Главная


yilmaz
Kaban
lgf
prof
comall
mla

5 осевой фрезерный станок с чпу


Как работает 5 осевой фрезерный станок с чпу. Устройство станка с чпу 5 осей.

Содержание:

  1. Что такое 5-осевая обработка на станке с ЧПУ?
  2. Оси чпу станка в 5 координатной системе?
  3. А что же насчет двух других осей?
  4. Конфигурации 5 осевых станков
  5. Сколько же осей обработки вам нужно?
  6. Так сколько осей вам нужно?
  7. Зачем использовать 5-осевую обработку?
  8. 5 осей против 3 + 2 оси станка
  9. Сравним технологию 5-осевой обработки и 3D-печати
  10. Как получить максимальную эффективность при 5 осевой обработки
  11. Важность 5-осевого управления и программного обеспечения
  12. Предотвращение аварий в 5-осевой обработке
  13. Проверка инструмента на 5-осевом станке
  14. 5-осевая обработка: Соответствует ли принципу «сделать за 1 раз»?
  15. Техника обработки при 5-осевом фрезеровании

Всем привет, Друзья! С Вами 3DTool!

Представьте, что бы Микеланджело смог сделать с помощью 5-осевого фрезерного станка!


Это может прозвучать странно, но если бы художник эпохи Возрождения мог обменять свой молоток и зубило на компьютерное числовое программное управление (ЧПУ) и подходящие станки, у нас были бы тысячи статуй Давида, вырезанные из множества различных материалов.

Независимо от того, лепите ли вы шедевр из мрамора или фрезеруете лопасти турбиона из титана, основной принцип один и тот же: начинаете с цельного куска материала и удаляете ненужные части, пока не останется целевой объект. Конечно, этапы этого процесса намного сложнее, особенно для 5-осевой обработки на ЧПУ.

 

Что такое 5-осевая обработка на станке с ЧПУ?

Говоря простыми словами, 5-осевая обработка - это использование ЧПУ для перемещения детали или режущего инструмента по пяти различным осям одновременно. Такая обработка позволяет изготавливать очень сложные детали, и именно поэтому она особенно популярна, например, в аэрокосмической отрасли или машиностроении.

Однако, несколько факторов способствовали широкому применению 5-осевой обработке больше всего. Среди них:

  1. Максимальная приближенность к принципу – одна обработка за одну установку (иногда называемой «сделано за один раз»), что сокращает время выполнения и повышает эффективность.

  2. Удобство доступа к сложным частям геометрии изделия и возможность избежать столкновения с держателем инструмента благодаря возможности наклонять режущий инструмент или стол.

  3. Оптимизация и улучшение срока службы инструмента станка и времени цикла обработки. Это достигается путем наклона инструмента / стола, в результате чего поддерживается оптимальное положение и траектория резки .

Каталог фрезерных станков с ЧПУ 5 осей

Каталог фрезерных станков с ЧПУ 4 оси

Каталог фрезерных станков с ЧПУ 3 оси

Оси чпу станка в 5 координатной системе?

Мы все знаем историю о Ньютоне и яблоке, но есть аналогичная апокрифическая история о математике и философе Рене Декарте.


Декарт лежал в постели (как обычно делают математики и философы), когда заметил, как по его комнате летает муха. Он понял, что может описать положение мухи в трехмерном пространстве комнаты, используя всего три числа, представленные переменными X, Y и Z.

Это декартова система координат, и она используется уже больше трех столетий после смерти ученого. Таким образом, координаты X, Y и Z - это три из пяти осей в 5-осевой обработке.


А что же насчет двух других осей?

Представьте себе поближе муху Декарта в полете. Вместо того, чтобы описывать только её положение как точку в трехмерном пространстве, мы можем описать её ориентацию. Представьте себе, что муха крутиться во время движения так же, как крутится самолет во время крена. Данное вращение описывается четвертой осью A: поворотная ось (вращение вокруг оси X)

Продолжая сравнение с самолётом, тангаж (наклон) мухи описывается пятой осью, B: ось вращения вокруг Y.

Проницательные читатели, без сомнения, сделают вывод о существовании шестой оси C, которая вращается вокруг оси Z. Это рыскание (поворот) мухи в нашем примере. 

Если вам сложно представить шесть осей, описанных выше, вот схема:


Оси A, B и C расположены в алфавитном порядке, чтобы соответствовать осям X, Y и Z. Хотя существуют 6-осевые станки с ЧПУ, конфигурации с 5- осью являются более распространенными, поскольку добавление шестой оси обычно дает не очень много дополнительных преимуществ.

