Täielik juhend 5-teljelise CNC-töötluse kohta

 

 

Sisukord

 1. Mis on 5-teljeline CNC-masin?
 2. 5-Axis CNC-pinkide tüübid
 3.5-Telje CNC-töötlus vs. 3+2 töötlemine vs. 4+1 töötlemine
 4. Konfiguratsioonivalikud 5-telje töötluskeskuste jaoks
 5. Miks valida 5-telje CNC-mehaaniline töötlemine?
 6. Programmeerimine 5-Axis CNC-masinad
 7. Peamised sammud 5-teljelise CNC-töötluse puhul
 8.Cutting Tools for CNC mehaaniline
 9. Kohandatud 5-telje CNC-töötlusteenused

 

 

1.Mis on viieteljeline CNC-masin?

Viieteljeline CNC-masin on ülitäpne seade, mis suudab üheaegselt teha tööriistaoperatsioone läbi viie telje ning sobib keeruka kuju ja peene pinnaviimistlusega detailide valmistamiseks. Võrreldes traditsiooniliste kolmeteljeliste tööpinkidega, pakuvad viieteljelised tööpingid suuremat vabadust ja suudavad töödelda mitmes suunas samaaegselt, parandades töötlemise tõhusust ja täpsust.
Lisaks X-, Y- ja Z-telgedele sisaldavad viieteljelised masinad ka A-, B- või C-telge. Need lisateljed juhivad töölaua pöörlemist ja kallet, võimaldades töödeldavat detaili mitme nurga all lõigata. See võimaldab töödelda keerulisi geomeetriaid, eriti täpset külglõikamist 360 kraadi pööramisel. Tööriista saab liikumatul töödeldaval detailil kõikuda või töölauda saab kallutada soovitud nurga alla, et rahuldada mitmesuguseid keerukaid töötlemisvajadusi. Viieteljeliste tööpinkide tüüp ja töötlemisviis varieeruvad vastavalt konkreetsetele konfiguratsiooni- ja rakendusnõuetele.

 

2. Viieteljeliste CNC-tööpinkide tüübid

Erinevate turuvajaduste rahuldamiseks on CNC-seadmete tootjad kavandanud mitmesuguseid viieteljelisi CNC-tööpinke. Neid eristab peamiselt töölaua pöörlemine või tööriista liikumine erinevates suundades. Järgmised on viis levinumat tüüpi viieteljelisi CNC-tööpinke:

 

(1) Kahe pöördega spindlipea tüüp

Seda tüüpi tööpingid juhivad otse tööriista telje suunda kahe pöörleva koordinaadi kaudu, pakkudes suure täpsusega mitme nurga töötlemise võimalusi.
 

(2) Pöördepea tüüp

Selle tüübi puhul asuvad kaks koordinaattelge tööriista kohal, kuid pöörlemistelg ei ole risti lineaarteljega, mis sobib keerukate kujundite töötlemiseks.
 

(3) Topeltplaadi tüüp

Kahe pöördelauaga tööpink juhib ruumi pöörlemist kahe pöörleva koordinaadi kaudu ja suudab korraga teha täpset lõikamist mitmel teljel.
 

(4) Helikõrguse tabeli tüüp

Seda tüüpi tööpingid asetavad töölauale kaks koordinaattelge ja pöörlemistelg ei ole risti lineaarteljega, mis sobib mitme nurga ja keeruka geomeetrilise töötlemise jaoks.
 

(5) Pöördlaud + pöörleva spindlipea tüüp

See tööpink rakendab vastavalt tööriistale ja toorikule kahte pöörlevat koordinaati, pakkudes suuremat paindlikkust ja täpsust ning suudab saavutada keeruka kolmemõõtmelise töötlemise.

 

3.5-telje CNC töötlemine vs 3+2 töötlemine vs 4+1 töötlemine

 

Viieteljeline töötlemine=viiepoolne töötlemine?
Viieteljeline töötlemine ja viiepoolne töötlemine on kaks erinevat töötlemismeetodit. Viieteljeline töötlemine hõlmab viie telje üheaegset liikumist ja sobib keerukamate detailide töötlemiseks, samas kui viiepoolne töötlemine (3+2 töötlemine) põhineb kolmel teljel ja lisab pöörlemis- ja kallutusteljed viie tahu töötlemiseks ühes seadistuses .

