Bij 5-assige CNC-bewerking wordt gebruik gemaakt van een machine die tegelijkertijd in vijf assen kan bewegen en roteren om een onderdeel te bewerken. De voordelen zijn onder meer de hoge geschiktheid voor het vervaardigen van onderdelen met complexe ontwerpen en ingewikkelde details, nauwkeurigheid, snelheid en productie-efficiëntie.
Stel je het meest geavanceerde CNC-gefreesde onderdeel voor dat je ooit hebt gezien; de kans is groot dat de fabrikanten vertrouwden op 5-assige bewerking. Het gebruik van het proces of het uitbesteden aan een CNC-bewerkingscentrum mag echter pas komen als u het begrijpt.
Dit artikel begeleidt u door het CNC-bewerkingsproces, met als doel een succesvolle integratie in uw project. Het zal het proces definiëren, uitleggen hoe het werkt en de typische toepassingen ervan beschrijven.
Wat is 5-assige CNC-bewerking?
5-assige CNC-bewerking is een klasse van CNC-bewerking die afhankelijk is van het gebruik van een 5-assige CNC-machine die tegelijkertijd vijf assen kan verplaatsen en roteren (drie lineaire en twee roterende).
Over het algemeen zijn de drie lineaire assen de fundamentele assen die helpen bij het snijden. De drie rotatie-assen zijn hulpassen en de machine heeft er slechts toegang tot twee. Ze helpen alleen om het werkstuk goed te oriënteren (ze nemen niet deel aan het snijden).
Er is ook een limiet aan het aantal assen dat u tegelijkertijd aan vijf kunt koppelen, omdat dit kan leiden tot een hogere complexiteit van het besturingssysteem, de programmering en mechanische beperkingen.
De 5-assige CNC-opstelling is diverser dan de traditionele 3-assig en 4-assig CNC-opstelling vanwege het aantal assen dat het kan verplaatsen en roteren. Bovendien elimineert de configuratie de noodzaak voor meerdere opstellingen. Hierdoor is er minder toezicht nodig en is er sprake van een verbeterde productie-efficiëntie.
Waar staat 5-assen voor?
“5 assen” in de CNC-bewerkingstechniek vertegenwoordigen de vijf assen waarlangs het snijgereedschap tegelijkertijd kan bewegen en roteren. De typische CNC-machine heeft drie lineaire assen (fundamentele assen) en drie rotatieassen (A, B en C) en de 5-assige machine beweegt langs de lineaire assen en twee van de rotatieassen.
X-as
De X-as vertegenwoordigt de horizontale beweging van het snijgereedschap langs de lengte van het machinebed, en kan van links naar rechts of van rechts naar links gaan, afhankelijk van de machineconfiguratie. Beweging langs de X-as maakt CNC-bewerkingen mogelijk, zoals frezen, boren en contouren.
Y-as
De Y-as vertegenwoordigt de zijdelingse beweging van het snijgereedschap en kan van voren naar achteren of van achteren naar voren zijn, afhankelijk van de machineconfiguratie. Beweging langs de Y-as maakt CNC-bewerkingen mogelijk, zoals zijfrezen, gleuffrezen en profileren.
Z-as
De Z-as vertegenwoordigt de verticale beweging van het snijgereedschap. De beweging kan op en neer gaan, afhankelijk van het 5-assige CNC-machinetype. Beweging langs de Z-as maakt CNC-bewerkingen mogelijk, zoals boren, tappen en kotteren.
A-as
De A-as vertegenwoordigt de rotatiebeweging van het snijgereedschap rond de X-as – kantelen of zwenken. Deze as biedt meer flexibiliteit en compatibiliteit met ondersnijdingen, afschuiningen en schuine elementen.
B-as
De B-as vertegenwoordigt de rotatiebeweging van het snijgereedschap rond de Y-as. Deze as maakt meerzijdige bewerking en bewerkingsfuncties mogelijk, zoals diepe kamers, ingewikkelde contouren en gebogen oppervlakken.
C-as
De C-as vertegenwoordigt de rotatiebeweging van het snijgereedschap rond de Z-as: hij kantelt of draait verticaal.