Последнее замечание о соглашениях по маркировке осей: в вертикальном обрабатывающем станке оси X и Y находятся в горизонтальной плоскости, а ось Z - в вертикальной плоскости. В горизонтальном обрабатывающем станке оси Z и Y меняются местами. Смотрите схему ниже:



Конфигурации 5 осевых станков

 

Конфигурация 5-осевого станка определяет, какие две из трех осей вращения он использует. 

Например, машина c цапфой с вращающимся столом работает с осью A (вращается вокруг оси X) и с осью C (вращается вокруг оси Z), тогда как машина с инструментом на шарнире работает с осью B (вращается вокруг оси Y) и оси C (вращается вокруг оси Z).


Внутренний вид цапфы 5-осевого вертикального обрабатывающего центра.

 

Вращение осей в станках с цапфой обеспечивается посредством движения стола, тогда как в станках шарнирного вращения, дополнительные оси обеспечиваются поворотом шпинделя. Оба вида станков имеют свои уникальные преимущества. Например, станки с цапфой вмещают больший объем обрабатываемой детали, поскольку нет необходимости компенсировать пространство, занимаемое вращающимся шпинделем. С другой стороны, машины шарнирного вращения могут обрабатывать более тяжелые детали, поскольку стол всегда расположен горизонтально.

Видео о преимуществах станков с цапфой:


Видео о преимуществах станков с шарнирной головой:

Сколько же осей обработки вам нужно ?

Возможно, вы видели ссылки на обрабатывающие центры, предлагающие семь, девять или даже одиннадцать осей. Несмотря на то, что множество дополнительных осей могут показаться сложным, объяснение такой ошеломляющей геометрии на самом деле довольно просто.

«Когда вы имеете дело со станками, которые имеют, скажем, более одного вращающегося шпинделя, у вас уже есть больше осей», - объяснил Майк Финн, менеджер по разработке промышленных приложений в Mazak America.

«Например, у нас есть станки со вторыми шпинделями и нижними револьверными головками. На этих станках будет несколько осей: верхняя револьверная головка будет иметь 4 оси, а нижняя револьверная головка имеет 2 оси, а затем у вас есть противоположные шпиндели, которые также имеют 2 оси. Итого в таких станках может быть до 9 осей», - продолжил Финн.


 «Детали, которые вы делаете, по-прежнему 5-осевые», - добавляет Уэйд Андерсон, специалист по продажам продукции в Okuma America.

 

«Такой компонент, как аэрокосмический клапан, может быть сделан на нашем вертикальном центре MU-5000, который представляет собой 5-осевую машину. Или мы могли бы выполнить эту деталь на многоосном станке, который имеет вращающуюся ось B и два шпинделя для двух осей C, плюс X, Y и Z. Есть также более низкая револьверная головка, которая дает вам второй X и Z. Все эти модификации дают большее количество осей, но сама деталь имеет всю ту же пяти-осевую геометрию» - пояснил Андерсон.

Каталог фрезерных станков с ЧПУ 5 осей

Каталог фрезерных станков с ЧПУ 4 оси

Каталог фрезерных станков с ЧПУ 3 оси

Так сколько осей вам нужно?

Как часто бывает в производстве, ответ на этот вопрос зависит от вашего конкретного случая. Финн привел следующий пример:

«Лопатка турбины - это поверхность свободной формы и может она быть довольно сложной. Наиболее эффективный способ выполнить обработку лопасти, подобной этой, - использовать 5-осевую обработку инструментом по спирали вокруг аэродинамического профиля лезвия. Конечно, можно использовать и 3х-осевую обработку, если вы выставите лопасть на определенную позицию, а затем используете три линейные оси для обработки поверхности, но обычно это не самый эффективный способ».

Андерсон соглашается: «Геометрия детали скажет вам, нужна ли вам конфигурация с 3, 4 или 5 осями».


5-осевой вертикальный обрабатывающий центр.

 

Однако важно помнить, что количество нужных вам осей зависит не только от детали. «Выбор конфигурации в основном диктуется самой деталью, но нужно не забывать и того, что хочет заказчик», - сказал Андерсон.

Заказчик может принести деталь, скажем, титановую аэрокосмическую скобу, и я могу сказать: «Это идеальная деталь для 5-осевого обрабатывающего станка », но они могут планировать в будущем делать детали, которые будут работать лучше на одном из MULTUS U. Эта многофункциональная машина не может быть оптимизирована так же, как 5-осевой обрабатывающий центр, но она может предоставить заказчику возможность выполнять множество видов других работ, что является частью их долгосрочного плана».

«Еще одна вещь, которую следует учитывать, - это размер рабочей зоны», - добавил Финн.

«Какой максимальный размер детали вы можете вставить в станок и при этом выполнять смену инструмента и смену деталей? В этом заключается понимание возможностей машины и того, что она сможет и не сможет сделать».