3+2-telje CNC töötlemine
3+2 töötlemine ehk viiepoolne töötlemine kasutab kolme lineaarset telge, millele lisandub üks pöörlemistelg ja üks kallutustelg. Selle meetodi abil saab töödelda detaili viit külge ühe seadistusega, kasutades tooriku ümberpaigutamiseks kahte täiendavat telge.

4+1-telje CNC töötlemine
4+1 töötlemine kasutab viieteljelist tööpinki, kuid fikseerib ühe pöörde- või kaldetelje. Neli telge töötavad samaaegselt ja tavaliselt kasutatakse positsioneerimiseks ainult ühte telge. See on võimsam kui 3+2 töötlemine, kuid siiski mitte täielikult samaväärne 5-teljega töötlemisega.

Täieliku 5-telje CNC-töötlus
Täieliku 5-telje töötlemine hõlmab viit telge, mis töötavad samaaegselt, sealhulgas kolm lineaarset telge ja kaks pöördtelge, mis võimaldavad teha keerukamaid kujundeid ja täppistöötlust. Sobib detailidele, mis nõuavad suurt täpsust ja keerulist geomeetriat, nagu konksupind, erikuju ja õõnestöötlus.

Viieteljeline töötlemine sobib keerukate ja täpsete töötlusülesannete jaoks, viiepoolne töötlemine on aga pigem laienemine kolme telje baasil. Viieteljeliste tööpinkide programmeerimine on keerulisem kui kolmeteljeline ja tööriista geomeetria disain on keerukam.

 

4. 5-telje töötluskeskuste konfiguratsioonitüübid

Levinud 5-telje CNC-masina konfiguratsioonitüübid hõlmavad laud-laud, pea-laud, pea-pea ja muud kombinatsioonid.
Tabeli-tabeli konfiguratsioon
Seda konfiguratsiooni nimetatakse sageli pöördelaua masinaks ja sellel on kaks laua sisse integreeritud pöördtelge, samal ajal kui masina pea jääb paigale. Töödeldav detail asetatakse laua pööramise teel. See konfiguratsioon põhineb traditsioonilisel kolmeteljelisel CNC masinal, mis kasutab tooriku orientatsiooni reguleerimiseks kahte pöördtelge. Torni konfiguratsioon pakub suurepäraseid allalõikamisvõimalusi, suuremat tööruumi ning suuremat kiirust ja vastupidavust ülitäpseks ja suuremahuliseks töötlemiseks.
Pealaua konfiguratsioon
Selles konfiguratsioonis teeb masina pea kõik pöörlevad liigutused, samal ajal kui laud jääb paigale. Pead saab pöörata või kallutada mitme nurga all, et täita keerulisi töötlusülesandeid. See konfiguratsioon on väga tõhus keeruka kuju ja kitsa ruumiga toorikute töötlemiseks, eriti rakenduste puhul, mis nõuavad ülitäpset töötlemist.
Pea-pea konfiguratsioon
Pea-peaga masin on keerulisem konfiguratsioon, kus masina mõlemad pead saavad pöörata. See masin pakub rohkem vabadusastmeid kui teised konfiguratsioonid, võimaldades keerukamaid töötlemistoiminguid. Sobib töötlemistöödeks, mis nõuavad samaaegset lõikamist mitme nurga alt. Pea-pea konfiguratsioon sobib eriti hästi õrnade detailide ja keeruka geomeetriaga töötlemiseks ning tagab suurema stabiilsuse ja täpsuse.

