en del i sektioner, som behöver fixeras. Maskinen kan närma sig arbetsstycket i olika vinklar med färre inställningar.
Minskad arbetskostnad per del
5-axlig CNC-bearbetning eliminerar tid och kostnader eftersom maskinoperatören inte rör vid arbetsstycket; återmontering är onödigt.
Bättre ytfinish
Andra CNC-maskiner, speciellt 3-axliga maskiner, kräver längre ledtider för bättre ytfinish. Däremot kan 5-axliga maskiner uppnå bättre ytfinish på kortare tid. Du kan säkerställa en bättre ytfinish genom att använda kortklippande verktyg för minskade vibrationer
Noggrannhet från funktion till funktion
5-axliga maskiner har en noll- eller hemfunktion som minskar felaktigheter på grund av ändringar i inställningarna eller förlorar inriktning på grund av att delen tas bort från maskinen. Dessutom minskar risken för felaktig uppriktning vid bearbetning.
Snabbare skärhastigheter
5-axliga CNC-maskiner har kortare verktyg, vilket säkerställer högre skärhastigheter, minskad belastning på fräsen och minskade vibrationer och brott, vilket ökar verktygets livslängd. Borrning är också snabbare än traditionella CNC-maskiner på grund av de extra rotationsaxlarna som uppmuntrar bättre huvudorientering.
Nackdelar med 5-axlig CNC-bearbetning
Naturligtvis har dessa typer av CNC-maskiner också sina begränsningar, och de inkluderar följande:
Pris
Att införliva en 5-axlig CNC-maskin i din maskininstallation kommer att medföra en stor kostnad högre än traditionella CNC-bearbetningscentra. Dessutom är underhållskostnaden högre på grund av dess högre komplexitet. Du kan minska kostnaderna genom att outsourca till en CNC-bearbetningsleverantör som tillhandahåller 5-axlig bearbetningstjänst.
CAD/CAM-programmering
Att programmera rörelsen för varje axel är svårare eftersom de två ytterligare rotationsaxlarna är inkorporerade tillsammans med de tre linjära rörelserna. Det betyder att du måste överväga varje axels rörelse för att förhindra störningar och kollision. På grund av komplexiteten och behovet av bearbetningsprecision och ytkvalitet kan du behöva hjälp av en kvalificerad CAD/CAM-programmerare.
Kräver avancerade operatörsfärdigheter
Förutom den komplexa CAD/CAM-programmeringen kräver 5-axlig bearbetning mycket skickliga operatörer tack vare avancerad teknik.
Hur man konfigurerar en 5-axlig CNC-maskin
Det är enkelt att konfigurera en 5-axlig cnc-maskin eftersom det inte kräver komplexa spännsystem eller fixturer för att hålla arbetsstycket.
Förbered hållutrustning
Montera arbetsstycket säkert i mitten av maskinbordet med ett skruvstycke med nollklämma, hydraulisk klämma eller ett säkert monterat block. Före bearbetning måste arbetsstycket vara säkert och åtkomligt från alla fem sidor.
Förbered skärverktyg
Förbered, mät och ladda skärverktyg och verktygshållare i maskinens ATC-magasin (Automatic Tool Changer).
Utför kalibrering
Innan produktionen startar, kalibrera maskinen med specifik programvara och en automatisk mätsond. Detta säkerställer noggrann kalibrering på alla axlar och minimerar toleransackumulering.
Kontrollera om det finns potentiella kollisioner
Innan du startar bearbetningscykeln, kontrollera noga för eventuella kollisionsområden. Verifiera att varje position är korrekt och att varje verktygsbyte är korrekt.
Kör Pre-Program Check
Låt hela programmet köras steg-för-steg för att verifiera korrektheten av varje position och verktygsbyte. Detta hjälper till att förhindra krascher och säkerställer smidig drift.
Tillämpningar av 5-axlig CNC-bearbetning
5-axlig CNC-bearbetning minskar mänskliga fel, förbättrar konsistensen och säkerställer bearbetning av hög kvalitet. Följande industrier använder CNC-bearbetningstekniken i sin deltillverkning.
rymd~~POS=TRUNC
Flygindustrin förlitar sig alltmer på 5-axlig bearbetning på grund av dess noggrannhet och för att många flyg- och rymddelar har komplex design och behöver maskin-till-maskin, svåråtkomliga områden. Ett typiskt exempel på en 5-axlig bearbetad del är turbinbladen, först gjutna och sedan bearbetade för att uppnå önskad form och ytfinish.
Bilindustrin
Bilindustrin förlitar sig på 5-axliga maskiner på grund av behovet av konsistens och den snäva tolerans som krävs för att tillverka sina verktyg. Branschen föredrar mest lågkostnadstillverkningsalternativ som t.ex gjutning och formsprutning, med 5-axliga CNC-maskiner som används i formtillverkning och andra verktygsprocesser.
Medicinsk Industri
Den medicinska industrin kräver en tillverkningsprocess som kan uppnå kvalitet och är kompatibel med olika material. Även om 3- och 4-axlig bearbetning är lämplig för industrin, är 5-axlig bearbetning bättre när man arbetar med komplexa delar. Dessutom kan CNC-maskiner användas i medicinska impellers och CT-skannerkomponenter.
Energiindustrin
Energiindustrin är ryggraden i alla andra sektorer; det kräver avancerade komponenter som tänjer på ingenjörs- och materialanvändningsgränser. Därför förlitar den sig kontinuerligt på 5-axlig CNC-bearbetning. Exempel på 5-axliga CNC-bearbetade delar inom energiindustrin är borrkronor, kolvar, cylindrar, stänger, cylindrar och ventiler.