Зачем использовать 5-осевую обработку?

Попытка выбрать между 3-осевой обработкой и 5-осевой обработкой - это то же самое, что попытаться выбрать между гамбургером из Макдональдса или стейком BBQ на косточке; если цена - ваша единственная забота, тогда, очевидно, вы выбираете первый вариант.

Однако дилемма становится намного более сложной при сравнении 5-осевой и 3 + 2-осевой.

Каталог фрезерных станков с ЧПУ 5 осей

Каталог фрезерных станков с ЧПУ 4 оси

Каталог фрезерных станков с ЧПУ 3 оси

5 осей против 3 + 2 оси станка

Важно различать 5-осевую обработку и 3 + 2-осевую обработку.

Первая - также называемая непрерывной или одновременной 5-осевой обработкой - включает в себя постоянную регулировку режущего инструмента по всем пяти осям, чтобы наконечник оставался оптимально перпендикулярным к детали.


Полная 5-осевая демонстрационная часть из алюминия. Время цикла: 13 минут.

 

Вторая – так же называемая 5-сторонней или позиционной 5-осевой обработкой – представляет собой выполнение 3-осевой программы с режущим инструментом, зафиксированным под углом, определяемым двумя осями вращения. Механическая работа, которая включает в себя переориентацию инструмента по осям вращения между вырезами, называется «5-осевой индексацией», хотя она по-прежнему считается 3 + 2.


Демонстрационная часть с 3 + 2 осями из алюминия. Время цикла: 7 минут.

 

Основным преимуществом непрерывной 5-осевой обработки по сравнению с 5-осевой индексацией является скорость, так как последняя требует остановки и запуска между переориентацией инструмента, тогда как 5-осевая не делает этого.

Однако всегда есть возможность получить одинаковые результаты при использовании непрерывной или индексированной 5-осевой оси.

Стоит также отметить, что преимущество в скорости ведет к увеличению движущихся частей, что означает повышенный износ, а также к большей потребности в обнаружении возможности столкновения деталей. Это одна из причин, по которой непрерывная 5-осевая обработка является более сложной с точки зрения программирования.

Каталог фрезерных станков с ЧПУ 5 осей

Каталог фрезерных станков с ЧПУ 4 оси

Каталог фрезерных станков с ЧПУ 3 оси

Сравним технологию 5-осевой обработки и 3D-печати

 

3D-печать или аддитивное производство - актуальная тема в мире производства сейчас, особенно в сравнении с технологиями выборки, такими как 5-осевая обработка.

Хотя иногда предполагается, что эти два метода конкурируют (поскольку фанаты 3D-печати утверждают, что данная технология скоро разрушит всю обрабатывающую промышленность), правильнее будет думать, что аддитивные и субстрактивные технологии производства дополняют друг друга.


Станок INTEGREX i-400AM от Mazak сочетает в себе аддитивное производство и 5-осевую обработку.

 

«Я не думаю, что аддитивное производство полностью захватит рынок, но я думаю, что теперь появилась возможность для разработки деталей, которые не могли быть созданы в прошлом», - сказал Финн.

«Конечно, есть и останутся детали, требующие обработки выборкой. Например, детали с очень жестким допуском на круглость».

«Можно напечатать почти полностью готовый элемент, но для достижения необходимого допуска этот элемент все же может потребоваться обработать на станке», - добавил Финн.

Означают ли это, что будущее производство будет представлять собой гибрид 3D - принтер / 5-осевой ЧПУ станок?

Андерсон не уверен в этом: «Реальное применение 3D-печати вне лабораторной среды заключается не в том, чтобы использовать машину комбинированного стиля, а, в том, чтобы, например, 3D-принтер с технологией SLS сделал то, что он делает лучше всего, и фрезерный станок сделал то, что делает лучше всего, работая над общим результатом посредством автоматизации».

Причина существования двух отдельных машин, в данном случае, сводится к управлению порошком и стружкой внутри машины.

«Количество порошка, которое вы пропускаете при лазерном спекании, например, на 13кг детали, может составлять 70–140 кг», - сказал Андерсон.

«Если это входит в машину, где все объединено, то не существует проверенного способа заново использовать весь этот порошок».

Другими словами, вопросы, касающиеся взаимосвязи 3D-печати с 5- осевой обработкой, чаще всего касаются сотрудничества технологий, нежели конкуренции. «Я думаю, что аддитивное производство может уменьшить количество черновой обработки, которая необходима», - заключил Финн.

Каталог 3D принтеров

Как получить максимальную эффективность при 5 осевой обработки.

Нередко 5-осевые возможности используются недостаточно.

