Когда речь заходит о точной обработке, вы, вероятно, слышали о станках с ЧПУ. Они позволяют производить высокоточные детали с близкими допусками. Более того, эти станки обеспечивают большую гибкость, чем стандартные 3-осевые станки. Однако принципы их работы и важность требуют пояснения.
Реализация четвертого вращательного движения позволяет 4-осевому станку с ЧПУ расширить возможности стандартных 3-осевых систем. Он вращает заготовку во время работы, так что вы можете достичь различных сторон без физического изменения положения. Отверстия и пазы на различных поверхностях находят практическое применение с использованием 4-осевой системы.
С другой стороны, 5-осевой станок с ЧПУ превосходит 4-осевой станок с ЧПУ, реализуя дополнительную ось управления для перемещения станка. Дополнительная ось позволяет режущему инструменту получать доступ к деталям с разных направлений. Поэтому он оказывается необходимым для производства сложных форм со строгими допусками в аэрокосмической и медицинской промышленности. Кроме того, вы можете создавать прототипы деталей, детализированные компоненты функций в рамках одной операции, что приводит как к экономии времени, так и к снижению частоты ошибок. Давайте рассмотрим эти варианты с более широкой точки зрения.
Продвинутая 4-осевая технология ЧПУ превзошла традиционную 3-осевую обработку благодаря дополнительной оси. Инструмент, работающий на 3-осевом станке, выполняет движение по оси X для движения влево-вправо, по оси Y для движения вперед-назад и по оси Z для движения вверх-вниз. В то время как 4-осевой станок с ЧПУ включает в свою работу дополнительную ось, известную как «ось А».
Заготовка вращается вокруг оси X с помощью функции оси A, что позволяет ей достигать различных сторон детали без ручного/операторского вмешательства. Единая настройка на станке позволяет оператору получать доступ к нескольким поверхностям детали с помощью этой функции вращения, что повышает как точность, так и скорость работы.
В дополнение ко всем преимуществам, 4-осевой станок с ЧПУ автоматически перемещает деталь в точные позиции. Он предотвращает ручные остановки для изменения настроек между функциями. Процесс настройки занимает меньше времени, а скорость производства повышается, что означает, что такой станок лучше всего подходит для деталей средней сложности.
Вот общие преимущества 4-осевых станков с ЧПУ:
Вращательная способность 4-осевого станка с ЧПУ позволяет автоматически обрабатывать многосторонние детали, такие как кронштейны с верхними, нижними и боковыми отверстиями. Вращение детали посредством 4-осевого станка с ЧПУ происходит быстрее, чем ручное переворачивание, поскольку вам не нужно прерывать процесс для смены позиций. Это позволяет быстрее завершать 1000 деталей, что сокращает общее время производства.
Вращение заготовки на основе оси A позволяет инструменту повторять идентичные угловые положения для каждой операции. Точное производство блоков двигателей в автомобильной промышленности требует такой настройки. Каждая деталь, произведенная с использованием 4-осевого станка, будет точно соответствовать благодаря его последовательной работе на протяжении всего серийного производства.
Способность 4-осевого станка выполнять сложные операции самостоятельно устраняет необходимость в дополнительных процедурах настройки. Процесс настройки позволяет одному человеку поддерживать положение деталей в станке и позволять системе выполнять остальную часть операции. Такой подход снижает расходы, связанные с расходами на персонал, избегая ошибок, которые иногда возникают из-за многократного ручного контакта с материалами.
Процесс смены инструмента и перепозиционирования детали часто прерывает традиционные операции 3-осевого станка. 4-осевая система станка требует меньше прерываний настройки, поскольку позволяет вращать деталь. Эта функция становится критически важной для изготовления деталей, элементы которых расположены в разных ориентациях, например, кронштейнов и лопаток турбин, когда инструменту требуется бесперебойная работа в различных плоскостях.
Наличие множества элементов, разбросанных по разным граням детали, требует 4-осевой обработки с ЧПУ. Поскольку она позволяет деталям вращаться автоматически, устраняя необходимость в ручном переворачивании.
Технология обработки с ЧПУ с 4 осями обеспечивает наилучшие результаты на деталях средней сложности, которые превышают пределы стандартных процессов фрезерования. Эффективное производство пластин и структурных компонентов, а также простых автомобильных деталей может быть достигнуто с помощью 4-осевого станка.