 

5. Miks kasutada 5-teljelist CNC-töötlust?

5-teljelised CNC-tööpingid omavad märkimisväärseid eeliseid mitmes tööstusharus, eriti meditsiini-, kosmose- ja autotööstuses, kuna need on võimelised töötlema keerulisi kujundeid, suure täpsusega ja siledaid pindu.
Erinevalt traditsioonilistest 3-teljega tööpinkidest saab 5-teljega CNC-mehaaniline töötlemine ühe seadistusega üheaegselt lõpule viia mitmetahulise lõikamise, puurimise ja keermestamise, mis säästab oluliselt aega ja parandab tõhusust. See suudab hakkama saada keerukate geomeetriatega, mida traditsioonilised tööpingid ei suuda täita, vähendades vajadust töödeldava detaili ümberpaigutamise järele, parandades seega töötlemise täpsust ja pinna kvaliteeti. 5-teljeliste CNC-pinkide kõrge täpsus ja stabiilsus muudavad need ideaalseks masstootmiseks ja kõrgetasemeliseks tootmiseks, eriti tööstusharudes, mis nõuavad suuri tolerantse ja peeneid kontuure. Inimese sekkumist vähendades parandab 5-teljega töötlemine tootmise tõhusust ja töötlemise kvaliteeti ning on tänapäevase tootmise asendamatu tööriist.
5-teljelise CNC-töötluse eelised
 Lühendage tarneaega ja parandage tootmise efektiivsust
 Parandage töötlemise täpsust ja kvaliteeti
 Võimaldab keeruliste geomeetriate ja detailide töötlemist
 Suurendada tootmisvõimsust
 Vahetage mitu töötlemisseadet
 Vähendage võimalikke vigu töötlemisprotsessis
 Pikendage lõikeriista eluiga tänu automaatsele tööriistavalikule ja optimeeritud lõikekiirusele
 Vähendage vibratsiooni ja saavutage kõrgem pinnaviimistlus

 

6. 5-teljeliste CNC-pinkide programmeerimine
G-koodi programmeerimine 5-telje CNC-pinkide jaoks algab CAD-tarkvaras loodud mudeliga, mis seejärel teisendatakse algoritmiks, mis hõlmab spindli kiirust, ettenihke kiirust ja tööriista liikumist. Võrreldes traditsiooniliste 3-teljega masinatega, nõuab 5-telje töötlemine tööriista erinevate nurkade ja laua kaldetee kontrollimist.

Programmeerimismeetodid
5-telje programmeerimisel on pöörleva liikumise juhtimiseks kaks võimalust: pöördenurkade või tööriistavektorite kasutamine. Tööriistavektorid määravad pöörde- või kaldenurgad X-, Y- ja Z-telje käskude kaudu, mis on paindlikud ja võimaldavad programmeerimist jagada erinevate masinate vahel, ilma et oleks vaja konkreetseid teljemärkusi (A-, B- ja C-teljed). Tavaliselt kasutatavate tarkvarade hulka kuuluvad Autodesk, Mastercam, Siemens NX, PowerMill ja Edgecam.

5-telje CNC-töötluspunktid
Lõikekiirus: veenduge, et tööpink suudab lõiketeed tõhusalt juhtida.
Ettevaatefunktsioon: parandage arvutuste tõhusust ja tagage sujuv töötlemine.
Tööriistahoidiku süsteem: Valige sobiv tööriistahoidik, et vältida tööriista vibratsiooni töötlemise ajal.
Ettenihe: juhtige ettenihet ja tööriista kiirust mõistlikult, et pikendada tööriista kasutusiga.
Jahutusvedelik: kasutage sobivat jahutusvedelikku ja määrdeainet, vältige ülekuumenemist ja eemaldage jäätmed.
Tööriistatee simulatsioon: täpse töötlemise tagamiseks tehke enne töötlemist tööriista tee simulatsiooni.

 

7. Peamised sammud 5-teljelise CNC-töötluse teostamisel

Tagada töötlemiskiiruse vastavus
Veenduge, et CNC-masinal oleks piisav töötlemiskiirus, et tõhusalt juhtida G-koodiga näidatud lõiketööriista teed ja vältida viivitusi või vigu töötlemisprotsessi ajal.

Luba ettevaatus
Ettevaatefunktsiooni lubamine aitab CNC-masinal eelnevalt arvutada tee sujuvamaks ja tõhusamaks töötlemisprotsessiks.

Valige õige tööriistahoidiku süsteem
Stabiilse tööriistahoidiku süsteemi valimine on ülioluline, et tööriist ei vibreeriks töötlemisprotsessi ajal, tagades seeläbi töötlemise kvaliteedi ja täpsuse.

