По типу станка
8-800-700-21-91 office@promoil.com
5-осевые фрезерные центры ЧПУ для обработки металлов. Стратегии обработки
Оборудование

5-осевые фрезерные центры ЧПУ для обработки металлов. Стратегии обработки

Время чтения: 18 мин.

Все больше компаний переходят на использование 5-осевых станков с ЧПУ, чтобы сократить расходы, повысить точность и увеличить прибыль. Этот стратегический шаг не только сокращает время производства, но и улучшает производительность сотрудников, делая их работу более эффективной. Переход на 5-осевые станки дает производителям конкурентные преимущества в выполнении сложных задач и увеличивает возможную прибыль. Такая стратегия не просто тренд, а требование времени к восполнению пробелов в промышленности страны.

фото рабочей зоны 5-осевого центра со столом 650 мм V-650U, Stanza, Китай

«Классический», наиболее привычный фрезерный обрабатывающий центр часто представлен трех - осевым станком с осями перемещения, расположенными аналогично системе координат Декарта и обозначаемыми X, Y, Z, для производства большинства геометрических форм и простых деталей. Блок материала (заготовка) остается закрепленным в тисках или на столе, в то время как вращающиеся сверла, фрезы и другие режущие инструменты посредством вращения шпинделя перемещаются по осям, удаляют стружку и формируют конечное изделие.

3-осевой станок для фрезерования чпу.jpg

Обработка на классическом 3 -осевом фрезере детали закрепленной в ручных тисках.

Здесь станок способен к одновременному перемещению только трех осей. В зависимости от обрабатывающего центра можно его модернизировать до большего количества осей: 4 и 5, но это требует дополнительных затрат.

3-осевой станок. Формула 3+1. Чем он может быть дооснащен, чтобы переквалифицироваться в 4 - координатный.

Первый вариант рассмотрим на примере Вертикально – фрезерного обрабатывающего центра с формулой осей 3+1. В таком сочетании станок комплектуется дополнительной поворотной осью кроме осей X\Y\Z добавляется ось А с вращением вокруг оси X (поворотный стол является 4 осью, позиционной)

Вертикально-фрезерный обрабатывающий центр Etasis, Турция с дополнительным поворотным столом DETRON мод. GXA-255H

Сегодня большинство станков с дополнительный поворотным столом комплектуются ЧПУ с возможностью одновременной обработки сразу в 4 осях, наличие функции уточняйте у поставщика.

Поворотные оси, как правило, комплектуются зажимным устройством  - 3 кулачковым патроном с переходником и задней бабкой с поджимным центром. Подробнее об этой опции в каталоге

Следующая схема, которая превращает обрабатывающий центр в 5 осевой, это тот же стандартный 3 осевой станок, но с установкой наклонно-поворотного стола поверх основного.

Формат становится 3+2 или же 4+1 в случае, когда производитель установил функцию системы ЧПУ «одновременной обработки в 4 осях». Тем не менее оба станка считаются 5-осевыми.



Дополнительный наклонно-поворотный стол FAR210B  к станку Stanza V2.5

ОБработка деталей Пневматических пистолетов для ТИРов

Дополнительный наклонно-поворотный стол FAR210B  к станку Stanza V2.5

Обработка буровых коронок для нефтегазового сектора машиностроения.

Одним из достоинств такого комплекта оборудования является возможность при необходимости снять дополнительные оси и работать с простыми задачами в 3 осевом исполнении станка, что значительно расширяет номенклатуру выпускаемой продукции, однако стоит отметить, что при такой схеме комплектования вы теряете в рабочей зоне. Также такой комплект оборудования значительно дешевле "полноценных" аналогов с интегрированными наклонно-поворотными столами. Перед покупкой обязательно проверьте, на сколько габариты дополнительного стола «съедят» пространства рабочей зоны.

Полноценные 5 - осевые станки с точки зрения их кинематической схемы.

5-осевая обработка на станках подразумевает применение систем ЧПУ для одновременного движения режущего инструмента и заготовки по пяти различным осям. Эти станки обеспечивают возможность режущему инструменту подходить к заготовке практически с любого угла, что обеспечивает изготовление более точных и сложных деталей.

