Når det kommer til præcisionsbearbejdning, har du sikkert hørt om CNC-maskiner. Disse giver dig mulighed for at producere meget nøjagtige dele med næsten tæt tolerance. Desuden giver disse maskiner bedre fleksibilitet end standard 3-aksede maskiner. Deres operationelle principper og betydning skal dog præciseres.
Implementeringen af en fjerde roterende bevægelse får en 4-akset CNC-maskine til at strække sig ud over mulighederne for standard 3-akse systemer. Den roterer emnet under drift, så du kan nå forskellige sider uden fysisk ompositionering. Huller og riller på forskellige flader finder praktisk anvendelse ved hjælp af et 4-akset system.
På den anden side strækker den 5-aksede CNC-maskine sig ud over 4-akset CNC ved at implementere en ekstra kontrolakse til maskinbevægelse. Den supplerende akse giver skæreværktøjet adgang til dele fra forskellige retninger. Så det viser sig at være afgørende for at producere komplekse former med strenge tolerancer på tværs af luftfarts- og medicinsk udstyrsindustrien. Derudover kan du bygge prototypedele, detaljerede funktionskomponenter inden for en enkelt operation, hvilket resulterer i både tidsbesparelser og lavere fejlprocenter. Lad os undersøge disse muligheder fra et bredere perspektiv.
Den avancerede 4-akse CNC-teknologi har overgået den konventionelle 3-akse bearbejdning på grund af en ekstra akse. Et værktøj, der opererer i en 3-akset maskine, udfører bevægelse gennem X-aksen for venstre-højre bevægelse og Y-aksen for fremad-bagudgående bevægelse, og Z-aksen for op-ned bevægelse. Mens en 4-akset CNC-maskine inkorporerer en ekstra akse kendt som "A-aksen" i sin drift.
Emnet roterer rundt om X-aksen gennem A-aksefunktionen, som gør det muligt at nå forskellige delsider uden manuel/operatørindgreb. En enkelt opsætning på maskinen gør det muligt for maskinmesteren at få adgang til flere delflader gennem denne rotationsfunktion, som øger både præcision og driftshastighed.
Oven i alle fordele betjener en 4-akset CNC-maskine delen til præcise positioner automatisk. Det forhindrer manuelle stop for opsætningsændringer mellem funktioner. Opsætningsprocessen tager kortere tid, og produktionshastigheden forbedres, hvilket betyder, at en sådan maskine fungerer bedst på dele med middel kompleksitet.
Her er de fælles fordele ved 4-aksede CNC-maskiner;
En 4-akset CNC-maskines rotationskapacitet kan automatisk bearbejde flersidede dele såsom beslag med top-, bund- og sidehuller. Delrotationen gennem den 4-aksede CNC-maskine fungerer hurtigere end manuel vending, fordi du ikke behøver at afbryde processen for at skifte position. Det muliggør hurtigere færdiggørelse af 1000-vis af dele, hvilket reducerer den samlede produktionstid.
Arbejdsemnets rotation baseret på A-aksen gør det muligt for værktøjet at gentage identiske vinkelpositioner for hver operation. Nøjagtig produktion af motorblokke i bilfremstilling kræver denne opsætning. Hvert stykke produceret ved hjælp af den 4-aksede maskine vil matche præcist på grund af dets ensartede drift gennem hele batchproduktionen.
Den 4-aksede maskines evne til at udføre komplekse operationer uafhængigt eliminerer behovet for yderligere opsætningsprocedurer. Opsætningsprocessen gør det muligt for én person at opretholde positionsdelene i maskinen og lade systemet fuldføre resten af operationen. Fremgangsmåden sænker udgifter forbundet med medarbejderomkostninger, samtidig med at man undgår fejl, der nogle gange opstår ved gentagen manuel kontakt med materialer.
Værktøjsskifte- og delegenpositioneringsprocessen afbryder ofte traditionelle 3-aksede maskinoperationer. Et 4-akset maskinsystem kræver færre opsætningsafbrydelser, fordi det muliggør delrotation. Funktionen bliver afgørende for fremstilling af dele, der har elementer placeret i forskellige orienteringer, såsom beslag og turbinevinger, når værktøjet kræver problemfri drift på tværs af forskellige planer.
At have flere funktioner spredt over forskellige flader af en del kræver 4-akset CNC-bearbejdning. Fordi det lader dele rotere automatisk, mens det eliminerer behovet for manuel vending.
Den 4-aksede CNC-bearbejdningsteknologi giver de bedste resultater på moderat udfordrende dele, der overskrider grænserne for standardfræseprocesser. Den effektive produktion af plader og strukturelle komponenter og simple autodele kan opnås ved hjælp af en 4-akset maskine.
