Изучение многоосевой обработки: ключ к сложным деталям

Многоосевая обработка — это современный производственный процесс, который изменил способ создания сложных деталей в промышленности. В этой статье объясняется, что такое многоосевая обработка, как она развивалась с течением времени, а также различные типы многоосевой обработки, как работают эти системы, а также преимущества и проблемы их использования.

Что такое многоосевая обработка?

Многоосевая обработка — это процесс, при котором станки перемещают инструменты или заготовки по четырем или более осям. Станки могут работать в нескольких направлениях одновременно, что позволяет им создавать сложные детали с высокой точностью. Процесс основан на управляемых компьютером движениях, которые направляют инструмент по точным траекториям.

Многоосевая обработка произошла от традиционных 3-осевых станков. 3-осевые станки перемещают режущий инструмент в 3 прямолинейных направлениях: слева направо, спереди назад и вверх-вниз. Инженеры спроектировали многоосевые станки, чтобы преодолеть ограничения 3-осевых систем. Эти системы могут работать с большим количеством сторон детали без необходимости перепозиционирования заготовки. Станки, которые перемещаются в 4, 5 или более направлениях, стали популярными во многих производственных средах, поскольку они обеспечивают скорость и точность, которые не могут сравниться с более простыми станками.

Подумайте об этом как о скульптуре с помощью долота, а не 3D принтер. Традиционные методы требуют постоянного изменения положения, в то время как многокоординатные станки работают под разными углами без остановки.

Основные компоненты многокоординатных станков с ЧПУ:

1. Шпиндель: Удерживает и перемещает режущий инструмент во время обработки.
2. Блок управления машиной (MCU): Преобразует команды программирования в действия машины.
3. Система обратной связи: Проверяет движения машины и посылает сигналы регулировки.
4. цыпленок: Надежно удерживает заготовку на месте во время обработки.
5. Система привода: Двигатели, которые создают движение, управляя инструментом, шпинделем и другими движениями.
6. кровать: Область, в которой крепится заготовка, может вращаться или перемещаться.
7. Задняя бабка: Поддерживает длинные цилиндрические заготовки, предотвращая их перемещение во время обработки.
8. Корзина: Обеспечивает поддержку и жесткость, удерживая машину в целости.
9. Устройства ввода: Используется операторами для ввода данных и взаимодействия с машиной.
10. Дисплей: Показывает настройки машины и сообщения об ошибках для мониторинга.
11. Система охлаждающей жидкости: Охлаждает машину для поддержания безопасной рабочей температуры.
12. Шпиндельная коробка: Содержит подшипники, главные приводные узлы и шестерни для вращения шпинделя.
13. Педаль: Активирует вспомогательные функции, такие как запуск или остановка задней бабки.
14. Machine Tool: Использует режущие инструменты для обработки деталей.

Типы многокоординатных станков

Многоосевые машины различаются по сложности в зависимости от конфигурации осей. Вот простая разбивка:

3-осевая обработка

3-осевой станок — самый простой тип. Станок движется в трех направлениях: X, Y и Z. Режущий инструмент движется вдоль этих трех осей. Заготовка остается зафиксированной на столе. Станок может резать только одну сторону за раз. Этот метод хорошо подходит для простых деталей. Многие цеха используют 3-осевые станки для задач, не требующих сложных форм. Однако станку может потребоваться много настроек, если деталь имеет много сторон. Эта необходимость увеличивает время производства и стоимость.

Читайте также: Что такое 3-осевая, 4-осевая и 5-осевая обработка с ЧПУ

4-осевая обработка

4-осевой станок — это шаг вперед по сравнению с 3-осевым станком. Он добавляет четвертое движение. Дополнительная ось — это поворотная ось. Заготовка вращается на этой оси. Вращение позволяет инструменту резать больше сторон без изменения положения детали. Станок по-прежнему движется в направлениях X, Y и Z. Поворотное движение повышает эффективность. Многие производители используют 4-осевые станки, когда им нужно работать более чем с одной поверхностью. Этот метод экономит время и снижает количество ошибок.