Vergelijking tussen 3-assige, 4-assige, 3+2-assige en 5-assige CNC-bewerkingen
Het grote verschil tussen de verschillende klassen CNC-machines is het aantal assen dat het snijgereedschap kan verplaatsen of roteren. De onderstaande tabel belicht de verschillen en overeenkomsten tussen 3-assige, 4-assige, 3+2-assige en 5-assige CNC-machines.
| Kenmerk | 3-assige CNC-bewerking | 4-assige CNC-bewerking | 3+2-assige CNC-bewerking | 5-assige CNC-bewerking |
| Beschrijving | Geschikt voor basis CNC-bewerkingen. Het snijgereedschap kan langs drie assen bewegen (X, Y en Z) | Het is geschikt voor complexe bewerkingen vanwege het vermogen om langs de horizontale as te roteren. (dwz de toevoeging van de rotatie-as (A-as). | Het snijgereedschap beweegt gelijktijdig in de 3-assen en roteert in twee geïndexeerde rotatie-assen. Het overschakelen van de drie assen naar de rotatieassen vereist echter een constante herpositionering. | Het snijgereedschap kan gelijktijdig langs vijf assen bewegen. |
| X-as | Ja | Ja | Ja | Ja |
| Y-as | Ja | Ja | Ja | Ja |
| Z-as | Ja | Ja | Ja | Ja |
| A-as | Nee | Ja | Ja | Ja |
| B-as | Nee | Nee | Ja | Ja |
Soorten 5-assige CNC-machines
Het belangrijkste onderscheid tussen de verschillende typen 5-assige CNC-machines is de locatie van de rotatieas (machinespindelkop of de tafel). Hieronder staan de drie veel voorkomende typen 5-assige CNC-systemen, zodat u de juiste voor uw project kunt kiezen.
Hoofd/Hoofd
Kop/Kop 5-assige machines hebben twee draaiende assen in de spilkop van de machine. Hierdoor is er geen gereedschapsinterferentie omdat de tafel vaststaat, wat een stationair werkstuk garandeert.
De locatie van de draaiende as zorgt er tevens voor dat de 5-assige machines onder deze categorie zich rond het werkstuk kunnen bewegen. Hierdoor zijn ze geschikt voor het bewerken van grote onderdelen. Omgekeerd is er nog steeds een bewegingsbeperking vanwege de focus van de twee roterende assen in de kop en de stationaire tafel.
Tafel/Hoofd
CNC-machines met de tafel/kop-configuratie hebben twee roterende assen in de kop en op de tafel. De draaias in de kop heeft door zijn positie een beperkt bereik, terwijl de op de tafel geplaatste draaias geen limiet heeft.
Een voordeel van de tafel-/kop-asbewerking ten opzichte van de kop/kop-as is dat er geen beperking is omdat de onderdelen consistent ronddraaien. Omgekeerd, omdat het werkstuk op de roterende as rust, is het aantal te bewerken items beperkt.
Tafel/Tafel
Een tafel/tafel 5-assige machine heeft beide roterende assen op de tafel. Hierdoor wordt de draaias beperkt, waardoor de machine alleen geschikt is voor het bewerken van ondersnijdingen. Bovendien heeft de tafel/tafel een minimaal werkbereik en is hij langzamer (hij wordt niet geleverd met motoren) dan andere 5-assige CNC-machinetypes. Het is niet geschikt voor het bewerken van grote of zware componenten.
Voordelen van 5-assige CNC-bewerking
5-assige CNC-systemen blijven voor veel onderdelenfabrikanten een goede bewerkingsoptie vanwege de enorme voordelen die hieronder worden benadrukt:
Geschikt voor complexe ontwerpen
De meest voorkomende reden waarom onderdelenfabrikanten voor 5-assige cnc-machines kiezen, is hun geschiktheid voor complexe machinevormen. Vóór de ontwikkeling ervan worden dergelijke onderdelen gemaakt door middel van gieten, een proces dat bekend staat om zijn langere doorlooptijd. Daarentegen zijn 5-assige machines snel, en hun extra bewegingen maken het mogelijk om onderdelen onder verschillende hoeken en bogen te bewerken zonder speciale opspanningen of extra opstellingen.
