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Wenn es um CNC-Aluminium-Dienstleistungen geht, sollte man an die 5-Achs-CNC-Bearbeitung denken. Die Auswahl der richtigen Bearbeitungslösungen führt zu erfolgreichen Produktionen.
Die CNC-Bearbeitung ist ein Verfahren, das in den meisten Fertigungsverfahren verwendet wird und in den meisten Branchen weit verbreitet ist. CNC steht für Computer Numeric Control und befasst sich mit der Verwendung eines oder mehrerer Computer mit einer einzigen Konfiguration, um die Aktionen verschiedener Werkzeugmaschinen wie Drehmaschinen, Fräser und Fräser zu verwalten.
Die 5-Achsen-CNC-Bearbeitung ist eine absolut fantastische CNC-Bearbeitung, mit der Teile und Fertigprodukte aus einer Vielzahl von Materialien wie Kunststoffen und Metallen hergestellt werden können.
Wenn wir jedoch manchmal von 5-Achs-spezifischer CNC-Bearbeitung sprechen, ist der erste Eindruck, der den meisten Menschen in den Sinn kommt: Hightech, hoher Preis und schwierig zu bedienen, aber ist die 5-Achs-Bearbeitung wirklich so? Die folgenden Abschnitte führen Sie unter 3 wichtigen Aspekten in die 5-Achs-CNC-Bearbeitung ein.
1. Was ist 5-Achs-Bearbeitung?
Dies ist ein Verfahren, bei dem eine CNC verwendet wird, um Schneideausrüstung oder verschiedene Teile gleichzeitig auf fünf verschiedenen Achsen zu bewegen. Dies schafft Raum für die Herstellung sehr komplexer Teile, weshalb 5-Achs-CNC-Fräsen in der Luft- und Raumfahrt weit verbreitet ist. Einer der Faktoren, der am meisten zum Einsatz von 5-Achs-CNC-Maschinen beigetragen hat, ist die Notwendigkeit, die Anpassungsfähigkeit zu erhöhen und die Produktionszeit vom Beginn des Prozesses bis zum Abschluss zu verkürzen.
Ein weiterer Faktor ist die Fähigkeit, Kollisionen mit dem die Ausrüstung haltenden Teil zu vermeiden, indem der Tisch oder das Schneidwerkzeug gedreht werden, was eine schnelle Annäherung an die Teilegeometrie ermöglicht. Schließlich eine verbesserte Lebensdauer oder Langlebigkeit der Ausrüstung, die sich aus dem Drehen des Tisches oder der Schneidausrüstung ergibt, um der besten Schneidezahnposition und einer konstanten Spanbelastung zu folgen.
1.1 „5“ für 5-Achs-Bearbeitung
Die 5-Achs-Bearbeitung ist ein CNC-Bearbeitungsmodus. Die von uns üblicherweise eingesetzten Bearbeitungszentren sind 3-Achs-Bearbeitungszentren. Achse 3 bezieht sich auf die X-Achse, Y-Achse und Z-Achse des Bearbeitungszentrums. Das 5-Achs-Bearbeitungszentrum soll die drei gemeinsamen Linearachsen X, Y und Z um zwei Rundachsen ergänzen. Diese beiden Achsen werden auch als vierte und fünfte Achse bezeichnet. Zwei der drei Achsen A, B und C verfügen in der Vertikalmaschine über unterschiedliche Bewegungsmodi, um den technischen Anforderungen verschiedener Produkte gerecht zu werden.