Ускорение производства партий деталей становится возможным, когда 4-осевой станок выполняет обработку нескольких поверхностей за одну установку. Это приносит особую ценность для отраслей, которым требуется быстрый выход на рынок.
Таким образом, в целом использование 4-координатного станка снижает количество ошибок при обработке деликатных деталей, требующих высокой точности.
5-осевой станок с ЧПУ повышает точность производства за счет добавления двух дополнительных осей движения сверх 3-осевых систем. Стандартный 3-осевой станок обеспечивает перемещение инструмента между направлениями X, Y и Z, что выполняет функции влево-вправо, вперед-назад и вверх-вниз. Дополнительный 5-осевой станок реализует две специализированные оси, называемые A и B, которые максимизируют операционный контроль и гибкость.
Ось B допускает вращение вокруг оси Y, а ось A вращается вокруг оси X. Сложные формы и особенности становятся возможными для машин благодаря дополнительным возможностям движения. Более того, это устраняет необходимость в нескольких настройках или перепозиционировании деталей.
Вот общие преимущества 5-осевых станков с ЧПУ:
Система обработки с 5-осевым ЧПУ позволяет инструменту перемещаться в любое доступное положение детали, что делает ее идеальной для производства сложных форм. Аэрокосмические компоненты и автомобильные детали получают большую выгоду от 5-осевого ЧПУ, поскольку их сложные конструкции включают в себя функции, которые невозможно получить с помощью стандартных 3- и 4-осевых станков с ЧПУ.
Инструмент достигает превосходной стабильности угла атаки, поскольку он может достигать детали с разных направлений. Он служит дольше, поскольку испытывает меньший износ, особенно на деликатных деталях. Производственные расходы и время простоя станка уменьшаются, когда инструменты требуют замены реже.
Детали сохраняют неподвижное положение на протяжении всего процесса обработки в 5-осевых операциях. Единичная непрерывная обработка позволяет целым поверхностям получать последовательные результаты на протяжении всей операции обработки. Секторы, требующие высокой точности, из этого метода, поскольку он сводит к минимуму как проблемы выравнивания, так и дефекты, которые могут возникнуть из-за перепозиционирования инструмента.
Вот несколько сценариев использования 5-осевой обработки с ЧПУ;
Изготовление сложных турбинных лопаток и форм требует 5-осевой обработки с ЧПУ, поскольку она может сократить продолжительность обработки на 30-40% по сравнению с традиционными методами. Инструмент обладает гибкостью для доступа к деталям из различных положений, что сводит к минимуму требования к настройке.
5-осевая обработка сокращает время настройки примерно на 50–60%. Настройка станка в аэрокосмическом секторе заменяет 3–5 обычных 3-осевых настроек, что приводит к повышению скорости производства и уровням постоянства.
Детали, изготовленные на 5-осевом станке, могут достигать качества обработки поверхности, превосходящего качество обработки на 4-осевых станках. Процесс обработки обеспечивает бесперебойное движение инструмента, что сводит к минимуму следы от инструмента во время производства.
Аэрокосмический сектор требует жестких допусков ±0,001 дюйма (0,025 мм). 5-осевая обработка с ЧПУ может эффективно поддерживать точную точность на всем протяжении. Отсутствие переориентации детали при обработке каждой поверхности обеспечивает лучшую размерную стабильность. Таким образом, это минимизирует риски несоосности для выполнения строгих требований к качеству.
В заключение, как 4-осевые, так и 5-осевые станки с ЧПУ служат решением для изготовления сложных, точных компонентов, которые находят применение в аэрокосмической, автомобильной и медицинской промышленности. Если деталь не слишком сложная, а требования к допускам минимальны, 4-осевая обработка является оптимальным вариантом.
Напротив, 5-осевые станки хорошо подходят для очень сложных деталей/изделий. Они включают только одну установку, технология обрабатывает несколько сторон, что сокращает время производства до 25% и обеспечивает улучшение качества обработки поверхности. Однако первоначальные инвестиции обычно выше, чем для 4-осевых станков. Но это может сэкономить вам расходы в долгосрочной перспективе. Поэтому выбор между двумя вариантами зависит от сложности детали, бюджета и временных рамок.