«Некоторые могут иметь станок, но могут не понимать, что он из себя представляет в полном объеме. Либо у них может не быть программного обеспечения, необходимого для создания программы резки, которая бы использовала все возможности машины», - заметил Финн.

Андерсон соглашается: «Это душераздирающее зрелище для компании, подобной нашей. Когда мы видим компанию, которая идет ва-банк, получает оборудование, устанавливают его. По разным причинам они приобретают многофункциональный станок с 5 или более осями и используют его как 3-осевой станок. Это происходит постоянно».


Схема горизонтального обрабатывающего центра Okuma MU-10000H.

 

«Во многом это зависит от персонала», - добавил Андерсон. «Требуется обучение и понимание того, как использовать машину. Иногда трудно думать об обработке детали с верхним, нижним, главным шпинделем и вспомогательным шпинделем, и все в процессе, одновременно.»

«Есть много компаний, разрабатывающих программное обеспечение, которые намного лучше справляются с этим, но освоить его сложно», - заключил Андерсон.

Важность 5-осевого управления и программного обеспечения

Несмотря на то, что наличие оператора с нужным набором навыков является основным фактором, позволяющим максимизировать возможности 5-осевого станка, управление и программное обеспечение станка также важны.

«Когда вы выполняете высокоскоростную 5-осевую обработку, сервоприводы на станке и время отклика очень важны, чтобы избежать короткого замыкания или перерегулирования при обработке», - сказал Финн. «Контроллер в станке должен уметь обрабатывать данные достаточно быстро, чтобы траектория движения была четкой, плавной, равномерной. Нужно избегать резких движений, которые могут вызвать повреждения заготовки».


Mazak's MAZATROL SmoothX с ЧПУ.

«Аналогично, программное обеспечение, которое создает 5-осевые программы, должно быть способно создавать хороший плавный код, чтобы станок мог двигаться плавно», - заключил Финн.

Выбор правильного пакета CAD / CAM необходим для получения максимальной отдачи от вашего станка.

«Если вы, например, занимаетесь аэрокосмическими деталями, вы должны работать с программными пакетами высокого класса», - сказал Андерсон.

«Если вы просто делаете небольшие алюминиевые формы компонентов для литья под давлением в автомобильной компании, или все, что вы делаете, это сверлите пару отверстий в корпусе двигателя, это совсем другая история».

«Если, же вы режете детали, которые требуют системы CAM для создания программ резки, вы должны инвестировать в систему CAM, которая дополняет возможности станка», - добавил Финн.


Предотвращение аварий в 5-осевой обработке.

Когда дело доходит до создания 5-осевых траекторий, обычно существует дилемма между работой на более высоких скоростях и подачами и минимизацией риска столкновений. К счастью, сегодня на рынке есть ряд программных инструментов, которые могут помочь решить ее.

«С нашим программным обеспечением по предотвращению столкновений вы можете загрузить трехмерн

5-осевых фрез

×

Результаты поиска

Веб-страницы

изображений

    • <
    • 1
    • >
  • машины

    • Вертикальные мельницы
      • Вертикальные фрезы
.

Ошибка 404 Не найдено

×

Результаты поиска

Веб-страницы

изображений

    • <
    • 1
    • >
  • машины

    • Вертикальные мельницы
      • Вертикальные фрезы
      • VF Series
      • Универсальные машины
      • VR Series
      • Мини Миллс
      • Формовочные машины
.
Что, почему и как для 5-осевой обработки с ЧПУ> ENGINEERING.com «В каждом каменном блоке есть статуя, и задача скульптора - обнаружить ее». - Микеланджело (1475-1564)

Представьте, что Микеланджело мог сделать с помощью 5-осевого фрезерного станка.

Это может прозвучать странно, но если бы художник эпохи Возрождения мог обменять свой молоток и зубило на компьютерное числовое управление (ЧПУ) и подходящие станки, мы могли бы вырезать тысячи статуй Давида из множества различных материалов.

Если вы все еще сомневаетесь в том, чтобы описать 5-осевую обработку как искусство, нажмите здесь или здесь.

Независимо от того, лепите ли вы шедевр из мрамора или фрезеруете блиск из титана, основной принцип один и тот же: начните с блока материала и удаляйте ненужные биты до тех пор, пока не останется целевой объект. Конечно, детали этого процесса намного сложнее, особенно для 5-осевой обработки.

Проще говоря, 5-осевая обработка включает использование ЧПУ для перемещения детали или режущего инструмента по пяти различным осям одновременно.Это позволяет обрабатывать очень сложные детали, поэтому 5-осевая ось особенно популярна для аэрокосмических применений.