Det bliver muligt at fremskynde produktionen af partipartier, når en 4-akset maskine udfører enkelt-opsætningsbehandling af flere overflader. Det giver særlig værdi til industrier, der har brug for hurtige markedslanceringer.
Så samlet set reducerer brugen af en 4-akset maskine håndteringsfejlene ved bearbejdning af sarte dele, der kræver høj præcision.
En 5-akset CNC-maskine fremmer præcisionsfremstilling gennem tilføjelsen af to ekstra bevægelsesakser ud over 3-akse systemer. En standard 3-akset maskine muliggør værktøjsbevægelse mellem X-, Y- og Z-retningerne, som udfører venstre-højre, frem-tilbage og op-ned-funktioner. Den ekstra 5-aksede maskine implementerer to specialiserede akser kaldet A og B, som maksimerer den operationelle kontrol og fleksibilitet.
B-aksen tillader rotation omkring Y-aksen, mens A-aksen roterer omkring X-aksen. Komplekse former og funktioner bliver mulige for maskiner på grund af de ekstra bevægelsesmuligheder. Desuden eliminerer det behovet for flere opsætninger eller del repositionering.
Her er de fælles fordele ved 5-aksede CNC-maskiner;
Det 5-aksede CNC-bearbejdningssystem gør det muligt for værktøjet at bevæge sig til alle tilgængelige positioner af delen, hvilket gør det perfekt til fremstilling af komplekse former. Luftfartskomponenter og autodele drager stor fordel af 5-akset CNC, fordi deres komplekse design omfatter funktioner, som ikke kan nås gennem standard 3- og 4-aksede CNC-maskiner.
Værktøjet opnår overlegen konsistens i sin angrebsvinkel, da det kan nå delen fra forskellige retninger. Den overlever længere, fordi den oplever reduceret slid, specielt på sarte dele. Produktionsomkostningerne og maskinens nedetid falder, når værktøjer skal udskiftes sjældnere.
Delene holder en stationær position gennem hele bearbejdningsprocessen i 5-akse operationer. Enkelt ubrudt bearbejdning giver komplette overflader mulighed for at få ensartede resultater gennem hele bearbejdningsoperationen. Højpræcisionskrævende sektorer fra denne metode, fordi den minimerer både tilpasningsproblemer og defekter, der kan opstå som følge af værktøjsrepositionering.
Her er et par case-scenarier for brug af 5-akset CNC-bearbejdning;
Fremstilling af komplicerede turbineblade og støbeforme kræver 5-akset CNC-bearbejdning, da det kan forkorte bearbejdningens varighed med 30-40% i forhold til traditionelle teknikker. Værktøjet har fleksibiliteten til at få adgang til dele fra forskellige positioner, hvilket minimerer opsætningskravene.
5-akset bearbejdning reducerer opsætningstiden med ca. 50-60%. Maskinopsætningen i rumfartssektoren fungerer som en erstatning for 3 til 5 konventionelle 3-akse opsætninger, hvilket resulterer i forbedret produktionshastighed og konsistensniveauer.
Dele fremstillet på en 5-akset maskine kan opnå en overfladefinish, der overgår den finish, der er mulig på 4-aksede maskiner. Bearbejdningsprocessen muliggør uafbrudt værktøjsbevægelse, hvilket minimerer værktøjsmærker under produktionen.
Luftfartssektoren kræver snævre tolerancer på ±0,001 tomme (0,025 mm). 5-akset CNC-bearbejdning kan effektivt opretholde præcis nøjagtighed hele vejen igennem. Fraværet af reorientering af delene ved bearbejdning af hver overflade giver bedre dimensionsstabilitet. Så det minimerer risici for fejljustering at opfylde strenge kvalitetskrav.
For at konkludere, tjener både 4-aksede og 5-aksede CNC-maskiner som en løsning til at fremstille sofistikerede, nøjagtige komponenter, der finder anvendelse på tværs af rumfarts- og bilindustrien og medicinske industrier. Hvis delen ikke er alt for indviklet, og tolerancekravene er minimale, er 4-akset bearbejdning en optimal mulighed.
Derimod er 5-aksede maskiner velegnede til meget komplicerede dele/produkter. Disse inkorporerer kun én opsætning, teknologien bearbejder flere sider, hvilket reducerer produktionstiden med op til 25 % og giver kvalitetsforbedringer i overfladefinishen. Startinvesteringen er dog typisk højere end for 4-aksede maskiner. Men det kan spare dig for omkostninger i det lange løb. Derfor afhænger valget mellem de to muligheder af delens kompleksitet, budget og tidsramme.