Hva er 5-akset CNC-bearbeiding?

5-akset CNC-bearbeiding representerer toppen av effektivitet og presisjon i moderne subtraktiv produksjon. Hansheng Automation vil guide deg gjennom en omfattende forståelse av 5-akset CNC-teknologi fra fire aspekter: definisjon, kinematikk, kjernefordeler og industrielle applikasjoner.

Fem-aksebearbeiding er en CNC-maskinverktøyteknologi som bruker koblingen av tre lineære akser (X, Y og Z) og to roterende akser for å bearbeide komplekse buede overflater. Bevegelsesbanen styres av lineær interpolasjon som definert av ISO-standarder.

I hovedsak er fem-akse CNC-bearbeiding en maskineringsprosess som bruker et numerisk styringssystem (CNC) for å kontrollere skjæreverktøyet eller arbeidsstykket til å bevege seg samtidig langs fem forskjellige akser.

I motsetning til tradisjonelle maskinverktøy med tre-akser som beveger seg langs lineære X-, Y- og Z-akser, introduserer maskinverktøy med fem-akser ytterligere to roterende akser. Denne funksjonen lar verktøyet nærme seg arbeidsstykket fra nesten alle retninger, noe som muliggjør bearbeiding av alle fem flatene til en del med ett enkelt oppsett.

I henhold til høyre-regelen til International Organization for Standardization (ISO), er koordinatsystemet til en 5-akset maskinverktøy typisk definert som følger:

Lineære akser:
X-akse: Horisontal bevegelse (venstre/høyre).
Y-akse: Vertikal bevegelse (forover/bakover).
Z-akse: Vertikal bevegelse (opp/ned).

Roterende akser: To roterende akser roterer rundt de lineære aksene:
A-akse: Roterer rundt X-aksen.
B-akse: Roterer rundt Y-aksen.
C-aksen: Roterer rundt Z-aksen.

Merk: Den spesifikke konfigurasjonen av en 5-akset maskinverktøy er vanligvis en kombinasjon av X-, Y-, Z-akser pluss A/C- eller B/C-akser.

Fem-akse samtidig maskinering og 3+2 posisjoneringsmaskinering bruker begge den samme maskinvarearkitekturen og kan begge kalles fem-aksemaskinering, men det er grunnleggende forskjeller.

Fem-samtidig maskinering (samtidig 5-akse)
Dette er ekte 5-aksebearbeiding. Alle fem aksene (X, Y, Z og to roterende akser) beveger seg samtidig. Under kutting forblir inngrepsvektoren mellom verktøyet og arbeidsstykkets overflate dynamisk konstant. Dens kjerneapplikasjon er maskinering av komplekse friformede overflater, organiske former, impellere og turbinblader. Den er avhengig av avansert CAM-programvare og funksjonen "Rotation Tool Center Point Control" (RTCP) for å sikre absolutt presisjon av verktøyspissens bane.

3+2 Posisjoneringsbearbeiding (posisjonell 5-akse / 3+2-akse)
Rotasjonsaksene brukes kun til å plassere arbeidsstykket i en bestemt vinkel og deretter låse det på plass. Maskinverktøyet utfører deretter standard 3-akset freseoperasjoner. Under selve kutteprosessen beveger ikke roterende akser seg. Det er mest brukt for prismatiske deler som må maskineres på flere overflater, dype hulrom og skråboring.
Fordelen med den er at sammenlignet med kontinuerlig maskinering er programmeringen relativt enkel, samtidig som den beholder den høye effektiviteten til «en{0}}gangsklemming».

3-akset maskinering
Bevegelsen er begrenset til X/Y/Z-aksene. Verktøyet kan bare nærme seg arbeidsstykket fra toppen. Maskinering av sidene krever manuell stopp, demontering, vending og omspenning av arbeidsstykket.

4-akset maskinering
Legger til en roterende akse (vanligvis A-aksen). Egnet for kontinuerlig bearbeiding av sylindriske overflater eller omkretsboring av rør.

5-akset maskinering
Gir tilgang til alle fem overflater unntatt bunnen uten å demontere arbeidsstykket. Løser avveiningen-mellom effektivitet og geometrisk kompleksitet.