5-осевая обработка

5-осевой станок очень популярен. Станок движется в пяти направлениях. Он имеет три линейных движения и два вращательных движения. Дополнительные оси помогают инструменту достигать всех частей заготовки. Станок может вырезать сложные формы за одну установку. Во многих отраслях промышленности используются 5-осевые станки для производства детализированных деталей. Этот процесс сводит к минимуму необходимость в дополнительных установках. Он также снижает вероятность человеческой ошибки.

BOYI предлагает расширенные Услуги 5-осевой обработки с ЧПУвы можете рассчитывать на исключительную точность, более быстрые сроки выполнения работ и экономически эффективные решения, соответствующие вашим конкретным потребностям.

Обработка с большим количеством осей: 6-осевая, 7-осевая, 8-осевая, 9-осевая и 12-осевая

Некоторые производители используют станки с более чем 5 осями, когда им требуется еще более высокий уровень точности и сложности.

6-осевая обработка добавляет еще одно вращательное движение к 5-осевой системе. Инженеры используют 6-осевые станки для деталей, требующих очень жестких допусков и детальной работы.

7-осевая обработка добавляет еще одно движение, часто через поворотную руку, которая может поворачиваться. Производители используют эти станки для очень специализированных деталей в таких отраслях, как оборона и аэрокосмическая промышленность.

Инженеры иногда объединяют несколько станков для создания 8-осевых или 9-осевых систем. Например, 8-осевая система может использовать два 8-осевых станка, работающих вместе для обработки детали. 9-осевой станок может объединять возможности 5-осевого фрезерного станка и 4-осевого токарного станка. Наиболее сложными системами являются 12-осевые станки, которые используют два набора 6-осевых станков, работающих в тандеме. Эти системы очень редки из-за их высокой стоимости и сложной настройки.

Таблица 1: Сравнение различных осей обработки с ЧПУ и их применения

Ось	Количество осей	Структура оси	Наши преимущества	Недостатки бонуса без депозита	Приложения
3-осевой ЧПУ	3	Х, У, Я	Низкая стоимость, простота инструмента, высокая точность	Ограниченная сложность, более низкая скорость, не для сложных деталей	2D и 2.5D детали, простые проекты
4-осевой ЧПУ	4	X, Y, Z, А	Может обрабатывать угловые элементы, универсальные	Не так много улучшений по сравнению с 3-осевой осью для повышения цены	2D-детали с дополнительными функциями, такими как гравировка
5-осевой ЧПУ	5	X, Y, Z, А, Б	Одновременное движение, высокая точность, быстрое время цикла	Высокая стоимость, дорогое обслуживание, требуются квалифицированные операторы	Сложные 3D-детали, аэрокосмическая промышленность, медицина, оборона
6-осевой ЧПУ	6	X, Y, Z, А, Б, С	Более высокая скорость и точность по сравнению с 5-осевой	Значительное повышение цены	Специализированные детали, такие как блоки двигателей, лопатки турбин
7-осевой ЧПУ	7	X, Y, Z, А, Б, В, Е	Более быстрое время выполнения заказа, исключительная точность	Очень высокая стоимость, не для малого бизнеса	Аэрокосмическая, военная, детали со сложной геометрией
8-осевой ЧПУ	8	X, Y, Z, А, Б, В, Е	Обработка за один установ, высокая точность	Высокая стоимость, сложное программирование	Криволинейные поверхности, авиация (например, звездочки, распределительные валы)
9-осевой ЧПУ	9	X, Y, Z, А, Б, В, Е	Отсутствие вторичной сборки, более быстрое производство	Комплексное программирование	Медицина (имплантаты, стоматологические устройства)
12-осевой ЧПУ	12	2 набора X, Y, Z, A, B, C	Двойная производительность, исключительная точность	Сложное программирование, дорогая настройка	Крупносерийное производство, детали, требующие исключительной точности

К распространенным операциям многоосевой обработки относятся:

1. Фрезерование: Вращающийся режущий инструмент удаляет материал с заготовки, обычно используется для плоских поверхностей, канавок или сложных форм.
2. Поворот: Заготовка вращается, а инструмент движется вдоль оси, что обычно используется для цилиндрических деталей.
3. Бурение: Вращающееся сверло создает отверстия в заготовке.
4. Нажатие: Резьба на заготовке создается с помощью резьбонарезного инструмента.
5. Шлифовальные: Шлифовальный круг удаляет нежелательный материал с поверхности заготовки, часто используется для точной отделки.
6. EDM (электроэрозионная обработка): Использует электрические искры для резки и формовки металла, идеально подходит для твердых материалов.
7. Лазерная резка: Мощный лазерный луч режет материалы, что полезно для создания сложных форм.
8. Электрическое фрезерование: Сочетает в себе методы электроэрозионной обработки и фрезерования, часто используется для обработки сложных металлических деталей.