Однако, несколько факторов способствовали более широкому принятию 5-осевой обработки. К ним относятся:

  • Стремление к обработке с одной установкой (иногда называемой «выполнено в одном»), чтобы сократить время выполнения заказа и повысить эффективность
  • Возможность избежать столкновения с держателем инструмента путем наклона режущего инструмента или стола, что также обеспечивает лучший доступ к геометрии детали
  • Увеличенный срок службы инструмента и время цикла в результате наклона инструмента / стола для поддержания оптимального положения резки и постоянной нагрузки на стружку

Что такое оси в 5-ти осях?

Мы все знаем историю о Ньютоне и яблоке, но есть аналогичная апокрифическая история о математике и философе Рене Декарте.

Рене Декарт. (1569-1650)

Декарт лежал в постели (как обычно делают математики и философы), когда заметил, как вокруг его комнаты гудит муха. Он понял, что может описать положение мухи в трехмерном пространстве комнаты, используя только три числа, представленные переменными X, Y и Z.

Это декартова система координат, и она продолжает использоваться более трех столетий после смерти Декарта. Так X, Y и Z покрывают три из пяти осей в 5-осевой обработке.

Как насчет двух других?

Представьте, что вы увеличиваете полет Декарта в середине полета. Вместо того, чтобы описывать только его положение как точку в трехмерном пространстве, мы можем описать его ориентацию. Как оказалось, представьте, как муха катится по тому же самому берегу, что и банки. Его крен описывается четвертой осью, A: ось вращения вокруг X.

Продолжая сравнение самолета, шаг мухи описывается пятой осью, B: ось вращения вокруг Y.

Проницательные читатели, без сомнения, сделают вывод о существовании шестой оси C, которая вращается вокруг оси Z.Это рыскание мухи в нашем примере.

Если вам сложно визуализировать шесть осей, описанных выше, вот схема:

Оси A, B и C расположены в алфавитном порядке, чтобы соответствовать осям X, Y и Z. Хотя существуют 6-осевые станки с ЧПУ, такие как фрезерный станок Zimmermann FZ 100 Portal, конфигурации с 5 осями встречаются чаще, поскольку добавление шестой оси обычно дает несколько дополнительных преимуществ.

Последнее замечание об условных обозначениях осей: в вертикальном обрабатывающем центре оси X и Y располагаются в горизонтальной плоскости, а ось Z - в вертикальной плоскости.В горизонтальном обрабатывающем центре оси Z и Y меняются местами. Смотрите схему ниже:

(Изображение предоставлено Cameron Anderson / Aerotech.)

5-осевые конфигурации

Конкретная конфигурация 5-осевого станка определяет, какие две из трех осей вращения он использует.

Например, машина в форме цапфы работает с осью A (вращается вокруг оси X) и с осью C (вращается вокруг оси Z), тогда как машина с вращающимся вращением работает с B- ось (вращающаяся вокруг оси Y) и ось C (вращающаяся вокруг оси Z).

Вид изнутри на цапфу вертикального 5-осевого обрабатывающего центра Okuma MU-4000V. (Изображение предоставлено Окумой.)

Вращающиеся оси в станках типа цапфы выражаются посредством движения стола, тогда как станки в стиле вращающегося вращения выражают свои вращательные оси, поворачивая шпиндель. Оба стиля имеют свои уникальные преимущества. Например, станки в форме цапфы предлагают большие объемы работы, поскольку нет необходимости компенсировать пространство, занимаемое вращающимся шпинделем.С другой стороны, машины типа поворотного вращения могут поддерживать более тяжелые детали, поскольку стол всегда горизонтален.

Для получения дополнительной информации о преимуществах станков в стиле цапфы и поворотного типа, посмотрите эту пару видео от Hurco North America:

Преимущества цапфы на 5-осевом обрабатывающем центре

Преимущества поворотной головки на 5-осевом обрабатывающем центре

Сколько топоров вам нужно?

Возможно, вы видели ссылки на обрабатывающие центры, предлагающие семь, девять или даже одиннадцать осей.Хотя такое количество дополнительных осей может показаться трудным представить, объяснение такой ошеломляющей геометрии на самом деле довольно просто.

«Когда вы работаете с станками, которые имеют, скажем, более одного токарного шпинделя, у вас уже есть больше осей», - объяснил Майк Финн, менеджер по разработке промышленных приложений в Mazak America.

«Например, у нас есть станки со вторым шпинделем и нижними револьверными головками. На этих станках у вас будет несколько осей: верхняя револьверная головка будет иметь 4 оси, а нижняя револьверная головка имеет 2 оси, а затем у вас есть противоположные шпиндели, которые также имеют 2 оси.Таких машин может быть до 9, - продолжил Финн.

Mazak INTEGREX i-400ST. (Изображение предоставлено Mazak.)

