Co to jest 4-osiowa obróbka CNC?

Chcesz wykonać wielostronną-obróbkę skomplikowanych części w jednym ustawieniu? Jeśli jesteś inżynierem lub specjalistą z branży i chcesz zrównoważyć koszty i wydajność, powinieneś wiedzieć, co wybrać – 4-osiowa obróbka CNC. Ten artykuł poprowadzi Cię przez zrozumienie 4-osiowej obróbki CNC z różnych perspektyw.

Obróbkę 4-osiową możemy zrozumieć, używając obróbki 3-osiowej jako analogii. Można sobie wyobrazić 3-osiową obrabiarkę jako kamerę zamocowaną na statywie, która może poruszać się wyłącznie w trzech liniowych kierunkach: X (w lewo/w prawo), Y (do przodu/do tyłu) i Z (w górę/w dół), aby sfotografować (wyciąć) obiekt. Aby sfotografować bok lub tył obiektu, należy ręcznie usunąć obiekt, obrócić go, a następnie ponownie zamocować – w obróbce nazywa się to „ponownym mocowaniem”.

Teraz wyobraź sobie, że do tego statywu dodajesz elektryczną platformę obrotową, z przedmiotem (przedmiotem obrabianym) zamocowanym na tej platformie. Oprócz ruchów w osiach X, Y i Z ma teraz dodaną oś obrotową-zwykle nazywaną osią A-. Oś ta umożliwia obrót przedmiotu obrabianego wokół osi X-. Jest to 4-osiowa obróbka CNC.

Tryby pracy
 

Oś 3+1
Obrabiany przedmiot zostaje obrócony o określony kąt (np. 90 stopni) i unieruchomiony, a następnie narzędzie skrawające wykonuje obróbkę. Po obróbce jednej strony przedmiot obrabiany jest ponownie obracany pod następnym kątem. Jest to idealne rozwiązanie do obróbki otworów lub rowków na bokach części.

Obróbka symultaniczna w 4 osiach
Podczas gdy osie X, Y i Z się poruszają, oś A- również stale się obraca. Narzędzie tnące utrzymuje ciągły ruch względny względem przedmiotu obrabianego. Nadaje się do obróbki krzywek, ostrzy spiralnych lub złożonych powierzchni cylindrycznych.

Różne projekty wymagają różnych metod obróbki, od obróbki 3-osiowej do 4-osiowej. Bazując na naszym praktycznym doświadczeniu w projektach CNC, Hansheng Automation przedstawia pięć powodów, dla których warto wybrać usługi obróbki 4-osiowej CNC.

Większa wydajność i obniżone koszty
Inaczej3-osiowa obróbka CNC4-osiowa obróbka CNC eliminuje potrzebę wielokrotnego ustawiania przedmiotu obrabianego, co oznacza skrócenie przestojów maszyny i niższe koszty pracy.

Większa dokładność obróbki
Ręczne ponowne-mocowanie jest jednym z głównych źródeł błędów obróbki. Za każdym razem, gdy obrabiany przedmiot jest przesuwany, trudno zagwarantować, że jego położenie będzie dokładnie takie samo jak poprzednie (utrata punktu odniesienia).. 4-Obróbka osi eliminuje skumulowane błędy w ramach jednego ustawienia, zapewniając spójne tolerancje na wszystkich obrabianych powierzchniach.

Możliwość obróbki bardziej złożonych geometrii
Dodanie osi obrotowej w obróbce 4-osiowej sprawia, że ​​idealnie nadaje się do obróbki złożonych geometrii, takich jak ciągłe łuki, powierzchnie zębów kół zębatych lub rowki olejowe wokół części cylindrycznych.

Poprawiona jakość powierzchni
Podczas obróbki części cylindrycznych w obróbce 3-osiowej stosuje się bardzo małe rozmiary kroków w celu przybliżenia zakrzywionej powierzchni, co pozostawia zauważalne ślady narzędzia.. 4-Obróbka osiowa umożliwia obrót przedmiotu obrabianego w połączeniu z ruchem narzędzia, tworząc gładką i jednolitą teksturę powierzchni.

Kliknij to łącze, aby dowiedzieć się więcej o usłudze niestandardowego powlekania DLC firmy Hansheng.

Większa elastyczność produkcji

W przypadku małych-zleceń precyzyjnej obróbki wymagających szybkich iteracji 4-osiowe obrabiarki oferują dużą elastyczność, umożliwiając szybkie dostosowanie do różnych projektów części bez konieczności stosowania skomplikowanych, dedykowanych uchwytów.

Pionowe 4-osiowe centrum obróbcze (VMC)

Standardowa 3-frezarka pionowa wyposażona jest w stół obrotowy CNC. Obrabiany przedmiot mocowany jest na stole obrotowym i obraca się wokół osi X.

