Den komplette guide til 5-Axis CNC-bearbejdning

 

 

Indholdsfortegnelse

 1. Hvad er en 5-Axis CNC-maskine?
 2. Typer af 5-Axis CNC-maskiner
 3.5-Axis CNC-bearbejdning vs. 3+2-bearbejdning vs. 4+1-bearbejdning
 4. Konfigurationsmuligheder for 5-Axis Machining Centers
 5.Hvorfor vælge 5-Axis CNC-bearbejdning?
 6.Programmering 5-Axis CNC-maskiner
 7. Nøgletrin i 5-Axis CNC-bearbejdning
 8. Skæreværktøj til CNC-bearbejdning
 9.Custom 5-Axis CNC Machining Services

 

 

1. Hvad er en fem-akset CNC-maskine?

En femakset CNC-maskine er en højpræcisionsenhed, der kan udføre værktøjsoperationer samtidigt gennem fem akser, velegnet til fremstilling af dele med komplekse former og fine overfladefinisher. Sammenlignet med traditionelle tre-aksede værktøjsmaskiner giver fem-aksede værktøjsmaskiner højere grad af frihed og kan behandle i flere retninger samtidigt, hvilket forbedrer behandlingseffektiviteten og nøjagtigheden.
Ud over X-, Y- og Z-akserne inkluderer femaksede maskiner også A-, B- eller C-akser. Disse ekstra akser styrer rotationen og hældningen af ​​arbejdsbordet, så arbejdsemnet kan skæres i flere vinkler. Dette muliggør bearbejdning af komplekse geometrier, især præcis sideskæring ved rotation 360 grader. Værktøjet kan svinge på det stationære emne, eller arbejdsbordet kan vippes til den ønskede vinkel for at imødekomme en række komplekse bearbejdningsbehov. Typen og forarbejdningsmetoden for værktøjsmaskiner med fem akser varierer i henhold til de specifikke konfigurations- og applikationskrav.

 

2.Typer af fem-aksede CNC-værktøjsmaskiner

For at imødekomme forskellige markedsbehov har producenter af CNC-udstyr designet en række fem-aksede CNC-værktøjsmaskiner. De er hovedsageligt kendetegnet ved rotationen af ​​arbejdsbordet eller værktøjets bevægelse i forskellige retninger. Følgende er fem almindelige typer af fem-aksede CNC-værktøjsmaskiner:

 

(1) Dobbelt-pivot spindelhoved type

Denne type værktøjsmaskine styrer direkte retningen af ​​værktøjsaksen gennem to roterende koordinater, hvilket giver højpræcisions-multivinkelbehandlingsmuligheder.
 

(2) Pitch svinghoved type

I denne type er de to koordinatakser placeret over værktøjet, men rotationsaksen er ikke vinkelret på den lineære akse, som er velegnet til bearbejdning af komplekse former.
 

(3) Dobbelt pladespiller type

Den dobbelte drejeskivemaskine styrer rotationen af ​​rummet gennem to roterende koordinater og kan udføre præcis skæring i flere akser på samme tid.
 

(4) Pitch bord type

Denne type værktøjsmaskine placerer to koordinatakser på arbejdsbordet, og rotationsaksen er ikke vinkelret på den lineære akse, hvilket er velegnet til flervinklet og kompleks geometrisk behandling.
 

(5) Roterende bord + roterende spindelhoved type

Denne værktøjsmaskine anvender to roterende koordinater til henholdsvis værktøjet og emnet, hvilket giver højere fleksibilitet og præcision og kan opnå kompleks tredimensionel bearbejdning.

 

3.5-akse CNC-bearbejdning vs 3+2-bearbejdning vs 4+1-bearbejdning

 

Fem-akset bearbejdning=femsidet bearbejdning?
Fem-akset bearbejdning og fem-sidet bearbejdning er to forskellige bearbejdningsmetoder. Fem-akset bearbejdning involverer fem akser, der bevæger sig samtidigt og er velegnet til bearbejdning af mere komplekse dele, mens femsidet bearbejdning (3+2 bearbejdning) er baseret på tre akser og tilføjer rotations- og vippeakser til at bearbejde fem flader i en enkelt opsætning .

3+2-akse CNC-bearbejdning
3+2-bearbejdning, eller femsidet bearbejdning, bruger tre lineære akser plus en rotationsakse og en vippeakse. Denne metode kan bearbejde fem sider af en del i en enkelt opsætning ved at bruge de yderligere to akser til at flytte emnet.

4+1-akse CNC-bearbejdning
4+1-bearbejdning bruger en fem-akset værktøjsmaskine, men fikserer én rotations- eller vippeakse. Fire akser arbejder samtidigt, og normalt bruges kun én akse til positionering. Det er mere kraftfuldt end 3+2-bearbejdning, men stadig ikke helt svarer til 5-aksebearbejdning.

Fuld 5-akse CNC-bearbejdning
Fuld 5-aksebearbejdning er fem akser, der arbejder samtidigt, inklusive tre lineære akser og to roterende akser, som kan udføre mere komplekse former og præcisionsbearbejdning. Velegnet til dele, der kræver høj præcision og kompleks geometri, såsom krogoverflade, speciel form og hul bearbejdning.

