Priekšvārds
5-ass CNC apstrāde ir ļoti daudzpusīgs apstrādes process, kurā tiek izmantotas subtraktīvās apstrādes metodes. Sagatave tiek sagriezta pēdējā daļā, izmantojot griezējinstrumentu, kas darbojas uz 5 asīm. CNC apstrāde ir ļoti populāra augstas precizitātes, augstas efektivitātes un atkārtojamības dēļ.
Process sākas ar neapstrādātu datorizētas projektēšanas (CAD) failu izmantošanu, lai palīdzētu programmēt griešanas instrumentu celiņus, kurus pārvalda datora ciparvadība (CNC). Kad šīs instrumentu daļas ir ieprogrammētas valodā, ko saprot CNC apstrādes iekārta, procesu var pilnībā automatizēt.
Šajā rakstā uzmanība tiek pievērsta 5-ass CNC apstrādes īpašībām un tam, kāpēc tā atšķiras no 3-ass vai 2-ass apstrādes, kā arī priekšrocībām, ko sniedz5-ass CNC apstrādemašīna.
Lielāka asu skaita dēļ 5-ass CNC apstrādes frēzmašīnām ir lielākas iespējas nekā 3-ass un 2-ass frēzmašīnām. Iekārta ir konfigurēta tā, lai samazinātu nepieciešamību pēc nepārtrauktas uzraudzības. Detaļu ražošanas efektivitāte un viena iestatīšana ir galvenie iemesli, kāpēc nozare izvēlas ieviest 5-ass apstrādi.
Kā darbojas 5-ass CNC apstrāde?
CNC apstrādē detaļas tiek veidotas, izmantojot griezējinstrumentus un subtraktīvās apstrādes paņēmienus, kas tiek nogriezti uz sagataves, veidojot vēlamo formu. Formu iepriekš nosaka sākotnējais CAD (Computer Aided Design) fails. Pēc tam G-koda formātā tiek ģenerēta programma, kas ievada instrukcijas tieši CNC apstrādes iekārtai.
Pašlaik CNC apstrādes frēzmašīnām visbiežāk ir 3 asis — X, Y un Z. Tomēr 5-ass CNC apstrādes mašīnas izmanto vairāk asu, lai īstenotu griešanas procesu no citiem leņķiem. Rezultātā var ieviest asis A, B un C. Šīs asis darbojas ar X, Y un Z griešanās leņķos, lai nodrošinātu 5-ass griezēju, kas spēj izstrādāt sarežģītas konstrukcijas, vienlaikus saglabājot ļoti augstu gatavā produkta kvalitāti. A, B un C asis pārvietojas rotācijas veidā neatkarīgi no X, Y un Z asīm. Iekārtas īpašā konfigurācija vai CAD konstrukcija nosaka, kura no 3 papildu rotācijas asīm tiek izmantota. Šī 5-ass konfigurācija maksā vairāk, jo ir nepieciešams augstāks kalibrēšanas un automatizācijas līmenis, kas nepieciešams, lai darbinātu CNC apstrādes iekārtas un ievades komandas.
Runājot par precīzo inženieriju, 5-asu apstrāde nodrošina vislabākos precīzās inženierijas risinājumus, un tas ir nozarē vadošais inženierijas process automobiļu, kosmosa un medicīnas nozarē.
5-ass apstrādes konfigurācija
3-ass X, Y un Z darbojas un tiek kalibrētas tāpat kā 3-ass CNC mašīna. Papildu 2 asu kustību, kas darbojas 5-ass apstrādē, vienmēr kontrolē CNC apstrādes programma, kas ievada mašīnai komandas.
Pamatā ir divi CNC apstrādes veidi, kuros tiek izmantota 5-ass darbība:
Trunnion stils
Kronu tipa 5-ass mašīna griežas ap X asi ar A asi un C asi ap Z asi. Rotācijas asi attēlo galda kustība. Šis veids ir vairāk piemērots lielākām darba slodzēm, jo nav nepieciešams kompensēt rotējošā roktura aizņemto vietu.