Оси станка легко вспомнить при помощи руки:

На оси X: влево и вправо вдоль стола

На оси Y: вперед и назад вдоль стола

На оси Z: вверх и вниз перпендикулярно столу ( движение шпинделя)

На оси A: вращение вокруг оси X

На оси С: вращение вокруг оси Z ( ее же называют осью B , вокруг оси Y в зависимости от станка)

Оси 5-координатного станка с цапфовым 2 осевым столом.

Благодаря возможности вращения вокруг осей A и C (B), 5-осевые станки обеспечивают более высокую точность и позволяют создавать детали более сложной формы. Такая гибкость позволяет снизить время наладки, улучшить качество поверхности и изготавливать детали с более строгими допусками.

Одновременная 5-осевая обработка представляет собой особый метод, который подразумевает одновременное движение всех пяти осей во время обработки. В отличие от традиционных методов обработки с 3 осями или индексированных 5-осевых методов c позиционированием 4 и 5 осей, одновременная 5-осевая обработка обеспечивает непрерывное многокоординатное движение, что приводит к плавной и непрерывной траектории резания.

Этот подход позволяет создавать еще более сложные геометрии деталей и более строгие допуски благодаря постоянному контролю углового положения режущего инструмента относительно заготовки. Одновременная 5-осевая обработка существенно снижает риск столкновения инструментов, устраняет необходимость в многократной настройке и позволяет использовать более короткий и жесткий инструмент, что уменьшает вибрации и повышает качество обработки поверхности.

В целом, 5-осевая обработка обладает множеством преимуществ, таких как повышенная точность, гибкость и эффективность. Применение одновременной 5-осевой обработки дает возможность расширить границы, позволяя производителям создавать более сложные и трудоемкие детали с высокой точностью.

Процессы формообразования при многокоординатной обработке.

5-осевая обработка включает процессы резания с использованием разнонаправленных движений, обеспечивающих большую гибкость и точность. Режущие инструменты работают по пяти осям вместо традиционных трех, что включает не только линейные перемещения по осям X, Y и Z, но и вращение вокруг осей A и С(B). Это увеличенное количество свободы перемещения позволяет обрабатывать сложные геометрические фигуры более эффективно и точно.

Важные аспекты процессов резания во время 5-осевой обработки включают:

- Оптимизацию процесса и траектории, что способствует оптимизации и улучшению срока службы инструмента станка и времени цикла обработки. Путем наклона инструмента или стола достигается оптимальное расположение и траектория резки, что, в конечном итоге, повышает эффективность процесса обработки. Экономит ваше время и бережет инструмент

- Непрерывную обработку: Благодаря непрерывной регулировке ориентации инструмента можно добиться более высокого качества поверхности и увеличить срок службы инструмента.

- Предотвращение столкновений: Продвинутое программное обеспечение (различные CAM системы) гарантирует, что режущий инструмент и заготовка не столкнутся, что минимизирует возможные повреждения станка или обрабатываемой детали.

- Одна установка - одна обработка. Сделано за один раз на одной единице оборудования, кратно сокращает время выполнения техпроцесса и повышает его эффективность. Нет необходимости отдавать деталь на доработку в другой цех, на другой станок.

- Доступность к  сложным поверхностям обработки - 5 - осевая обработка обеспечивает удобный доступ к деталям со сложной геометрией изделия, позволяя избежать столкновений с держателем инструмента благодаря возможности наклона режущего инструмента или стола. Повышает вашу конкурентоспособность.

Преимущества и недостатки режимов работы «3+2» \  «4+1» \  «5 полноценных»

3+2, Позиционная обработка,  это когда ваш обычный трехосевой станок становится 5-осевым за счет доустановки НПС, но одновременно работает только 3 оси.

Преимущества:

Высокая жёсткость, относительно бюджетный вариант перейти на 5 осей, универсальность станка – можно  «сбросить» в любой момент стол и работать как на обычном 3 осевом.

Недостатки :

Особое внимание нужно уделить ограничениям в геометрической проходимости изделий, углам поворота и высоте заготовки при выборе опции. Без подготовки возможно одновременное функционирование трех осей XYZ. Однако, в настоящее время такие случаи встречаются редко, поскольку большинство станков уже оснащены подготовкой к работе с не менее четырьмя осями.