Juhtige ettenihkekiirust ja tööriista kiirust
Ettenihke kiiruse täpne reguleerimine võib pikendada tööriista eluiga. Tööriista kiiruse õige reguleerimine erinevate materjalide töötlemise vajadustega võib aidata pikendada tööriista kasutusiga.

Kasutage õiget jahutusvedelikku
Kasutage õiget jahutusvedelikku (nt määrdeainet või veejoasüsteemi), et vähendada spindli kuumust, vältida tööriista ülekuumenemist, tagada lõikeprotsessi stabiilsus ja puhastada lõikepiirkonnast jääkmaterjal.

Tööriistatee simulatsioon
Enne tegelikku töötlemist kontrollige simulatsioonitarkvara abil tööriista teekonda, veendumaks, et kõik teed on õigesti planeeritud, ja kontrollige tulemusi, et vähendada vigu ja tarbetuid kadusid.

 

8. Lõiketööriistad CNC-töötluseks
5-teljelised CNC-masinad kasutavad sarnaseid lõiketööriistade materjale nagu 3-teljemasinad, kuid neil on oluliselt täiustatud tööriistade hoidmise jaamad ja tööriistade vahetamise võimalused. 5-teljega tööpink on varustatud automaatse tooriku või kaubaaluste vahetamise süsteemiga, mis vähendab käsitsi sekkumist ning parandab mitmesortilise ja väikese partii tootmise efektiivsust. Automaatsed tööriistavahetuse salved sisaldavad tavaliselt 60–120 tööriistajaama ja sobivad keerukate konstruktsioonide jaoks.

Lõiketööriistade materjali valik
Õige tööriista materjali valik sõltub tugevusest, soojusjuhtivusest ja hõõrdetegurist. Üldiselt peaks tööriista materjali tugevus olema töötlemismaterjalist 40–60% kõrgem. Levinud tööriistamaterjalide hulka kuuluvad:

Süsinikteras:odav, kergesti kättesaadav, laialdaselt kasutatav rutiinseks töötlemiseks, sisaldab 0,6% kuni 1,5% süsinikku.
Kiirteras:Sellel on tugev kulumiskindlus ja seda kasutatakse sageli keerukaks töötlemiseks. See sisaldab volframi, kroomi, molübdeeni ja süsinikterast.
Karbiid:Sobib ülikiireks lõikamiseks, on kõrge kuumakindlusega ja talub kuni 1000 kraadi temperatuuri. Selle koostis sisaldab volframi, titaani ja tantaali.
Keraamika:Sellel on suurepärane keemiline stabiilsus ja suur kiirus, korrosioonikindlus, mis koosneb peamiselt räninitriidist ja alumiiniumoksiidist.
Muud materjalid:nagu teemantotsad, süsinikboornitriid või metallkeraamika, mis sobivad erilisteks töötingimusteks

9. Kohandatud 5-telje CNC-töötlusteenused

Kuna 5-teljega CNC-mehaaniline töötlemine on muutunud täpsuse, sujuvuse ja tootlikkuse osas üha soodsamaks, kasvab ülemaailmne nõudlus selle töötlemistehnoloogia järele jätkuvalt. Kuid väikesemahulise tootmise puhul võib 5-teljelise CNC-masina ostmine olla kulukas ja neid seadmeid ei pruugita täielikult ära kasutada, kui nõudlus on harv. Seetõttu pakuvad paljud suured ettevõtted ja tootjad CNC-töötlusteenust tunnipõhiselt.
5-telje CNC-töötlusteenuste tasud sõltuvad tööpingi tüübist ja töötlemisvajadustest. Tavaliselt on tunnitasud vahemikus $ 50 kuni $ 200. Nende teenuste kaudu saavad kliendid kohandada lahendusi ja saada ülitäpse isikupärastatud osade tootmist ilma suuri seadmekulusid kandmata. Teenusepakkujad pakuvad paindlikke töötlemisvõimalusi vastavalt konkreetsetele vajadustele ja tootmisplaanidele.

 

Hankige kohe hinnapakkumine