Rotācijas stils
Kad rotācijas 5-ass mašīna darbojas, B ass griežas ap Y asi un C ass griežas ap Z asi. Atšķirība ir tāda, ka griešanas procesā galds vienmēr ir līdzens, kas nozīmē, ka tas var atbalstīt smagākas daļas. Rotācijas asi attēlo rotējoša griešanas roka.
Kādas ir CNC 5-ass apstrādes izmaksas?
Izmaksas ir atkarīgas no konkrētā projekta un saražoto detaļu skaita. Papildus augstākajām izmaksām par 5-ass mašīnas iegādi, 5-ass CNC apstrādei ir nepieciešams augstāks iestatīšanas līmenis, lai varētu sākt ražot detaļas. Augstākas sākotnējās iestatīšanas izmaksas pirmsražošanas laikā var radīt mazākas partijas vai vienreizējās detaļas, kas ir dārgākas salīdzinājumā ar līdzvērtīgām detaļām, kas ražotas 3-ass CNC apstrādes mašīnā.
Tas ir saprotams, jo 5-ass CNC apstrādes mašīnas pēc savas būtības ir sarežģītākas un dinamiskākas nekā cita veida CNC apstrādes mašīnas ar mazāk asu. 5-Asu frēzmašīnas arī ietaupa vairāk laika, jo tās ir kalibrētas, lai pabeigtu detaļu bez jebkādas iejaukšanās. Kopumā apstrādājamo priekšmetu var pabeigt ar vienu darbību, tāpēc dīkstāves laiks ir ievērojami samazināts. Samazinātas stiprinājuma prasības, kas ir īpaši izdevīgi organiskām, sarežģītām daļām.
Kāpēc 5-ass CNC apstrādei ir mazāk armatūru?
Kustību diapazons, kas sasniedzams ar griešanas galviņu un papildu griešanās asi, nozīmē, ka šīs mašīnas var sasniegt līdz pat 5 detaļas malām. Piemēram, ja kosmosa vajadzībām ir nepieciešamas ģeometriski sarežģītas detaļas, 5-ass CNC iekārta būtu visspējīgākā, jo tā spēj sasniegt sarežģītus leņķus un grūti sasniedzamas griešanas vietas, piemēram, saliktas līknes.
5-ass CNC apstrādes priekšrocības
Augstas kvalitātes apdare
Augstākas kvalitātes apdari var panākt, pateicoties griezējinstrumentu uzlabotajām funkcijām, kas darbojas ar 5-ass CNC apstrādi. Tas ir tāpēc, ka 5-ass CNC apstrādes mašīnas instrumenti var būt īsāki. Tādējādi tiek samazināta instrumenta vibrācija, kas samazina "plandīšanās" zīmes un nodrošina gludāku virsmas apdari gala daļai.
Ātrāka apstrāde
Pateicoties 5-ass CNC apstrādes lielajam ātrumam un paaugstinātajai automatizācijas pakāpei, nav nepieciešama iejaukšanās vai manuāls process. To bieži dēvē par "viengabala apdari" un "vienreizēju apstrādi". Daudzass nozīmē, ka visu sagatavi var sagriezt vienā piegājienā, nevis nepieciešamas vairākas darbības, lai pabeigtu galīgo sagatavi. Tas, savukārt, nodrošina ātrāku izvades jaudu.
Var izgatavot sarežģītākas formas
5-ass CNC apstrāde var radīt ļoti sarežģītas ģeometrijas. Piemēram, agrāk lējumu un detaļu ar daudzām dažādām funkcijām apstrādei bija nepieciešams daudz iestatīšanas, lai apstrādātu un izveidotu vēlamo formu. Tomēr vairumā gadījumu ar vienu iestatījumu 5-ass CNC apstrādi var izmantot tikai ar vienu armatūru, lai pabeigtu sagatavi, kas atbilst tās precīzajām prasībām.