Verminderde herbevestiging
Dankzij de 5-assige CNC-bewerking is het niet meer nodig om een onderdeel in secties te maken, waarvoor opspanning nodig is. De machine kan het werkstuk onder verschillende hoeken benaderen met minder opstellingen.
Lagere arbeidskosten per onderdeel
5-assige CNC-bewerking elimineert tijd en kosten omdat de machinist het werkstuk niet aanraakt; opnieuw vastzetten is niet nodig.
Betere oppervlakteafwerkingen
Andere CNC-machines, vooral 3-assige machines, hebben langere doorlooptijden nodig voor een betere oppervlakteafwerking. 5-assige machines kunnen echter in kortere tijd een betere oppervlakteafwerking bereiken. U kunt een betere oppervlakteafwerking garanderen door kortsnijgereedschap te gebruiken voor minder trillingen
Nauwkeurigheid van functie tot functie
5-assige machines hebben een Zero- of Home-functie die onnauwkeurigheden vermindert als gevolg van veranderingen in de opstelling of verlies van uitlijning als gevolg van het verwijderen van het onderdeel uit de machine. Bovendien is er een verminderde kans op onjuiste uitlijning tijdens de bewerking.
Hogere snijsnelheden
5-assige CNC-machines hebben kortere gereedschappen, wat zorgt voor hogere snijsnelheden, minder belasting van de frees en minder trillingen en breuken, waardoor de levensduur van het gereedschap wordt verlengd. Bovendien gaat boren sneller dan traditionele CNC-machines dankzij de extra rotatie-assen die een betere koporiëntatie bevorderen.
Nadelen van 5-assige CNC-bewerking
Uiteraard hebben dit soort CNC-machines ook hun beperkingen, waaronder het volgende:
Kosten
Het opnemen van een 5-assige CNC-machine in uw machineopstelling brengt grote kosten met zich mee die hoger zijn dan die van traditionele CNC-bewerkingscentra. Bovendien zijn de onderhoudskosten hoger vanwege de hogere complexiteit. U kunt de kosten verlagen door uitbesteding aan een CNC-bewerkingsleverancier die 5-assige bewerkingsservice biedt.
CAD/CAM-programmering
Het programmeren van de beweging van elke as is moeilijker omdat de twee extra rotatie-assen naast de drie lineaire bewegingen zijn opgenomen. Dit betekent dat u rekening moet houden met de beweging van elke as om interferentie en botsingen te voorkomen. Vanwege de complexiteit en de noodzaak van bewerkingsprecisie en oppervlaktekwaliteit heeft u mogelijk de hulp van een gekwalificeerde CAD/CAM-programmeur nodig.
Vereist geavanceerde operatorvaardigheden
Naast de complexe CAD/CAM-programmering vereist 5-assige bewerking vanwege de geavanceerde technologie zeer bekwame operators.
Hoe een 5-assige CNC-machine te configureren
Het configureren van een 5-assige cnc-machine is eenvoudig omdat er geen complexe klemsystemen of armaturen nodig zijn om het werkstuk vast te houden.
Bereid de holdinguitrusting voor
Monteer het werkstuk veilig in het midden van de machinetafel met behulp van een nulklembankschroef, hydraulische klem of een stevig gemonteerd blok. Vóór de bewerking moet het werkstuk veilig en van alle vijf zijden toegankelijk zijn.
Snijgereedschappen voorbereiden
Snijgereedschappen en gereedschapshouders voorbereiden, meten en laden in het automatische gereedschapswisselaarmagazijn (ATC) van de machine.
Kalibratie uitvoeren
Voordat de productie start, kalibreert u de machine met behulp van specifieke software en een automatische meetsonde. Dit zorgt voor een nauwkeurige kalibratie op alle assen en minimaliseert de accumulatie van toleranties.
Controleer op mogelijke botsingen
Voordat u met de bewerkingscyclus begint, moet u zorgvuldig controleren op mogelijke botsingsgebieden. Controleer de juistheid van elke positie en de nauwkeurigheid van elke gereedschapswissel.