1.2 5 Hauptformen der 5-Achs-Maschine
Es gibt verschiedene Arten von 5-Achs-Maschinen auf dem horizontalen Bearbeitungszentrum, von denen hauptsächlich die folgenden 5 Formen sind: Die 1. ist eine Doppelkopf-Schwenkform, zwei Rotationskoordinaten steuern direkt die Richtung der Achse des Fräsers; der 2. hat die Form eines fallenden Schwenkkopfes, zwei Koordinatenachsen befinden sich oben am Fräser, aber die Drehachse steht nicht senkrecht zur Linearachse; Der dritte hat die Form eines doppelten Pivot-Tisches, die beiden Rotationskoordinaten steuern direkt die Rotation des Raumes; der 4. ist ein Durchhangtisch, beide Achsen befinden sich auf dem Tisch, aber die Drehachse steht nicht senkrecht zur Achse; die 5. ist eine Schwingung aus einer Rotation, zwei Rotationskoordinaten, eine am Fräser und eine an den Teilen.
1.3 Arten von 5-Achs-CNC-Maschinen
Es gibt einige Operationen, bei denen 5-Achsen-CNC-Maschinen Ihnen viel Zeit sparen und Ihr aktuelles Verfahren verbessern können. Diese Maschinen sind in verschiedenen Ausführungen erhältlich, um den Anforderungen der sich ständig ändernden Fertigungsindustrie gerecht zu werden. Ein einzigartiger Unterschied bei 5-Achs-CNC-Maschinen ist die Anordnung der Rundachsen. Es gibt drei verschiedene Typen, die Kopf / Kopf, Tisch / Tisch und Tisch / Kopf umfassen.
a.Kopf / Kopf
Die Drehachsen dieser Art von CNC-Maschinen befinden sich im Kopf. Sie bestehen aus einem 5-Achsen-Scheitelpunkt, der auf einer bestimmten Plattform sitzt und sich durch einen festen Tisch bewegt, der das Teil an Ort und Stelle hält. Sie müssen sich also keine Sorgen über die Werkzeuginterferenz mit dem Maschinenspindelkopf machen. Dies gibt dem Apex die Möglichkeit, sich um ein bestimmtes Teil zu bewegen, wodurch 5-Achsen-CNC-Maschinen am besten für die Herstellung großer Teile geeignet sind. Sie haben im Allgemeinen begrenzte Bewegungen in den Drehachsen und die Neigung, die konstruktionsbedingt ist.
b.Tisch / Kopf
Bei dieser Art der Maschinenaufstellung befindet sich eine der Drehachsen im Rundtisch und die andere im Kopf. Die Drehachse befindet sich im Kopf und hat eine eingeschränkte Reichweite, während sich die Drehwelle im Tisch befindet und ihre Reichweite nicht eingeschränkt ist. Da das Teil auf der Drehachse aufliegt, ist diese Anordnung auf die Anzahl der Teile beschränkt, die sie herstellen kann. Einer der Gründe, warum diese Art der Einrichtung gegenüber dem Kopf / Kopf-Typ leicht vorteilhaft ist, ist die Fähigkeit, das Teil konstant zu drehen, ohne sich Sorgen machen zu müssen, dass ein bestimmtes Limit erreicht wird.
c.Tabelle / Tabelle
Hier haben die Maschinen alle Drehachsen innerhalb des Tisches und haben auch einen eingeschränkten Bereich in der Drehachse. Der Bereich seiner Drehachse ist nicht begrenzt. Diese Art der Maschinenanordnung hat im Vergleich zu anderen Typen einen minimalen Arbeitsbereich. Andere haben definierte Motoren, die sie schnell laufen lassen.
1.4 5-Achs-Bearbeitung ≠ 5-Seiten-Bearbeitung
Die 5-Achs-Bearbeitung unterscheidet sich stark von der 5-Seiten-Bearbeitung. Viele wissen das nicht und verwechseln 5-Seiten-Bearbeitung mit 5-Achs-Bearbeitung. Die 5-Achsen-Bearbeitung hat 5 Achsen x, y, z, a und b (oder c) Achsen. Die x-, y-, z- und a-, b- (oder c)-Achsen bilden eine 5-Achs-Link-Bearbeitung. Es eignet sich zum Bearbeiten von Hakenoberflächen, Bearbeiten von ungewöhnlichen Formen, Bearbeiten von Hohlräumen, Stanzen, Schräglöchern und Schrägschnitten. Die 5-Seiten-Bearbeitung ähnelt der 3-Achsen-Bearbeitung. Es kann nur fünf Seiten bearbeiten, kann jedoch keine Sonderbearbeitungen, Schrägbohrungen, Fasenschneiden usw.