Fem-akset bearbejdning er velegnet til komplekse og præcise bearbejdningsopgaver, mens fem-sidet bearbejdning mere er en udvidelse på basis af tre akser. Fem-akset maskinværktøjsprogrammering er mere kompleks end tre-akset, og værktøjsgeometrien er mere sofistikeret.

 

4. Konfigurationstyper af 5-Axis Machining Centers

Almindelige 5-akse CNC-maskinekonfigurationstyper omfatter bord-bord, hoved-bord, hoved-hoved og andre kombinationer.
Tabel-tabel konfiguration
Denne konfiguration omtales ofte som en tapbordsmaskine og har to roterende akser integreret i bordet, mens maskinens hoved forbliver stationært. Arbejdsemnet placeres ved at dreje bordet. Denne konfiguration er baseret på en traditionel tre-akset CNC-maskine, der bruger to roterende akser til at justere emnets orientering. Trunion-konfigurationen giver fremragende underskæringsevner, et større arbejdsområde og højere hastighed og holdbarhed til højpræcision og storskalabearbejdning.
Hoved-bord konfiguration
I denne konfiguration udfører maskinens hoved al roterende bevægelse, mens bordet forbliver stationært. Hovedet kan roteres eller vippes i flere vinkler for at fuldføre komplekse bearbejdningsopgaver. Denne konfiguration er meget effektiv til bearbejdning af emner med komplekse former og snævre mellemrum, især til applikationer, der kræver højpræcisionsbearbejdning.
Hoved-hoved konfiguration
En hoved-hoved-maskine er en mere kompleks konfiguration, hvor begge hoveder på maskinen kan rotere. Denne maskine giver flere grader af frihed end andre konfigurationer, hvilket muliggør mere komplekse bearbejdningsoperationer. Velegnet til bearbejdningsopgaver, der kræver skæring i flere vinkler samtidigt. Hoved-hoved-konfigurationen er særligt velegnet til bearbejdning af sarte dele og komplekse geometrier og giver større stabilitet og præcision.

 

5.Hvorfor bruge 5-akse CNC-bearbejdning?

5-axis CNC-værktøjsmaskiner har betydelige fordele i flere industrier, især inden for medicin, rumfart og bilindustrien, og er i stand til at behandle komplekse former, høj præcision og glatte overflader.
I modsætning til traditionelle 3-akse-værktøjsmaskiner kan 5-akse CNC-bearbejdning fuldføre multi-facetteret skæring, boring og anboring samtidigt i én opsætning, hvilket sparer tid og forbedrer effektiviteten. Den kan håndtere komplekse geometrier, som traditionelle værktøjsmaskiner ikke kan fuldføre, hvilket reducerer behovet for genpositionering af emnet, hvilket forbedrer bearbejdningsnøjagtigheden og overfladekvaliteten. Den høje præcision og stabilitet af 5-akse CNC-maskiner gør dem ideelle til masseproduktion og fremstilling af høj standard, især i industrier, der kræver høje tolerancer og fine konturer. Ved at reducere menneskelig indgriben forbedrer 5-aksebearbejdning produktionseffektiviteten og forarbejdningskvaliteten og er et uundværligt værktøj til moderne fremstilling.
Fordele ved 5-akse CNC-bearbejdning
 Forkort leveringstiden og forbedre produktionseffektiviteten
 Forbedre bearbejdningsnøjagtighed og kvalitet
 Muliggør bearbejdning af komplekse geometrier og detaljer
 Forbedre produktionskapaciteten
 Udskift flere bearbejdningsudstyr
 Reducer potentielle fejl i bearbejdningsprocessen
 Forlæng skæreværktøjets levetid gennem automatisk værktøjsvalg og optimeret skærehastighed
 Reducer vibrationer og opnå højere overfladefinish

 

6.Programmering af 5-akse CNC-maskiner
G-kodeprogrammering for 5-akse CNC-maskiner begynder med en model designet i CAD-software, som derefter konverteres til en algoritme, der inkluderer spindelhastighed, tilspændingshastighed og værktøjsbevægelse. Sammenlignet med traditionelle 3-aksemaskiner kræver 5-aksebearbejdning styring af forskellige vinkler af værktøjet og bordets hældningssti.

Programmeringsmetoder
I 5-akseprogrammering er der to måder at styre rotationsbevægelse på: ved hjælp af rotationsvinkler eller værktøjsvektorer. Værktøjsvektorer specificerer rotations- eller hældningsvinkler gennem X-, Y- og Z-aksekommandoer, som er fleksible og tillader programmering at blive delt mellem forskellige maskiner uden behov for specifikke akseanmærkninger (A-, B- og C-akser). Ofte brugt software inkluderer Autodesk, Mastercam, Siemens NX, PowerMill og Edgecam.