«Детали, которые вы делаете, по-прежнему 5-осевые», - добавил Уэйд Андерсон, менеджер по продажам в Okuma America.

«Такой компонент, как аэрокосмический клапан, может быть установлен на нашем вертикальном центре MU-5000, который представляет собой 5-осевую машину. Или мы могли бы выполнить эту часть на многоосном станке, который имеет вращающуюся ось B и два шпинделя для двух осей C, плюс X, Y и Z. Есть также более низкая револьверная головка, которая дает вам вторую X и Z.Так что это дает вам больше осей, но сама деталь имеет ту же геометрию », - пояснил Андерсон.

Так сколько осей вам нужно?

Как часто бывает в производстве, ответ на этот вопрос зависит от вашего конкретного применения. Финн привел следующий пример:

«Лопатка турбины представляет собой поверхность свободной формы и может быть довольно сложной. Наиболее эффективный способ закончить обработку лезвия, подобного этому, - это использовать 5-осевую зацепление инструмента по спирали вокруг аэродинамического профиля лезвия.Вы можете использовать 3-осевую обработку, если вы индексируете лезвие на определенную позицию, а затем используете три линейные оси для обработки поверхности, но обычно это не самый эффективный способ ».

Андерсон соглашается: «Геометрия детали скажет вам, нужна ли вам конфигурация с 3, 4 или 5 осями».

5-осевой вертикальный обрабатывающий центр Okuma MU-6300V. (Изображение предоставлено Окумой.)

Однако важно помнить, что количество нужных вам осей зависит не только от одной детали.«Это многое будет определять, но есть и то, чего хочет магазин», - сказал Андерсон.

«Заказчик может принести мне деталь, скажем, титановую аэрокосмическую скобу, и я могу сказать:« Это идеальная деталь для 5-осевого обрабатывающего центра », но они могут планировать сделать детали, которые будут работать лучше на одном из наши машины MULTUS U. Эта многофункциональная машина не может быть оптимизирована так же, как 5-осевой обрабатывающий центр, но она может дать заказчику возможность выполнять токарные, валовые или патронные работы, что является частью их долгосрочного плана.

«Еще одна вещь, которую нужно учитывать, - это рабочая зона», - добавил Финн. «Какой максимальный размер детали вы можете поместить в станок и при этом выполнять смену инструмента и передачу деталей? Он понимает возможности машины и то, что она может и не может делать ».

Попытка выбрать между 3-осевой обработкой и 5-осевой обработкой - это все равно, что попытаться сделать выбор между четвертьундером Макдональда или стейком на косточке; если цена - ваша единственная забота, тогда, очевидно, первое - это путь.

Тем не менее, дилемма становится гораздо более сложной при сравнении 5-осевой и 3 + 2-осевой.

5-осевой против 3 + 2 Оси

Важно различать 5-осевую обработку и 3 + 2-осевую обработку. Первая - также называемая непрерывной или одновременной 5-осевой обработкой - включает в себя непрерывную регулировку режущего инструмента по всем пяти осям, чтобы наконечник оптимально перпендикулярен детали.

Полная 5-осевая демонстрационная часть из алюминия 6010 на DMG MORI DMU50.Время цикла: 13 минут. (Изображение предоставлено автором.)

Напротив, последняя, ​​также называемая 5-сторонней или позиционной 5-осевой обработкой, - включает в себя выполнение 3-осевой программы с режущим инструментом, заблокированным под углом, определяемым двумя осями вращения. Механическая обработка, которая включает в себя переориентацию инструмента по осям вращения между вырезами, называется «5-осевой индексацией», хотя она по-прежнему считается 3 + 2.

3 + 2-осевая демонстрационная часть из алюминия 6010 на DMG MORI DMU50. Время цикла: 7 минут.(Изображение предоставлено автором.) Основным преимуществом непрерывной 5-осевой обработки по сравнению с 5-осевой индексацией является скорость, так как последняя требует остановки и запуска между переориентациями инструмента, а первая - нет.

Однако должна быть возможность получить одинаковые результаты, используя непрерывную или индексированную 5-осевую. (Читателям, которые не согласны, предлагается поделиться примерами деталей, которые могут быть обработаны только с непрерывной 5-осевой осью, в разделе комментариев ниже.)

Также стоит отметить, что преимущество в скорости дает больше движущихся частей, что приводит к повышенному износу, а также к большей потребности в обнаружении столкновения деталей.Это одна из причин, по которой непрерывная 5-осевая обработка является более сложной с точки зрения программирования.


5-осевая обработка против 3D-печати

3D-печать - или аддитивное производство - сейчас является горячей темой в мире производства, особенно в сравнении с вычитающими производственными процессами, такими как 5-осевая обработка.

