3-х, 4-х, и 5-и осевое фрезерование. В чем разница?

5-и осевая обработка
Spread the love

Как проектировщик, понимание того, на каком типе станка будет изготавливаться ваша деталь, имеет решающее значение для оптимизации вашей конструкции. При проектировании детали, обработанной с ЧПУ, вы, возможно, не задумывались о том, на каком типе станка будет обрабатываться ваша деталь, но сложность и тип геометрии, которую вы можете спроектировать, будут разными для разных типов станков. 3-осевое, 4-осевое и 5-осевое фрезерование отличаются друг от друга сложностью перемещения заготовки и режущего инструмента относительно друг друга. Чем сложнее движение двух деталей, тем сложнее может быть геометрия окончательно обработанной детали.

3-х осевое фрезерование

Самый простой вид обработки, при котором заготовка фиксируется в одном положении. Движение шпинделя доступно в линейных направлениях X, Y и Z.

3-Х осевое фрезерование
3-Х осевое фрезерование

3-осевые станки обычно используются для обработки геометрии 2D и 2,5D. При трехосевой обработке возможна обработка всех 6 сторон детали, но для каждой стороны требуется новая установка крепления, что может быть дорогостоящим (подробнее об этом ниже). При установке одного приспособления можно обрабатывать только одну сторону детали.

Для каждой стороны детали требуется уникальная настройка.
Для каждой стороны детали требуется уникальная настройка.

Многие сложные и практичные формы могут быть изготовлены с помощью 3-х осевого фрезерования с ЧПУ, особенно когда это находится в руках обрабатывающего оборудования мирового класса. Трехосевая обработка лучше всего подходит для изготовления плоских фрезерованных профилей, сверления и резьбовых отверстий на одной оси. Возможны подрезы с использованием фрез с Т-образным пазом и фрез типа «ласточкин хвост».

Однако иногда конструктивная деталь физически не может быть изготовлена ​​на 3-осевом станке, или эта особенность может быть более экономически выгодной для обработки на 4 или 5-осевом станке.

Элементы, недоступные при 3-осевом фрезеровании, включают любые элементы, расположенные под углом к ​​системе координат XYZ, даже если сам элемент является плоским. Вы можете разработать два типа угловых элементов, и понимание различия между ними важно при разработке деталей для фрезерования с ЧПУ.

УГЛОВОЙ ЭЛЕМЕНТ

Это элемент, обрабатываемый под углом к одной из осей X, Y или Z. Например, плоская фрезерованная поверхность ниже находится под углом 45 ° к оси X, например, вращение оси A.

Фрезерованный элемент расположен под углом 45 ° в одной плоскости
Фрезерованный элемент расположен под углом 45 ° в одной плоскости

СОСТАВНОЙ УГОЛ

Это элемент, обработанный под углом к двум осям. Например, плоская фрезерованная поверхность ниже обрабатывается под углом 45 ° к оси X и под углом 30 ° к оси Z.

Как угловые, так и составные угловые элементы нельзя обрабатывать на 3-осевых станках с ЧПУ.

Фрезерованный составной угловой элемент в двух плоскостях: 45 ° по оси X, 30 ° по оси Z
Фрезерованный составной угловой элемент в двух плоскостях: 45 ° по оси X, 30 ° по оси Z

4-х осевое фрезерование

4-осевая обработка добавляет вращение вокруг оси X, называемое осью A. Шпиндель имеет 3 линейные оси движения (XYZ), как и при 3-осевой обработке, плюс ось A возникает при вращении заготовки. Есть несколько различных устройств для 4-х осевых станков, но обычно они относятся к типу «вертикальной обработки», когда шпиндель вращается вокруг оси Z. Заготовка установлена ​​по оси X и может вращаться вместе с приспособлением по оси A. При установке одного приспособления можно обрабатывать 4 стороны детали.

4-х осевое фрезерование
4-х осевое фрезерование

4-х осевое фрезерование может использоваться как более экономичный способ обработки деталей, теоретически возможный на 3-осевом станке. Например, для детали, которую мы недавно обработали, мы обнаружили, что для использования 3-осевого станка потребовалось бы два уникальных приспособления по цене 10000 и 8800. При использовании возможности 4-осевой обработки по оси A потребовалось только одно приспособление стоимостью 10000. Это также устранило необходимость в замене приспособлений, что еще больше снизило затраты. Устранение риска человеческой ошибки означало, что мы обработали деталь до высокого качества без необходимости проведения дорогостоящих исследований по обеспечению качества. Отсутствие необходимости в замене приспособлений дает дополнительное преимущество, заключающееся в том, что можно выдерживать более жесткие допуски между элементами на разных сторонах детали. Устранена потеря точности из-за фиксации и перенастройки.

Сложные профили, такие как кулачки, можно обрабатывать на 4-осевом станке
Сложные профили, такие как кулачки, можно обрабатывать на 4-осевом станке

Существует два типа 4-осевой обработки с ЧПУ: индексирующая и непрерывная.

Индекс 4-осевой обработки с ЧПУ — это когда 4-я ось (ось A) вращается, когда станок не режет материал. После выбора правильного вращения включается тормоз, и машина возобновляет резку.

При непрерывной 4-осевой обработке станок может резать материал одновременно с вращением по оси A. Это позволяет обрабатывать сложные дуги, такие как профиль кулачков и спиралей.

4-х осевое фрезерование дает нам возможность обрабатывать детали под углом, что невозможно на 3-осевом станке. Имейте в виду, что 4-осевая обработка допускает одну ось вращения для каждой установки приспособления, поэтому все элементы, расположенные под углом, должны быть расположены под углом относительно одних и тех же осей, или дополнительные приспособления должны быть установлены на место.

Возможна винтовая обработка на 4-осевых станках
Возможна винтовая обработка на 4-осевых станках

5-и осевая обработка

Эти фрезерные станки с ЧПУ используют 2 из 3 возможных осей вращения, в зависимости от типа станка. Машина будет либо использовать вращение в А-оси и оси С, или поворот в B-оси и оси С. Вращение происходит либо за счет заготовки, либо за счет шпинделя.

Есть два основных типа 5-осевых станков с ЧПУ, 3 + 2 станки и 5-осевые станки непрерывного действия.

При обработке по схеме 3 + 2 две оси вращения работают независимо друг от друга, что означает, что заготовку можно повернуть на любой составной угол по отношению к режущему инструменту для обработки деталей. Однако вращение двух осей одновременно с обработкой невозможно. Обработка 3 + 2 позволяет создавать очень сложные 3D-формы. Полностью непрерывная 5-осевая обработка может вращать две оси вращения, одновременно с обработкой и линейным движением режущего инструмента в координатах XYZ.

5-и осевое фрезерование
5-и осевое фрезерование

Непрерывная 5-осевая обработка позволяет создавать очень сложные трехмерные формы, не только плоские составные угловые элементы, но и сложные криволинейные трехмерные поверхности, что дает нам возможность изготавливать детали, обычно предназначенные для процессов формования.

Возможности одновременной 5-осевой обработки
Возможности одновременной 5-осевой обработки

5-осевая обработка дает конструкторам огромную гибкость при проектировании очень сложной трехмерной геометрии. Понимание возможностей каждого типа обработки с ЧПУ имеет важное значение при проектировании деталей с ЧПУ. Если ваш дизайн требует использования 5-осевого ЧПУ, извлеките из него максимум пользы! Какие еще функции могут выиграть от 5-осевой обработки?

Статья переведена с сайта https://cloudnc.com/

Читайте также:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.