Эти операции можно выполнять одновременно на многокоординатных станках с ЧПУ для повышения эффективности и точности.

Как работает многоосевая обработка

Многоосевая обработка работает с использованием компьютера для управления станком. Компьютер посылает простые инструкции. Станок следует этим инструкциям с точностью. Режущий инструмент движется по траектории, которую спланировал компьютер. Станок использует шпиндель для удержания инструмента. Шпиндель вращается с высокой скоростью. Заготовка удерживается на столе. Иногда стол также может вращаться. Станок может перемещать инструмент и заготовку одновременно.

Процесс использует специальное программное обеспечение. Программное обеспечение планирует траекторию инструмента. Траектория инструмента — это маршрут, по которому будет следовать инструмент. Программное обеспечение проверяет наличие столкновений. Компьютер обеспечивает постоянное нахождение инструмента в правильном положении. Процесс безопасен и эффективен. Станок может работать за одну установку без пауз. Этот метод экономит время. Он также снижает вероятность ошибок. Процесс производит детали с высокой точностью и гладкой поверхностью.

Преимущества многоосной обработки

Многоосевая обработка обладает рядом преимуществ, которые сделали ее популярной во многих производственных условиях.

Повышенная точность деталей

Производители используют многоосевую обработку для создания деталей, которые соответствуют жестким допускам. Машина может работать с деталью под разными углами, что означает, что ошибки уменьшаются. Управляемые компьютером движения позволяют инструменту следовать точно по траектории, необходимой для создания точной формы. Инженеры обнаружили, что повышенная точность деталей приводит к меньшему количеству бракованных деталей и меньшей необходимости в доработке.

Более быстрое время производства

Машины могут вырезать деталь за одну установку. Процесс не требует много пауз. Это экономит много времени. Более быстрое производство означает, что заказы выполняются быстрее. Сокращение времени установки помогает снизить производственные затраты. Многие компании используют этот процесс, чтобы удовлетворить высокий спрос.

Улучшенная отделка поверхности

Многие производители заметили, что эти более короткие инструменты производят более гладкие поверхности. Улучшенная отделка поверхности означает, что детали часто не требуют дополнительной отделки. Это преимущество важно для деталей, которые будут использоваться в видимых или критических приложениях.

Увеличенный срок службы инструмента

Машины используют динамические движения, которые позволяют режущему инструменту оставаться в наилучшем положении. Когда инструмент удерживается в оптимальном положении резки, он не изнашивается так быстро. Производители могут сэкономить деньги на расходах на замену инструмента, используя многокоординатную обработку.

Снижение затрат на рабочую силу

Многоосевые станки работают автоматически. Им не нужно постоянное вмешательство человека. Оператор нужен только для настройки и программирования. Автоматизация снижает затраты на рабочую силу. Меньше ручных операций также снижает вероятность ошибок. Это преимущество делает процесс в целом более эффективным.

Сокращение отходов и брака

Производители используют многоосевые машины для сокращения отходов. Точность процесса означает, что при резке удаляется меньше лишнего материала. Такая эффективность помогает компаниям сократить материальные затраты и улучшить экологические показатели.

Возможности массового производства

Машина может производить одну и ту же деталь снова и снова с одинаковым качеством. Такая повторяемость идеальна для массового производства. Процесс гарантирует, что каждая деталь соответствует одинаковым стандартам качества. Производители используют этот процесс для поддержания постоянства производства.

Проблемы многоосевой обработки

Несмотря на многочисленные преимущества, многоосевая обработка сталкивается с некоторыми трудностями.

Сложность программирования

Программирование многокоординатного станка — непростая задача. Компьютер должен рассчитывать много направлений одновременно. Эта задача может быть сложной для новых пользователей. Инженеры тратят дополнительное время на изучение программного обеспечения.

