Den komplette veiledningen til 5-Axis CNC Machining

 

 

Innholdsfortegnelse

 1.Hva er en 5-Axis CNC-maskin?
 2. Typer 5-akse CNC-maskiner
 3.5-Akse CNC-maskinering vs. 3+2 maskinering vs. 4+1 maskinering
 4. Konfigurasjonsalternativer for 5-Axis Machining Centers
 5.Hvorfor velge 5-Axis CNC Machining?
 6. Programmering av 5-akse CNC-maskiner
 7. Nøkkeltrinn i 5-Axis CNC Machining
 8.Skjæreverktøy for CNC-bearbeiding
 9. Egendefinerte 5-Axis CNC-maskintjenester

 

 

1.Hva er en femakset CNC-maskin?

En femakset CNC-maskin er en høypresisjonsenhet som kan utføre verktøyoperasjoner samtidig gjennom fem akser, egnet for å produsere deler med komplekse former og fine overflatefinisher. Sammenlignet med tradisjonelle tre-akse maskinverktøy, gir fem-akse maskinverktøy høyere frihetsgrader og kan behandle i flere retninger samtidig, noe som forbedrer prosesseringseffektiviteten og nøyaktigheten.
I tillegg til X-, Y- og Z-aksene inkluderer femaksemaskiner også A-, B- eller C-akser. Disse ekstra aksene kontrollerer rotasjonen og tilten av arbeidsbordet, slik at arbeidsstykket kan kuttes i flere vinkler. Dette tillater bearbeiding av komplekse geometrier, spesielt presis sideskjæring ved rotering 360 grader. Verktøyet kan svinge på det stasjonære arbeidsstykket, eller arbeidsbordet kan vippes til ønsket vinkel for å møte en rekke komplekse behandlingsbehov. Typen og behandlingsmetoden til femaksede maskinverktøy varierer i henhold til den spesifikke konfigurasjonen og applikasjonskravene.

 

2.Typer femakset CNC-maskinverktøy

For å møte ulike markedsbehov har produsenter av CNC-utstyr designet en rekke femaksede CNC-maskiner. De kjennetegnes hovedsakelig av rotasjonen av arbeidsbordet eller bevegelsen av verktøyet i forskjellige retninger. Følgende er fem vanlige typer CNC-maskinverktøy med fem akser:

 

(1) Dobbeltpivot spindelhodetype

Denne typen verktøymaskiner kontrollerer direkte retningen til verktøyaksen gjennom to roterende koordinater, og gir høypresisjons flervinklet prosesseringsevne.
 

(2) Pitch svinghode type

I denne typen er de to koordinataksene plassert over verktøyet, men rotasjonsaksen er ikke vinkelrett på den lineære aksen, som er egnet for behandling av komplekse former.
 

(3) Type dobbel platespiller

Den doble dreieskivemaskinen kontrollerer rotasjonen av rommet gjennom to roterende koordinater, og kan utføre nøyaktig skjæring i flere akser samtidig.
 

(4) Pitch bord type

Denne typen verktøymaskiner plasserer to koordinatakser på arbeidsbordet, og rotasjonsaksen er ikke vinkelrett på den lineære aksen, som er egnet for flervinklet og kompleks geometrisk behandling.
 

(5) Roterende bord + roterende spindelhodetype

Denne verktøymaskinen bruker to roterende koordinater på henholdsvis verktøyet og arbeidsstykket, og gir høyere fleksibilitet og presisjon, og kan oppnå kompleks tredimensjonal prosessering.

 

3.5-akse CNC maskinering vs 3+2 maskinering vs 4+1 maskinering

 

Femakset maskinering=femsidig maskinering?
Femakset bearbeiding og femsidig bearbeiding er to forskjellige bearbeidingsmetoder. Femakset maskinering involverer fem akser som beveger seg samtidig og er egnet for maskinering av mer komplekse deler, mens femsidig maskinering (3+2 maskinering) er basert på tre akser og legger til rotasjons- og tiltakser for å bearbeide fem flater i ett enkelt oppsett .

3+2-akse CNC-bearbeiding
3+2-bearbeiding, eller femsidig bearbeiding, bruker tre lineære akser, pluss én rotasjonsakse og én tilt-akse. Denne metoden kan maskinere fem sider av en del i et enkelt oppsett, ved å bruke de to ekstra aksene for å flytte arbeidsstykket.

4+1-akse CNC-bearbeiding
4+1-bearbeiding bruker et femakset maskinverktøy, men fikser én rotasjons- eller vippeakse. Fire akser fungerer samtidig, og vanligvis brukes bare én akse for posisjonering. Den er kraftigere enn 3+2-bearbeiding, men fortsatt ikke helt ekvivalent med 5-aksebearbeiding.

Full 5-akse CNC-bearbeiding
Full 5-aksebearbeiding er fem akser som arbeider samtidig, inkludert tre lineære akser og to roterende akser, som kan utføre mer komplekse former og presisjonsbearbeiding. Egnet for deler som krever høy presisjon og kompleks geometri, som krokoverflate, spesialform og hul bearbeiding.