2. Vorteile der 5-Achs-Bearbeitung
Die 5-Achsen-Bearbeitung hat eine hohe Effizienz und Präzision gezeigt, und das Teil kann nur durch gleichzeitiges Einspannen fertiggestellt werden. Es eignet sich für die Bearbeitung moderner Formen wie Autoteile und Flugzeugstrukturteile. Die 5-Achsen-Bearbeitung wird nicht nur in der Zivilindustrie eingesetzt, sondern auch in der Luft- und Raumfahrt, in der militärischen Forschung, in der Wissenschaft, in Präzisionsinstrumenten und in der hochpräzisen Medizingeräteindustrie. Es ist ein Hightech-Verfahren, das es unmöglich macht, und es können beliebige räumliche Oberflächen oder Bearbeitungen oder die Herstellung ungewöhnlicher Formen durchgeführt werden. Es kann nicht nur die Bearbeitungsaufgaben komplexer Teile und Industrieprodukte beenden, sondern auch die Bearbeitungseffizienz schnell verbessern und den Bearbeitungsfluss verkürzen.
2.1 Optimale Passform erhalten | Schnittbedingungen verbessern
Wie unten gezeigt, ist die linke Seite der 3-Achsen-Schneidmodus. Wenn sich die Werkzeugbahn oder die Kante des Werkstücks nach oben bewegt, verschlechtert sich der Schnitt allmählich. Um hier optimale Schnittbedingungen zu erhalten, müssen Sie den Rundtisch bewegen. Und wenn Sie eine unregelmäßige Ebene komplett bearbeiten möchten, müssen Sie den Rundtisch mit einem Kipprundtisch mehrmals in verschiedene Richtungen bewegen. Es ist ersichtlich, dass die 5-Achs-Bearbeitung auch eine bessere Oberflächenqualität bietet, indem verhindert wird, dass die Drehzahl der Kugelmühlenachse 0 erreicht.
2.2 Zeitersparnis | Reduzieren Sie die Bearbeitungszeit
5-Achs-CNC-Maschinen sparen Ihnen in universellen Bearbeitungszentren viel Zeit. In den meisten CNC-Werkstätten hergestellte Teile müssen an fünf Seiten bearbeitet werden. 5-Achs-CNC-Fräsen helfen dabei, die Arbeit in der Produktion schnell und effizient zu erledigen. Eine kleine einmalige Einrichtung ist erforderlich, was Zykluszeit und Geld spart. Daher ist es eine kostengünstige Lösung und beschleunigt die Markteinführung Ihrer Endprodukte.
Bei der 5-Achs-Bearbeitung wird der Fräser verwendet, um einen vertikalen Zustand der komplexen Formbearbeitungsoberfläche aufrechtzuerhalten, was die Nutzung der Spindel erheblich verbessern kann. Das Prinzip der 5-Achs-Bearbeitung ist auch beim Seitenfräsen mit schräger Oberfläche anwendbar, wodurch die vom Stammschneider verursachten rippenförmigen Linien eliminiert werden können. Dies macht die Oberflächenqualität der Form idealer und reduziert auch die manuelle Arbeit, die zum Reinigen der Oberfläche der Form erforderlich ist.
2.3 Verbesserte Präzision | Verbessern Sie die Bearbeitungspräzision
Beim 5-Achs-CNC-Fräsen gibt es eine verbesserte Präzision, da es nur minimale Setups erfordert. Zusätzliche Konfigurationen verursachen nur noch mehr Fehler. Es hilft auch, die Langlebigkeit eines bestimmten Werkzeugs zu erhöhen.