5-akse CNC-bearbejdningspunkter
Skærehastighed: Sørg for, at værktøjsmaskinen effektivt kan kontrollere skærebanen.
Look-ahead funktion: Forbedre beregningseffektiviteten og sikre problemfri behandling.
Værktøjsholdersystem: Vælg en passende værktøjsholder for at undgå værktøjsvibrationer under bearbejdning.
Tilspændingshastighed: Styr fremføring og værktøjshastighed rimeligt for at forlænge værktøjets levetid.
Kølevæske: Brug passende køle- og smøremiddel, undgå overophedning, og fjern affald.
Værktøjsstisimulering: Udfør værktøjsstisimulering før behandling for at sikre nøjagtig behandling.

 

7. Nøgletrin, når du udfører 5-Axis CNC-bearbejdning

Sørg for matchning af behandlingshastighed
Sørg for, at CNC-maskinen har tilstrækkelig bearbejdningshastighed til effektivt at kontrollere skæreværktøjets bane angivet af G-koden og undgå eventuelle forsinkelser eller fejl under bearbejdningsprocessen.

Aktiver Look-Ahead
Aktivering af look-ahead-funktionen hjælper CNC-maskinen med at beregne stien på forhånd for en jævnere og mere effektiv bearbejdningsproces.

Vælg det rigtige værktøjsholdersystem
At vælge et stabilt værktøjsholdersystem er afgørende for at sikre, at værktøjet ikke vibrerer under bearbejdningsprocessen, og derved sikre bearbejdningskvalitet og nøjagtighed.

Styr tilspændingshastighed og værktøjshastighed
Præcis styring af tilspændingen kan øge værktøjets levetid. Korrekt justering af værktøjshastigheden, så den passer til de forskellige materialers bearbejdningsbehov, kan hjælpe med at forlænge værktøjets levetid.

Brug den rigtige kølevæske
Brug det rigtige kølemiddel (såsom smøremiddel eller vandstrålesystem) for at reducere spindlens varme, undgå overophedning af værktøjet, sikre stabilitet under skæreprocessen og rense spildmaterialet i skæreområdet.

Værktøjsstisimulering
Inden egentlig bearbejdning skal du bruge simuleringssoftware til at kontrollere værktøjsstien for at sikre, at alle stier er blevet planlagt korrekt, og verificere resultaterne for at reducere fejl og unødvendige tab.

 

8. Skæreværktøj til CNC-bearbejdning
5-akse CNC-maskiner bruger lignende skærende værktøjsmaterialer som 3-aksemaskiner, men har væsentligt forbedrede værktøjsholdestationer og værktøjsudskiftningsmuligheder. Den 5-akse værktøjsmaskine er udstyret med et automatisk arbejdsemne- eller palleskiftesystem, som reducerer manuel indgriben og forbedrer effektiviteten af ​​multi-variety og små batch-produktion. Automatiske værktøjsskiftemagasiner indeholder typisk 60 til 120 værktøjsstationer og er velegnede til komplekse designs.

Valg af materiale til skæreværktøj
Valg af det rigtige værktøjsmateriale afhænger af styrke, varmeledningsevne og friktionskoefficient. Generelt bør styrken af ​​værktøjsmaterialet være 40% til 60% højere end forarbejdningsmaterialet. Almindelige værktøjsmaterialer omfatter:

Kulstofstål:lav pris, let tilgængelig, almindeligt anvendt til rutinemæssig behandling, indeholdende 0,6 % til 1,5 % kulstof.
Højhastighedsstål:Det har stærk slidstyrke og bruges ofte til kompleks behandling. Den indeholder wolfram, krom, molybdæn og kulstofstål.
Carbid:Velegnet til ultra-højhastighedsskæring, har høj varmebestandighed og kan modstå temperaturer op til 1000 grader. Dens sammensætning omfatter wolfram, titanium og tantal.
Keramisk:har fremragende kemisk stabilitet og høj hastighed, korrosionsbestandighed, hovedsageligt sammensat af siliciumnitrid og aluminiumoxid.
Andre materialer:såsom diamantspidser, carbonbornitrid eller cermets, velegnet til specielle arbejdsforhold

9.Custom 5-Axis CNC Machining Services

Efterhånden som 5-akse CNC-bearbejdning er blevet mere og mere fordelagtig med hensyn til præcision, glathed og produktivitet, fortsætter den globale efterspørgsel efter denne bearbejdningsteknologi med at stige. For små mængder produktion kan det dog være uoverkommeligt at købe en 5-akse CNC-maskine direkte, og disse enheder bliver muligvis ikke udnyttet fuldt ud, når efterspørgslen er sjælden. Derfor tilbyder mange store virksomheder og producenter CNC-bearbejdning på timebasis.
Gebyrerne for 5-akse CNC-bearbejdningstjenester varierer afhængigt af typen af ​​værktøjsmaskine og bearbejdningsbehovene. Typisk varierer timegebyret fra $50 til $200. Gennem disse tjenester kan kunderne skræddersy løsninger og opnå højpræcision, personlig fremstilling af dele uden at pådrage sig høje udstyrsomkostninger. Tjenesteudbydere vil tilbyde fleksible bearbejdningsmuligheder baseret på specifikke behov og produktionsplaner.

 

Få et tilbud nu