Femakset bearbeiding egner seg for komplekse og presise maskineringsoppgaver, mens femsidig bearbeiding er mer en utvidelse på basis av tre akser. Femakset maskinverktøyprogrammering er mer komplekst enn treakset, og verktøyets geometridesign er mer sofistikert.

 

4. Konfigurasjonstyper av 5-Axis Machining Centers

Vanlige 5-akse CNC-maskinkonfigurasjonstyper inkluderer bord-bord, hode-bord, hode-hode og andre kombinasjoner.
Tabell-tabellkonfigurasjon
Denne konfigurasjonen blir ofte referert til som en tappbordmaskin, og har to roterende akser integrert i bordet, mens hodet på maskinen forblir stasjonært. Arbeidsstykket plasseres ved å rotere bordet. Denne konfigurasjonen er basert på en tradisjonell treakset CNC-maskin som bruker to roterende akser for å justere arbeidsstykkets orientering. Trunion-konfigurasjonen gir utmerkede underskjæringsevner, et større arbeidsområde og høyere hastighet og holdbarhet for høy presisjon og storskala maskinering.
Konfigurasjon av hodebord
I denne konfigurasjonen utfører maskinens hode all roterende bevegelse, mens bordet forblir stasjonært. Hodet kan roteres eller vippes i flere vinkler for å fullføre komplekse maskineringsoppgaver. Denne konfigurasjonen er svært effektiv for maskinering av arbeidsstykker med komplekse former og trange rom, spesielt for applikasjoner som krever høypresisjonsmaskinering.
Hode-hode-konfigurasjon
En hodehodemaskin er en mer kompleks konfigurasjon der begge hodene på maskinen kan rotere. Denne maskinen gir flere frihetsgrader enn andre konfigurasjoner, og muliggjør mer komplekse maskineringsoperasjoner. Egnet for maskineringsoppgaver som krever kutting i flere vinkler samtidig. Hodehode-konfigurasjonen er spesielt egnet for maskinering av ømfintlige deler og komplekse geometrier, og gir større stabilitet og presisjon.

 

5.Hvorfor bruke 5-akse CNC-bearbeiding?

5-akse CNC-maskinverktøy har betydelige fordeler i flere bransjer, spesielt innen medisinsk, romfart og bilindustrien, og er i stand til å behandle komplekse former, høy presisjon og glatte overflater.
I motsetning til tradisjonelle 3-aksemaskiner, kan 5-akse CNC-maskinering fullføre mangefasettert skjæring, boring og tapping samtidig i ett oppsett, noe som sparer mye tid og forbedrer effektiviteten. Den kan håndtere komplekse geometrier som tradisjonelle maskinverktøy ikke kan fullføre, noe som reduserer behovet for reposisjonering av arbeidsstykket, og forbedrer dermed maskineringsnøyaktigheten og overflatekvaliteten. Den høye presisjonen og stabiliteten til 5-akse CNC-maskiner gjør dem ideelle for masseproduksjon og produksjon av høy standard, spesielt i bransjer som krever høye toleranser og fine konturer. Ved å redusere menneskelig intervensjon forbedrer 5-aksemaskinering produksjonseffektiviteten og prosesskvaliteten og er et uunnværlig verktøy for moderne produksjon.
Fordeler med 5-akse CNC-bearbeiding
 Forkort leveringstiden og forbedre produksjonseffektiviteten
 Forbedre maskineringsnøyaktighet og kvalitet
 Gjør det mulig å bearbeide komplekse geometrier og detaljer
 Forbedre produksjonskapasiteten
 Bytt ut flere maskineringsutstyr
 Reduser potensielle feil i maskineringsprosessen
 Forleng skjæreverktøyets levetid gjennom automatisk verktøyvalg og optimalisert skjærehastighet
 Reduser vibrasjoner og oppnå høyere overflatefinish

 

6. Programmering av 5-akse CNC-maskiner
G-kodeprogrammering for 5-akse CNC-maskiner begynner med en modell designet i CAD-programvare, som deretter konverteres til en algoritme som inkluderer spindelhastighet, matehastighet og verktøybevegelse. Sammenlignet med tradisjonelle 3-aksemaskiner krever 5-aksemaskinering å kontrollere forskjellige vinkler på verktøyet og bordets tiltbane.

Programmeringsmetoder
I 5-akseprogrammering er det to måter å kontrollere rotasjonsbevegelse på: ved hjelp av rotasjonsvinkler eller verktøyvektorer. Verktøyvektorer spesifiserer rotasjons- eller tiltvinkler gjennom X-, Y- og Z-aksekommandoer, som er fleksible og lar programmering deles mellom forskjellige maskiner uten behov for spesifikke aksemerknader (A-, B- og C-akser). Vanlig brukt programvare inkluderer Autodesk, Mastercam, Siemens NX, PowerMill og Edgecam.