Mit der 5-Achs-Bearbeitungstechnologie wurde das Problem der präzisen Neupositionierung des Werkstücks in einem komplexen Winkel immer wieder gelöst. Dies reduzierte nicht nur die Zeit, sondern verbesserte auch mehrfach die Bearbeitungstoleranz erheblich. Auch die hohen Kosten für die traditionelle Herstellung mehrerer Vorrichtungen wurden eingespart. Die 5-Achs-Bearbeitung kann komplexe Teile wie Bohren, Kegelbearbeitung, Kavitäten für komplexe Oberflächen usw. bearbeiten, was mit herkömmlichen Bearbeitungsmethoden meist nicht möglich ist.
2.4 Hochwertige Oberflächengüte | Komplexe Formen
Diese Art der Konfiguration ermöglicht es auch, Oberflächen mit einem hochwertigen Finish zu schaffen. Die Position der Teile ist viel näher an Schneidwerkzeugen in 5-Achs-Maschinen. Die letzten beiden Achsen ermöglichen die Verwendung von Shortcut-Werkzeugen, die weniger vibrieren und dies zu einer hochwertigen Oberflächengüte führen.
Der andere Vorteil von 5-Achs-CNC-Maschinen besteht darin, dass sie komplexe Formen ausschneiden. Auf den fünf Achsen werden verschiedene Teile benötigt. Zusätzliche Bewegungen in dieser Art von Anordnung geben Raum für die Herstellung von Winkeln und Bögen. Zuvor benötigten sie zusätzliche Einrichtungen und einzigartige Geräte.
2.5 Hohe Produktionseffizienz
Die 5-Achsen-Bearbeitung kann die Bearbeitungszeit und die Nebenzeit von Teilen effektiv reduzieren. Es verfügt über einen großen Bereich von Spindeldrehzahl und Vorschubgeschwindigkeit, wodurch die Maschine eine große, leistungsstarke Schnittleistung erbringen kann. Die 5-Achs-Bearbeitung tritt in die Ära der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung ein. Die schnelle Bewegung und Positionierung der 5-Achsen-Bearbeitung und der Hochgeschwindigkeits-Schneidbearbeitung reduzieren die Durchlaufzeit von Halbzeugen und verbessern die Produktionseffizienz und -genauigkeit.
2.6 Kein Wettbewerb
Nur wenige Geschäfte verfügen über eine 5-Achsen-CNC-Maschine. Mit nur einem Setup können Sie Ihre Konkurrenz bei Produktionsdienstleistungen übertreffen. Sie können Ihren Kunden etwas bieten, was Ihre Konkurrenz nicht kann. Probieren Sie diese Art der Maschineneinrichtung aus und überzeugen Sie sich von den Vorteilen, die sie in Bezug auf Produktionslösungen, Effizienz und Produktqualität mit sich bringt.
3. Nachteile der 5-Achs-Bearbeitung
Offensichtlich haben die Menschen die Vorteile und Bedeutung der 5-Achs-CNC-Technologie in der Fertigungs- und Produktionsindustrie erkannt. Wenn Menschen bei der Konstruktion und Herstellung komplexer Oberflächen auf komplizierte Rückschläge stoßen, werden sie sich der 5-Achs-Bearbeitungstechnologie zuwenden. Die wichtigsten technischen Anforderungen an CNC-Maschinen sind Mehrachsen, hohe Geschwindigkeit, gute Steifigkeit und hohe Leistung; die Abfrage von Koordinatennummern basiert hauptsächlich auf drei bis fünf Achsen. In der zerspanenden Industrie ist der Einsatz der 5-Achs-Bearbeitung jedoch aus folgenden Gründen nicht so umfangreich, wie man meinen könnte:
3.1 Die Kosten sind zu hoch
Einerseits sind die Anschaffungskosten für die notwendigen 5-Achs-Maschinen und Software hoch, die viel höher sind als die Kosten eines gewöhnlichen 3-Achs-Bearbeitungszentrums. Andererseits ist die Wartung der Maschine selbst schwieriger als bei den allgemeinen Maschinen. Diese Aspekte führen auch direkt dazu, dass die Kosten für 5-Achs-Bearbeitungsteile viel höher sind als bei der gewöhnlichen 3-Achs-Bearbeitung.