Voer een voorprogrammacontrole uit
Laat het hele programma stap voor stap doorlopen om de juistheid van elke positie en gereedschapswisseling te verifiëren. Dit helpt crashes te voorkomen en zorgt voor een soepele werking.
Toepassingen van 5-assige CNC-bewerking
5-assige CNC-bewerking vermindert menselijke fouten, verbetert de consistentie en zorgt voor hoogwaardige bewerking. De volgende industrieën gebruiken de CNC-bewerkingstechniek bij de productie van onderdelen.
Luchtvaartindustrie
De lucht- en ruimtevaartindustrie vertrouwt steeds meer op 5-assige bewerking vanwege de nauwkeurigheid ervan en omdat veel lucht- en ruimtevaartonderdelen complexe ontwerpen hebben en machine-tot-machine, moeilijk bereikbare gebieden nodig hebben. Een typisch voorbeeld van een 5-assig bewerkt onderdeel zijn de turbinebladen, eerst gegoten en vervolgens machinaal bewerkt om de gewenste vorm en oppervlakteafwerking te bereiken.
Automotive Industry
De auto-industrie vertrouwt op 5-assige machines vanwege de behoefte aan consistentie en de nauwe tolerantie die vereist is bij het maken van de gereedschappen. De industrie geeft vooral de voorkeur aan goedkope productieopties zoals spuitgieten en spuitgieten, met de 5-assige CNC-machines die worden gebruikt bij de matrijzenbouw en andere gereedschapsprocessen.
medische industrie
De medische industrie heeft een productieproces nodig dat kwaliteit kan bereiken en compatibel is met verschillende materialen. Hoewel 3- en 4-assige bewerking geschikt is voor de industrie, is bij het werken met complexe onderdelen 5-assige bewerking beter. Bovendien zijn CNC-machines toepasbaar in medische waaiers en CT-scannercomponenten.
Energie industrie
De energie-industrie is de ruggengraat van alle andere sectoren; het vereist geavanceerde componenten die de grenzen van techniek en materiaalgebruik verleggen. Daarom vertrouwt het voortdurend op 5-assige CNC-bewerking. Voorbeelden van 5-assige CNC-gefreesde onderdelen in de energie-industrie zijn boren, zuigers, cilinders, stangen, cilinders en kleppen.
Industriële sector
De industriële sector heeft een enorme omvang en vraagt om complexe componenten waarvoor ook 5-assige machines geschikt zijn. Ze functioneren echter meer in een ondersteunende rol, aangezien algemene CNC-machines zoals 3- en 4-assige machines de gebruikelijke opties zijn vanwege de kosten en de algemene soorten geproduceerde onderdelen.
Tips voor 5-assige CNC-bewerking
Om de productiviteit en efficiëntie tijdens 5-assige bewerking te maximaliseren, kunt u de onderstaande praktijken en tips verkennen:
Optimaliseer uw gereedschapspaden
Het optimaliseren van het gereedschapspad omvat het selecteren van de meest efficiënte en effectieve paden om minimale verspilling en maximale nauwkeurigheid tijdens de bewerking te garanderen. Voor het optimaliseren van de gereedschapspaden kunnen softwaretools worden gebruikt. Er kan ook gebruik worden gemaakt van adaptief frezen, waarbij de CNC-machine de snijsnelheid en -diepte kan aanpassen op basis van het werkstuk.
Gebruik de juiste gereedschappen en materialen
Gebruik het juiste gereedschap en materiaal om machinaal bewerkte onderdelen van hoge kwaliteit, minder afval en een kortere bewerkingstijd te garanderen.
Houd bij het selecteren van het hulpmiddel rekening met het volgende:
- Materiaal dat wordt gesneden
- Diepte van de snede
- Gewenste afwerking.
Gereedschappen van snelstaal (HSS) zijn het beste voor zachte materialen, hardmetalen gereedschappen zijn geschikt voor hardere materialen en gereedschappen met een diamantcoating zijn geschikt voor schurende materialen zoals composieten en keramiek.
Houd bij het selecteren van een materiaal rekening met de eigenschappen ervan en hoe deze aansluiten bij het laatste deel van de toepassing. Kies bijvoorbeeld voor titanium of roestvrij staal voor zeer sterke onderdelen en aluminium of magnesium voor lichtgewicht onderdelen.