5-akse CNC-bearbeidingspunkter
Kuttehastighet: Sørg for at maskinverktøyet effektivt kan kontrollere kuttebanen.
Look-ahead-funksjon: Forbedre beregningseffektiviteten og sikre jevn behandling.
Verktøyholdersystem: Velg en passende verktøyholder for å unngå verktøyvibrasjoner under bearbeiding.
Matehastighet: Kontroller mating og verktøyhastighet rimelig for å forlenge verktøyets levetid.
Kjølevæske: Bruk passende kjøle- og smøremiddel, unngå overoppheting og fjern avfall.
Verktøybanesimulering: Utfør verktøybanesimulering før behandling for å sikre nøyaktig behandling.

 

7. Nøkkeltrinn når du utfører 5-akse CNC-bearbeiding

Sørg for matching av behandlingshastighet
Forsikre deg om at CNC-maskinen har tilstrekkelig prosesseringshastighet til å effektivt kontrollere skjæreverktøybanen angitt av G-koden og unngå forsinkelser eller feil under maskineringsprosessen.

Aktiver Look-Ahead
Aktivering av look-ahead-funksjonen hjelper CNC-maskinen med å beregne banen på forhånd for en jevnere og mer effektiv maskineringsprosess.

Velg riktig verktøyholdersystem
Å velge et stabilt verktøyholdersystem er avgjørende for å sikre at verktøyet ikke vibrerer under maskineringsprosessen, og dermed sikre maskineringskvalitet og nøyaktighet.

Kontroller matehastighet og verktøyhastighet
Nøyaktig kontroll av matehastigheten kan øke verktøyets levetid. Riktig justering av verktøyhastigheten for å passe bearbeidingsbehovene til forskjellige materialer kan bidra til å forlenge verktøyets levetid.

Bruk riktig kjølevæske
Bruk riktig kjølevæske (som smøremiddel eller vannstrålesystem) for å redusere varmen på spindelen, unngå overoppheting av verktøyet, sikre stabilitet under skjæreprosessen og rydde opp i avfallsmaterialet i skjæreområdet.

Verktøybanesimulering
Før faktisk maskinering, bruk simuleringsprogramvare for å sjekke verktøybanen for å sikre at alle banene er riktig planlagt og verifisere resultatene for å redusere feil og unødvendige tap.

 

8.Skjæreverktøy for CNC-bearbeiding
5-akse CNC-maskiner bruker lignende skjæreverktøymaterialer som 3-aksemaskiner, men har betydelig forbedrede verktøyholdestasjoner og verktøyskiftemuligheter. 5-aksemaskinverktøyet er utstyrt med et automatisk skiftesystem for arbeidsstykker eller paller, som reduserer manuell intervensjon og forbedrer effektiviteten til produksjon av flere varianter og små batch. Automatiske verktøyskiftemagasiner inneholder vanligvis 60 til 120 verktøystasjoner og er egnet for komplekse design.

Materialvalg for skjæreverktøy
Valg av riktig verktøymateriale avhenger av styrke, varmeledningsevne og friksjonskoeffisient. Generelt bør styrken til verktøymaterialet være 40 % til 60 % høyere enn bearbeidingsmaterialet. Vanlige verktøymaterialer inkluderer:

Karbonstål:lav pris, lett tilgjengelig, mye brukt til rutinemessig behandling, som inneholder 0,6 % til 1,5 % karbon.
Høyhastighets stål:Den har sterk slitestyrke og brukes ofte til kompleks prosessering. Den inneholder wolfram, krom, molybden og karbonstål.
Karbid:Egnet for ultra-høyhastighetsskjæring, har høy varmebestandighet og tåler temperaturer opp til 1000 grader. Sammensetningen inkluderer wolfram, titan og tantal.
Keramikk:har utmerket kjemisk stabilitet og høy hastighet, korrosjonsbestandighet, hovedsakelig sammensatt av silisiumnitrid og aluminiumoksid.
Andre materialer:som diamantspisser, karbonbornitrid eller cermets, egnet for spesielle arbeidsforhold

9. Egendefinerte 5-Axis CNC-maskintjenester

Ettersom 5-akse CNC-maskinering har blitt stadig mer fordelaktig når det gjelder presisjon, jevnhet og produktivitet, fortsetter den globale etterspørselen etter denne maskineringsteknologien å øke. For småvolumproduksjon kan det imidlertid være uoverkommelig å kjøpe en 5-akse CNC-maskin direkte, og disse enhetene blir kanskje ikke utnyttet fullt ut når etterspørselen er sjelden. Derfor tilbyr mange store bedrifter og produsenter CNC maskineringstjenester på timebasis.
Gebyrene for 5-akse CNC-maskineringstjenester varierer avhengig av type maskinverktøy og maskineringsbehov. Vanligvis varierer timeavgiftene fra $50 til $200. Gjennom disse tjenestene kan kunder tilpasse løsninger og oppnå høypresisjon personaliserte delerproduksjon uten å pådra seg høye utstyrskostnader. Tjenesteleverandører vil tilby fleksible maskineringsalternativer basert på spesifikke behov og produksjonsplaner.

 

Få et tilbud nå