3-akset maskinering

4-akset maskinering

5-akset maskinering

Enkeltoppsettseffektivitet
Den største fordelen er dens evne til å fullføre bearbeiding av komplekse deler i ett enkelt oppsett. Tradisjonelle prosesser kan kreve 3 til 5 separate inventar og operasjons. 5-akseteknologi løser dette problemet, og reduserer ledetiden betydelig.

Høy presisjon og nøyaktighet
5-akset maskinering sikrer ekstremt høy presisjon i posisjonstoleransene til funksjoner mellom ulike overflater av en del ved å opprettholde et enkelt nullpunkt gjennom hele maskineringsprosessen, noe som resulterer i ekstremt lave klemfeil.

Forlenget verktøylevetid og forbedret overflatekvalitet
Ved bearbeiding av dype hulrom i 3-akset bearbeiding må lange verktøy brukes for å unngå verktøyholderinterferens, som fører til verktøyutløp og skravling.

5-akset maskinverktøy tillater bruk av kortere, mer stive verktøy ved å vippe spindelen eller bordet. Høy stivhet betyr høyere skjæreparametere, mindre vibrasjoner og overlegen overflateruhet (Ra) uten behov for etterfølgende polering.

Sterk kapasitet for maskinering av komplekse geometrier
Underskjæringer, bratte sidevegger og aerodynamiske strømlinjeformede overflater er nesten umulig å oppnå på 3-aksemaskiner. Fem-akset CNC-teknologi gjør at skjæreverktøyet unngår interferenssoner og skjærer jevnt langs komplekse baner.

Optimalisert fotavtrykk
Et enkelt 5-akset maskinverktøy kan erstatte en kombinasjon av en dreiebenk, vertikal fresemaskin og horisontal fresemaskin, og sparer verdifull verkstedplass. Videre akselererer den raske produksjonsgjennomstrømningen konverteringen av råvarer til ferdige produkter.

Holde-type (tabell-tabell)
Arbeidsbordet vipper og roterer. Egnet for små til mellomstore-deler. Vekten på delen er begrenset fordi arbeidsbordet må støtte arbeidsstykkets bevegelse.

Svingbart-hode (hode-hode)
Spindelhodet vipper og roterer, mens arbeidsbordet forblir stasjonært (eller bare beveger seg lineært). Egnet for maskinering av tunge, store deler.

Mill-snusenter
Kombinerer dreie- og 5-akse fresefunksjoner, noe som muliggjør komplett bearbeiding av komplekse roterende deler i en enkelt syklus.

Luftfart
Produksjon av integrerte skiver med blader (Blisks), impellere og strukturelle rammer for flykroppen.

Medisinsk
Produksjon av benplater i titan, kunstige hofteledd og spinalimplantater.

Automotive
Motorinntaks- og eksosmanifolder, turboladerkomponenter og komplekse injeksjonsformer.

Tool & Die
Maskinering og boring av komplekse kjølevannshull med dype hulrom.

5--akset CNC-bearbeiding løser problemet med inkompatibiliteten mellom tid, kostnad og kvalitet ved å aktivere «en-gangsklemming, flersidig maskinering», samtidig som den gir høyere presisjon og raskere levering.

For ingeniører og kjøpere som søker presisjonsproduksjonspartnere, er det avgjørende å velge en tjenesteleverandør med modne 5-akse maskineringsevner for å sikre designintegritet og forsyningskjedeeffektivitet.

Lær mer om Hansheng AutomationCNC maskineringstjenester.

ISO 841:2001 - Industrielle automasjonssystemer og integrasjon - Numerisk kontroll av maskiner - Koordinatsystem og bevegelsesnomenklatur.

Smid, Peter. CNC-programmeringshåndbok: En omfattende guide til praktisk CNC-programmering. Industrial Press, 3. utgave.

Siemens SINUMERIK Documentation. 5-Axis Machining Technology and Kinematics.

Heidenhain tekniske håndbøker. TNC-kontroller for 5-akse bearbeiding.