Несмотря на то, что иногда предполагается, что эти два метода конкурируют друг с другом - поскольку твердолобые поклонники 3D-печати утверждают, что технология скоро разрушит всю обрабатывающую промышленность, - более умеренный взгляд принимает аддитивное и субтрактивное производство в качестве взаимодополняющих процессов.

Mazak INTEGREX i-400AM сочетает в себе аддитивное производство и 5-осевую обработку. (Изображение предоставлено Mazak.)

«Я не думаю, что аддитивное производство полностью возьмет верх, но я думаю, что есть возможности для разработки деталей, которые не могли быть разработаны в прошлом», - сказал Финн. «Но есть еще детали, требующие вычитающей обработки. Например, детали с очень жестким допуском на круглость ».

«Можно вырастить элемент до почти чистой формы, но для достижения необходимого допуска этот элемент все же может потребоваться обработать», - добавил Финн.

Означает ли это, что будущее производства будет за гибридным 3D-принтером / 5-осевым ЧПУ - возможно, с системой координат для измерения, добавленной для хорошей меры?

Андерсон не уверен в этом: «Реальное применение [3D-печати] вне лабораторной среды заключается не в том, чтобы использовать машину комбинированного стиля, а, например, в том, что лазерная машина осаждения делает то, что работает лучше всего, имея токарный станок или фрезерный станок делает то, что умеет лучше всего, и объединяет их посредством автоматизации ».

Обоснование наличия двух отдельных машин сводится к управлению порошком и стружкой.

«Количество порошка, которое вы пропускаете при лазерном осаждении, например, для изготовления 30-фунтовой детали, может составлять 150-300 фунтов титана», - сказал Андерсон. «Если это входит в машину, где все объединено, то нет лучшего способа вернуть весь этот порошок».

Другими словами, вопросы, касающиеся взаимосвязи между 3D-печатью и 5-осевой обработкой, реже касаются конкуренции, чем сотрудничества. «Я думаю, что аддитивное производство может уменьшить количество черновой обработки, которая необходима», - заключил Финн.

Нередко 5-осевые возможности используются недостаточно.

«Некоторые могут иметь машину, но не понимают ее полную функциональность, или у них может не быть программного обеспечения, необходимого для создания программы резки, которая бы использовала все возможности машины», - заметил Финн.

Андерсон соглашается: «Это душераздирающие компании, подобные нашей; когда мы видим компанию, которая идет ва-банк, получает часть оборудования, они кладут ее на пол, а затем по разным причинам берут многофункциональную машину с 5 или более осями и используют ее как 3-осную. машина.Это происходит все время."

Схема горизонтального обрабатывающего центра Okuma MU-10000H. (Изображение предоставлено Окумой.)

«Во многом это персонал», - добавил Андерсон. «Это обучение и понимание того, как использовать машину. Иногда им трудно думать об обработке этой детали с помощью верхнего, нижнего, основного шпинделя и вспомогательного шпинделя, и все это одновременно. Это потрясающе ».

«Есть много компаний, разрабатывающих программное обеспечение, которые намного лучше справляются с этим, но это сложно», - заключил Андерсон.

Важность 5-осевого управления и программного обеспечения

Несмотря на то, что наличие машиниста с правильным набором навыков является основным фактором, позволяющим максимально использовать возможности 5-осевого станка, управление и программное обеспечение станка также важны.

«Когда вы выполняете высокоскоростную 5-осевую обработку, сервоприводы на машине и время отклика очень важны, чтобы избежать короткого замыкания или превышения при обработке», - сказал Финн. «Контроллер в машине должен уметь обрабатывать данные достаточно быстро, чтобы траектория движения была приятным, плавным, равномерным движением.Вы не хотите резких движений, которые могут вызвать выдолбление ».

Mazak's MAZATROL SmoothX CNC. (Изображение предоставлено Mazak.)

«Аналогично, программное обеспечение, которое создает 5-осевые программы, должно быть способно создавать хороший плавный код, чтобы машина могла двигаться в этом плавном движении», - заключил Финн.

Выбор правильного пакета CAD / CAM необходим для получения максимальной отдачи от вашей машины.

«Если вы, например, занимаетесь аэрокосмическими полетами, вам нужно поработать над пакетами высокого класса», - сказал Андерсон.«Если вы просто делаете небольшие алюминиевые виджеты для компонента для литья под давлением для автомобильной компании, и все, что вы делаете, это просверлите пару отверстий в корпусе двигателя, это совсем другая история».

«Если вы режете детали, для создания программ резки которых требуется система CAM, вам следует инвестировать в систему CAM, которая дополняет возможности станка», - добавил Финн.