Onderhoud uw machine en gereedschappen
Regelmatig onderhoud van de 5-assige CNC-freesmachine en ander gereedschap zorgt ervoor dat u topprestaties levert, de uitvaltijd vermindert en de kwaliteit van de onderdelen verbetert. Onderhoudspraktijken omvatten:
- Regelmatig de machine schoonhouden
- Smeer de machineonderdelen volgens de aanbevelingen van de fabrikant
- Slijpen en vervangen van de gereedschappen volgens de aanbevelingen van de fabrikant
Optimaliseer uw snijparameters
Optimaliseer snijparameters zoals snijsnelheid, voedingssnelheid en snedediepte om de bewerkingstijd te verkorten en de kwaliteit van het onderdeel te verbeteren. U kunt beginnen met lage waarden en deze geleidelijk verhogen voor het gewenste resultaat. Bovendien moeten ze tijdens de bewerking worden gecontroleerd en indien nodig worden aangepast.
Gebruik simulatiesoftware
Met simulatiesoftware zoals VERICUTkunt u het 5-assige CNC-bewerkingsproces visualiseren voordat de bewerking begint. Als gevolg hiervan kunt u uw gereedschapspaden optimaliseren en snijparameters gebruiken om het gereedschapspad te verbeteren.
Zintilon 5-assige CNC-bewerkingsservice
Het garanderen van kwaliteit bij 5-assige CNC-bewerking vereist vaardigheden. Daarom is de beste manier om kwaliteit te bereiken tegen een betaalbare prijs door uitbesteding aan een gerenommeerde 5-assige CNC-bewerkingsdienstverlener.
Bij Zintilon bieden we kwaliteit 5-assige CNC-bewerkingsdiensten voor verschillende industrieën. Onze teams van ingenieurs zijn experts in de selectie van CNC-bewerkingsmaterialen en geven u aanbevelingen voor hoogwaardige bewerkingen
Neem vandaag nog contact met ons op en ervaar een snellere doorlooptijd en concurrerende marktprijzen.
Conclusie
Met 5-assige CNC-bewerkingen kunt u onderdelen met complexe ontwerpen maken, terwijl u profiteert van voordelen zoals eenvoudigere bewerkingen, snelheid en productie-efficiëntie. In dit artikel werd de bewerkingsklasse besproken, hoe deze werkt en de toepassingen ervan. Op zoek naar een CNC-bewerkingsservice? Neem contact met ons op.
Veelgestelde vragen
Wat is de meest gebruikte CNC-machine?
De meest gebruikte CNC-machine is de 3-assige CNC-machine. Dankzij de eenvoudige opstelling kan het snijgereedschap langs de drie assen (X, Y en Z) bewegen, waardoor het geschikt is voor eenvoudige CNC-bewerkingen zoals frezen, boren en andere snijbewerkingen.
Hoeveel assen kan een CNC-bewerking hebben?
Het aantal assen dat een CNC-machine kan verplaatsen kan oplopen tot 12, waardoor beweging langs de X-, Y-, Z-, A-, B- en C-assen mogelijk is. Over het algemeen gebruiken CNC-freesmachines 2 tot 3 van de fundamentele assen en twee of drie rotatie-assen die in verschillende mate worden gebruikt door de 3-assige, 4-assige of 5-assige machines. Deze as helpt bij het snijden. Elke as daarbuiten is echter een hulpmiddel en helpt alleen bij de oriëntatie van het werkstuk. Het koppelen van een hoger nummer kan leiden tot een complexer besturingssysteem en programmeer- en mechanische beperkingen.
Is er een 7- of 6-assige CNC-machine?
Ja, er zijn 6-assige en 7-assige CNC-machines met extra rotatie-assen langs de standaard X-, Y- en Z-assen. Deze machines hebben een grotere flexibiliteit en hogere precisie en zijn toepasbaar in industrieën die zeer nauwe toleranties vereisen. Ze komen echter niet vaak voor omdat de complexe besturing, programmering en mechanische beperkingen die optreden wanneer u meer dan vijf tegelijk aansluit, niet logisch zijn.
Geweldig, Samen