4+1 – Ваш станок теперь работает одновременно в 4 осях с отдельным позиционированием 1 из 5 осей. (обусловлено возможностями ЧПУ системы)

В данной конфигурации станок блокирует движение по одной оси, при этом пятая ось обеспечивает свободное вращение инструмента. Это значит, что режущий инструмент выполняет работу по четырем осям (X, Y, Z, а также вращение вокруг одной оси), в то время как рабочая часть остается неподвижной на каждой операции (переходе). Благодаря закреплению заготовки на поворотном столе, станок с четырьмя основными осями и одной осью вращения позволяет обеспечить разнообразные функции без необходимости изменения положения вашей детали.

Актуально, как 3х осевых центров с НПС, так и для фрезерных 5-осевых станков с встроенным НПС столом

Преимущества:

Сохраняется высокая жёсткость, относительно бюджетный вариант перейти на 5 осей, универсальность станка – можно  «сбросить» в любой момент стол и работать как на обычном 3 осевом.

Работа в 4 одновременных осях производительнее, повышает возможности обработки, разновидность выпускаемой продукции также повышается.

Недостатки :

Особое внимание нужно уделить ограничениям в геометрической проходимости изделий, углам поворота и высоте заготовки при выборе опции. Без подготовки возможно одновременное функционирование трех осей XYZ. Однако, в настоящее время такие случаи встречаются редко, поскольку большинство станков уже оснащены подготовкой к работе с не менее четырьмя осями.

Режим, при котором станок работает одновременно в 5 осях

Принцип работы 5-осевой обработки состоит в том, что во время резания в движение могут приводиться все пять осей XYZ  наклон и поворот рабочего стола. Оси вращения позволяют наклонять и вращать изделие относительно фрезы, что обеспечивает доступ к различным углам и сторонам заготовки с различных направлений.

Преимущества:

Применение такой обработки приводит к плавной и непрерывной траектории резания, что способствует улучшению качества поверхности, повышению эффективности и сокращению времени цикла обработки. Кроме того, такая характеристика делает 5-осевые станки идеальными для работы с комплексными деталями, сложными фигурными поверхностями и контурами.



Важную роль в 5-осевой обработке играет Центральная точка инструмента (TCP*) -  это точка контакта инструмента с заготовкой. В процессе 5-осевой обработки крайне важно поддерживать постоянное положение TCP. При «перемещении» инструмента по различным осям, контроллер станка автоматически рассчитывает корректировки для поддержания оптимальной ориентации инструмента и точки контакта с заготовкой.

Эта функция улучшает точность обработки, обеспечивает более чистую поверхность и снижает износ инструмента

        RTCP 5 осевая обработка.png
    

     без RTCP 5 осевая обработка.png


Выводы:

Отталкиваясь от сложности обрабатываемой поверхности, различные «кривые» сплайновые поверхности требуют полноценную 5 осевую обработку (при высоких требованиях к качеству шероховатости, соответствия допускам и пр.) В противоположном случае, Чем проще деталь, типа поворотных кулаков, корпусных изделий, или же не требуется высокая производительность, детали можно сделать и в режиме 3+2 \ 4+1 или даже в обычном 3 осевом станке, но с определенными потерями – качества, времени изготовления.

Чтобы подобрать необходимый 5 осевой станок, предлагаем перейти в наш каталог, где представлены несколько единиц оборудования бренда STANZA:

• Вертикально-фрезерного типа с интегрированным наклонно - поворотным столом 500 мм модели 5AX-AC650
• Вертикально-фрезерного типа с консольно закрепленным столом 650 мм Stanza 5AX-BC650
• Вертикально фрезерного типа с движением по осями XYZ шпиндельного узла -  V-800U, Stanza
• Фрезерный многофункциональный центр с двух осевой фрезерной головой, поворотным стола и с функцией токарного станка FH135, Stanza

Наличие и комплектации уточняйте по телефону +7-342-218-16-22 или отправьте запрос по электронной почте info1@promoil.com.
Антон Лохно
Автор статьи
Антон Лохно
Продакт менеджер

Связаться с автором
Комментировать