3.2 Komplexe und schwierige Programmierung
Da sich die 5-Achs-Bearbeitung von der 3-Achs-Bearbeitung unterscheidet, sind zusätzlich zu den drei Linearbewegungen zwei Rotationsbewegungen beteiligt, und die räumliche Trajektorie der gebildeten synthetischen Bewegung ist sehr kompliziert und abstrakt, was im Allgemeinen schwer vorstellbar und zu verstehen ist . Um beispielsweise die Freiformfläche des benötigten Raums zu bearbeiten, müssen oft mehrere Koordinatentransformationen und komplexe räumliche geometrische Operationen durchgeführt werden, und auch die Koordination der Bewegung jeder Achse berücksichtigt werden, um Interferenzen, Kollisionen zu vermeiden und der geeignete Betrag der Interpolationsbewegung usw. Um die erforderliche Bearbeitungspräzision und Oberflächenqualität zu gewährleisten, ist der Programmieraufwand noch größer.
3.3 Hohe technische Anforderungen an den Betreiber
5-Achs-Bearbeitung ist fortschrittliche Bearbeitungstechnologie, und fortschrittliche Technologie erfordert das Eingreifen von hochrangigen Talenten. Von der einfachen Programmierung bis zum Bearbeitungsbetrieb unterscheidet sie sich von den üblichen 3-Achs-Maschinen. Somit ist ein hochtechnischer Bediener erforderlich, was auch höhere Arbeitskosten bedeutet.
Beginnen Sie mit der 5-Achs-Bearbeitung
CNC verwendet eine einzigartige CNC-Programmiersprache und Software namens G-Code, um alles zu regeln, was mit der Bewegung von Werkzeugmaschinen zur Herstellung eines Objekts zusammenhängt. Programmierbefehle steuern die Geschwindigkeit und Anordnung der Schneidausrüstung relativ zum Werkstück, die Geschwindigkeit des Materialschneidens in der Ausrüstung und verschiedene andere Faktoren.
Das gesamte Verfahren wird mit einem Computer Aided Design (CAD)-Modell oder einer Zeichnung durchgeführt. Aus diesem Modell wird dann der G-Code extrahiert und ein Test durchgeführt. Dies trägt dazu bei, Schäden an bestimmten Schneidegeräten oder Werkstücken zu reduzieren. CNC-Maschinen können den Schneidstoff oder das Werkstück entlang verschiedener Bewegungsachsen, einschließlich der x- und y-Achse, bewegen. Die 3-Achsen-Maschine kann sich auf den X-, Y- und Z-Achsen bewegen, um 3D-Formen zu erstellen, die das grundlegende Modell darstellen.
Eine weiter entwickelte 4-Achsen-CNC-Bearbeitungsanlage bietet eine vierte Bewegungsachse, die mit der X-Achse ausgerichtet ist, um Platz für die Herstellung komplexerer Teile zu schaffen. Sowohl 5-Achs- als auch 6-Achs-Bearbeitungsanlagen sind zugänglich, so dass auch jede beliebige Form im Bearbeitungszentrum hergestellt werden kann. Die Anzahl der Branchen, die 5-Achs-CNC-Fräsen oder 5-Achs-CNC-Bearbeitungen verwenden, ist aufgrund der Entwicklung der 5-Achs-CNC-Maschinenentwicklung stark gewachsen. Die jährliche Wachstumsrate von rund 6% hat viele Menschen neugierig gemacht und möchte mehr über dieses Verfahren wissen.
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