Высокие начальные инвестиции

Многоосевые станки дорогие. Они стоят дороже, чем простые трехосевые станки. Компаниям приходится тратить много денег на оборудование и программное обеспечение. Сначала стоимость может быть высокой. Первоначальная стоимость — это проблема.

Обслуживание и настройка

Машины имеют много движущихся частей. Они требуют регулярного обслуживания, чтобы оставаться в хорошем состоянии. Техники должны часто проверять машины. Настройка машин также занимает время. Компании используют строгие графики для выполнения обслуживания.

Требования к навыкам оператора

Для многокоординатной обработки требуются квалифицированные операторы. Процесс требует понимания программного обеспечения. Операторы должны изучать новые методы. Многие компании инвестируют в программы обучения для своих сотрудников. Потребность в квалифицированных операторах является проблемой.

Применение многокоординатной обработки

Многоосевая обработка используется во многих отраслях. Этот процесс используется для изготовления широкого спектра деталей.

Автопромышленность	Приложения	Роль многокоординатной обработки
Аэрокосмическая промышленность и авиация	Производство турбинных лопаток, деталей двигателей и рам	Обеспечивает точность и сокращает время настройки.
Автомобильная	Производство деталей двигателя, кузовных деталей и коробок передач	Позволяет создавать сложные формы за одну установку, экономя время.
Мед	Изготовление хирургических инструментов, имплантатов и медицинских приборов	Обеспечивает жесткие допуски и высокое качество отделки.
Защита	Создание комплектующих для военной техники и оборудования	Производит долговечные детали в суровых условиях.
Ювелирные изделия и точное ремесло	Изготовление сложных конструкций, нестандартных изделий и мелких деталей	Позволяет добиться мелкой детализации и гладкой отделки.
Мебель и Деревообработка	Резьба, молдинги и индивидуальные компоненты для дизайна мебели	Обеспечивает равномерную резку и качественную отделку.

Выбор подходящего многоосевого станка с ЧПУ

Производители должны выбрать Станок с ЧПУ что соответствует их потребностям.

• Определите требования к проекту, указав детали, которые необходимо изготовить, перечислив такие данные, как размер, допуски и материал, а также решив, нужна ли вам 3-, 4- или 5-осевая система.
• Оцените бюджет, приняв во внимание затраты на оборудование, инструменты, приспособления и программное обеспечение, а также запланировав техническое обслуживание и обучение, а также сопоставив долгосрочную экономию с первоначальными инвестициями.
• Выбирайте удобное программное обеспечение, которое может проектировать точные траектории движения инструмента и проверять наличие столкновений, а также тестируйте различные варианты, чтобы найти наилучший вариант.
• Оцените навыки операторов, проанализировав текущие возможности персонала и при необходимости инвестировав в программы обучения.
• Планируйте будущие производственные потребности, учитывая потенциальное увеличение объемов и сложности, и выбирайте машины, которые допускают будущую модернизацию.

Поставщик услуг многоосевой обработки с ЧПУ

бойы является надежным лидером в Обработка с ЧПУ, предлагая высококачественные решения для многоосевой обработки для самых разных отраслей промышленности. Благодаря широкому спектру передового многоосевого оборудования BOYI может справиться с проектами любого масштаба и сложности.

Наша команда опытных экспертов обеспечивает плавное выполнение проекта, от проектирования до производства, сводя к минимуму любые потенциальные проблемы с программированием, производством или постпроизводством. Мы гордимся быстрыми сроками выполнения заказов, помогая клиентам соблюдать жесткие графики поставок без ущерба для качества. Выбирайте BOYI для надежных и эффективных услуг многоосевой обработки с ЧПУ.

Заключение

Многоосевая обработка изменила способ, которым производители производят сложные детали. Каждый производитель получает выгоду от повышенной точности, более быстрого производства и улучшенной отделки поверхности, которые обеспечивают эти машины. Каждая деталь изготавливается по тщательному плану, и каждое движение контролируется компьютером, который обеспечивает качество.

Готовы ли вы преобразовать свою производственную линию? Связаться с БОЙИ для бесплатной консультации и узнайте, как услуги по обработке на станках с ЧПУ могут вывести ваш следующий проект на новый уровень.

FAQ