Industrisektorn
Industrisektorn har en enorm omfattning och kräver komplexa komponenter för vilka 5-axliga maskiner också är lämpliga. De fungerar dock mer i en stödjande roll eftersom allmänna CNC-maskiner som 3- och 4-axliga maskiner är de vanliga alternativen på grund av kostnaden och de allmänna typerna av delar som produceras.
Tips för 5-axlig CNC-bearbetning
För att maximera produktiviteten och effektiviteten under 5-axlig bearbetning kan du utforska metoderna och tipsen som markeras nedan:
Optimera dina verktygsbanor
Att optimera verktygsbanan innebär att välja de mest effektiva och effektiva banorna för att säkerställa minimalt slöseri och maximal noggrannhet under bearbetningen. Mjukvaruverktyg kan användas för att optimera verktygsvägarna. Adaptiv fräsning, som gör att CNC-maskinen kan justera skärhastigheten och djupet utifrån arbetsstycket, kan också användas.
Använd rätt verktyg och material
Använd rätt verktyg och Materialet för att säkerställa högkvalitativa bearbetade delar, minskat spill och kortare bearbetningstid.
Tänk på följande när du väljer verktyg:
- Material som skärs
- Skärdjup
- Önskad finish.
Höghastighetstål (HSS) verktyg är bäst för mjuka material, hårdmetallverktyg är lämpliga för hårdare material och diamantbelagda verktyg är lämpliga för slipande material som kompositer och keramik.
När du väljer ett material, överväg dess egenskaper och hur de överensstämmer med den sista delen av applikationen. Välj till exempel titan eller rostfritt stål för höghållfasta delar och aluminium eller magnesium för lätta delar.
Underhåll din maskin och dina verktyg
Regelbundet underhåll av den 5-axliga CNC-fräsmaskinen och andra verktyg säkerställer att du arbetar med toppprestanda, minskar stilleståndstiden och förbättrar detaljkvaliteten. Underhållsrutiner inkluderar:
- Hålla maskinen ren regelbundet
- Smörj maskinkomponenterna enligt tillverkarens rekommendationer
- Slipning och byte av verktyg med hjälp av tillverkarens rekommendationer
Optimera dina skärparametrar
Optimera skärparametrar som skärhastighet, matningshastighet och skärdjup för att minska bearbetningstiden och förbättra detaljkvaliteten. Du kan börja med låga värden och gradvis öka dem för önskat resultat. Dessutom bör de övervakas under bearbetningen och justeras vid behov.
Använd simuleringsprogram
Med simuleringsprogram som t.ex VERICUT, kan du visualisera den 5-axliga CNC-bearbetningsprocessen innan bearbetningen börjar. Som ett resultat kan du optimera dina verktygsbanor, skärparametrar för att förbättra verktygsbanan.
Zintilon 5-axlig CNC-bearbetningstjänst
Att säkerställa kvalitet i 5-axlig CNC-bearbetning kräver kompetens. Därför är det bästa sättet att uppnå kvalitet till en överkomlig kostnad genom att lägga ut på entreprenad till en ansedd leverantör av 5-axlig CNC-bearbetning.
Hos Zintilon erbjuder vi kvalitet 5-axliga CNC-bearbetningstjänster för olika branscher. Våra team av ingenjörer är experter på val av CNC-bearbetningsmaterial och kommer att erbjuda dig rekommendationer för högkvalitativ bearbetning
Kontakta oss idag och upplev en snabbare ledtid och konkurrenskraftiga marknadspriser.
Slutsats
5-axlig CNC-bearbetning låter dig göra detaljer med komplexa konstruktioner samtidigt som du drar nytta av fördelar som enklare bearbetningsoperationer, hastighet och produktionseffektivitet. Den här artikeln diskuterade bearbetningsklassen, hur den fungerar och dess tillämpningar. Letar du efter en CNC-bearbetningstjänst? Kontakta oss.
FAQ
Vilken är den mest använda CNC-maskinen?
Den mest använda CNC-maskinen är den 3-axliga CNC-maskinen. Dess enkla inställning gör att skärverktyget kan röra sig längs de tre axlarna (X, Y och Z), vilket gör det lämpligt för grundläggande CNC-bearbetningsoperationer som fräsning, borrning och andra skäroperationer.
Hur många axlar kan en CNC-bearbetning ha?
Antalet axlar en CNC-maskin kan flytta kan vara upp till 12, vilket tillåter rörelse längs X-, Y-, Z-, A-, B- och C-axlarna. I allmänhet använder CNC-fräsmaskiner 2 till 3 av grundaxlarna och två eller tre rotationsaxlar som används i olika grad av 3-axliga, 4-axliga eller 5-axliga maskiner. Denna axel hjälper till att skära. Alla axlar förutom dessa är dock hjälpmedel, och de hjälper bara till med orienteringen av arbetsstycket. Att länka ett högre antal kan leda till ett mer komplext styrsystem och programmering och mekaniska begränsningar.
Finns det en 7- eller 6-axlig CNC-maskin?
Ja, det finns 6-axliga och 7-axliga CNC-maskiner med ytterligare rotationsaxlar längs standard X-, Y- och Z-axlarna. Dessa maskiner har ökad flexibilitet och högre precision och är användbara i industrier som kräver mycket snäva toleranser. De är dock inte vanliga eftersom den komplexa styrningen och programmeringen och de mekaniska begränsningarna som uppstår när du ansluter fler än 5 åt gången inte är meningsfulla.
Bra, tillsammans