Предотвращение столкновений в 5-осевой

Когда дело доходит до создания 5-осевых траекторий, обычно существует компромисс между работой на более высоких скоростях и подачами и минимизацией риска аварий.К счастью, сегодня на рынке есть ряд программных инструментов, которые могут помочь устранить это.

«С помощью нашего программного обеспечения по предотвращению столкновений вы можете загрузить трехмерную модель детали и инструментов, и программа смотрит вперед на каждое движение инструмента, чтобы увидеть, столкнется ли оно с чем-либо», - сказал Андерсон. «Если ваш прибор смоделирован правильно, он поймает столкновение до того, как это произойдет».

Система предотвращения столкновений Okuma, работающая в режиме реального времени. (Изображение предоставлено Окумой.)

«Существует программное обеспечение, которое будет выполнять моделирование машины», - прокомментировал Финн. «Так что это важно, особенно в части с высоким долларом. Вы не хотите никакого столкновения, которое может привести к тому, что вы сломаете деталь, кто-то получит травму или повредит машину ».

«Vericut предлагает программное обеспечение для виртуального трехмерного мониторинга, которое будет делать то же самое, только на автономном компьютере», - добавил Андерсон. «Таким образом, вместо того, чтобы работать в режиме реального времени на элементах управления, вы запускаете свою программу обработки деталей через Vericut, и она проверит все ваши траектории и убедится, что она будет делать то, что вы думаете, она будет делать.


5-осевой инструмент Sensing

Высокая производительность является преимуществом 5-осевой обработки, но она также увеличивает риск ошибок, таких как использование сломанного инструмента или неправильного инструмента. Один из способов минимизировать эти ошибки - выбрать систему обнаружения инструмента, такую ​​как лазер BLUM, на DMG MORI DMU 50:

.
DMU 50 с системой обнаружения лазера BLUM.

5-осевой: сделано в одном?

Понятие «сделано в одном» - высокая цель в производстве: вы загружаете блок материала в станок, запускаете программу и удаляете полностью готовую деталь.Как и нулевое время установки, цель «сделано в одном» имеет смысл, даже если она в конечном итоге недостижима.

При этом 5-осевая обработка приближает нас к цели «сделано в одном», чем любой другой процесс; даже детали с 3D-печатью требуют отделки. В этом контексте основным ограничением 5-осевой обработки является обработка.

«Большая часть 5-осевой работы вращается вокруг рабочего места», - сказал Андерсон. «У меня может быть лучшая машина в мире, но если мое рабочее место паршиво, у меня никогда не будет той части, которую я хочу в конце дня.

По словам Финна, ключ к преодолению этого узкого места заключается в использовании машин с более чем пятью осями:

«Например, наш станок INTEGREX может быть оснащен противоположными поворотными шпинделями и нижней режущей револьверной головкой. Таким образом, детали можно разрезать на одном шпинделе, а затем перенести на противоположный шпиндель для обработки оставшейся части детали. Таким образом, по сути, вы можете загрузить кусок сырого материала, а затем выгрузить готовую часть ».

Искусство 5-осевого фрезерования

5-осевые демонстрационные части.(Изображение предоставлено автором.)

5-осевая обработка обеспечивает значительные преимущества, в том числе сокращение времени выполнения заказа, повышение эффективности и увеличение срока службы инструмента. Тем не менее, важно признать, что для достижения этих преимуществ требуется нечто большее, чем просто покупка новейшего 5-осевого обрабатывающего центра.

Овладение искусством 5-осевой обработки требует учета множества факторов. На эту тему Андерсон сказал это:

«Когда вы смотрите на проблемы, с которыми сталкиваются клиенты, очень редко это обрабатывает деталь.Как правило, проблема, которая их сдерживает, связана не с изготовлением чипа, а с чем-то другим. Это тренировка, наличие персонала, правильная связь с маршрутизацией к машине или знание до того, как они начнут работать, что у них будет достаточно инструментов в журнале, чтобы закончить часть, когда они начнут ее. Периферийные составляющие бизнеса сдерживают их больше, чем фактическое создание ».

В этой статье только царапины (или сколы) поверхности 5-осевой обработки.Следите за Manufacturing 101 для более глубокого взгляда на другие аспекты 5-осевой, в том числе:

  • Выбор инструмента
  • Охлаждение
  • Держатель инструмента
  • Погрузка поддонов
  • Измерение в машине

Для получения дополнительной информации о 5-осевой, посетите веб-сайты DMG MORI, Hurco, Mazak и Okuma.


Следите за Ианом Райтом в Твиттере.


,

Смотрите также


© 2015, All-Stanki.ru - оборудование для производства окон пвх и стеклопакетов Содержание, карта сайта.