Poziome 4-osiowe centrum obróbcze (HMC)

Wrzeciono maszyny jest poziome, a stół roboczy ma wbudowaną-funkcję obrotu (zwykle nazywaną osią B-, obracającą się wokół osi Y-).

Centrum obróbcze tokarsko-frezarskie

Chociaż centrum tokarskie jest klasyfikowane głównie jako tokarka, wyposażone w napędzaną głowicę rewolwerową i funkcję osi C-, może również zapewnić wydajną obróbkę 4-osiową.

Jako profesjonalny partner produkcyjny możemy jasno wyjaśnić zalety i ograniczenia obróbki 4-osiowej.

Zalety

Możliwość-obróbki wielostronnej: umożliwia dostęp do czterech stron części bez ręcznej interwencji.

Wysoka sztywność: w porównaniu doMaszyny 5-osiowe, maszyny 4-osiowe mają zazwyczaj prostszą konstrukcję i lepszą sztywność cięcia, dzięki czemu nadają się do ciężkiej obróbki.

Opłacalność-: w porównaniu z kosztowną obróbką 5-osiową, obróbka 4-osiowa oferuje podobne możliwości w przypadku skomplikowanych części przy niższej stawce godzinowej.

Ograniczenia

Nadal istnieją martwe punkty w obróbce: nie można obrabiać otworów pod dowolnym kątem pod dowolnym kątem pomiędzy powierzchnią górną i boczną, jak w przypadku maszyny 5-osiowej (chyba że używana jest specjalna głowica kątowa).

Złożoność programowania: W porównaniu do obróbki 3-osiowej, symultaniczna obróbka 4-osiowa wymaga bardziej zaawansowanego oprogramowania CAM i większej liczby wykwalifikowanych programistów, co w pewnym stopniu zwiększa koszty.

Ryzyko zakłóceń: Gdy przedmiot obraca się wraz ze stołem obrotowym, należy zwrócić szczególną uwagę, czy uchwyt i przedmiot nie kolidują z wrzecionem maszyny.

Przemysł lotniczy:Stosowany do obróbki skomplikowanych mocowań silnika, elementów układu paliwowego i konstrukcji żeber skrzydeł.

Przemysł motoryzacyjny:Wałki rozrządu,-wysokowydajne wały korbowe, elementy skrzyni biegów i części układu kierowniczego.

Urządzenia medyczne:Implanty ortopedyczne, narzędzia chirurgiczne o złożonych cechach spiralnych i części endoskopów.

Ogólne maszyny i automatyzacja:Przekładnie ślimakowe, przekładnie czołowe, płytki podziałowe i elementy wałów obrotowych w-niestandardowym sprzęcie automatyki.

Dobra kreatywne i konsumpcyjne:Wysokiej klasy-obudowy latarek, części instrumentów muzycznych (takie jak korpusy fletów) i artystyczne dekoracje metalowe o skomplikowanych zakrzywionych powierzchniach.

Czy obróbka 4-osiowa może przetwarzać wszystkie materiały?

Wybór materiału zależy przede wszystkim od narzędzi skrawających i parametrów obróbki, a nie od liczby osi.. 4-Obróbkę osi można zastosować do obróbki wszystkich materiałów, niezależnie od tego, czy są to metale, takie jak stopy aluminium, stal nierdzewna i stopy tytanu, czy tworzywa konstrukcyjne, takie jak PEEK i nylon.

Jakie dokumenty muszę dostarczyć, aby otrzymać wycenę obróbki 4-osiowej?

Aby uzyskać najdokładniejszą wycenę, należy dostarczyć model 3D CAD (w formacie STEP lub IGES) i rysunek 2D (w formacie PDF) z wyraźnie zaznaczonymi tolerancjami, gwintami i wymaganiami dotyczącymi wykończenia powierzchni.

Jak wybrać pomiędzy obróbką 4-osiową a 5-osiową?

Jeśli potrzebujesz obrabiać tylko boczne elementy części lub ciągłe elementy wokół cylindra, najlepszym wyborem będzie obróbka 4-osiowa. Jeśli część ma złożone podcięcia, powierzchnie ustawione pod kątem lub wymaga wyjątkowo krótkich narzędzi w celu zapewnienia sztywności, bardziej odpowiednia może być obróbka 5-osiowa.

Oberg, E. i in. Podręcznik maszyn. 31wyd. Prasa przemysłowa, 2020.

Zeliński P. „Wartość obróbki 4-osiowej”. Nowoczesny sklep maszynowy, mmsonline.com.

ISO 2806:1994. „Systemy automatyki przemysłowej - Sterowanie numeryczne maszyn - Słownictwo.”