Doriți să finalizați prelucrarea pe mai multe-fețe a pieselor complexe într-o singură configurare? Dacă sunteți inginer sau profesionist în industrie care dorește să echilibreze costul și performanța, ar trebui să știți ce să alegeți prelucrarea CNC pe 4 axe. Acest articol vă va ghida prin înțelegerea prelucrării CNC pe 4 axe din diferite perspective.
Prelucrare CNC pe 4 axe
Putem înțelege prelucrarea pe 4-axe utilizând prelucrarea pe 3-axe ca analogie. Vă puteți gândi la o mașină unealtă cu 3 axe ca la o cameră fixată pe un trepied, care se poate mișca doar în trei direcții liniare: X (stânga/dreapta), Y (înainte/înapoi) și Z (sus/jos) pentru a fotografia (decupa) obiectul. Pentru a fotografia partea laterală sau din spate a obiectului, trebuie să îndepărtați manual obiectul, să-l rotiți și apoi să-l refix - aceasta se numește „re-prindere” în prelucrare.
Acum, imaginați-vă că adăugați o platformă rotativă electrică la acest trepied, cu obiectul (piesa de prelucrat) fixat pe această platformă. Pe lângă mișcările axelor X, Y și Z, acum are o axă de rotație adăugată-denumită de obicei axa A-. Această axă permite piesei de prelucrat să se rotească în jurul axei X-. Aceasta este prelucrare CNC cu 4 axe.
Moduri de lucru
3+1 Axa
Piesa de prelucrat este rotită la un unghi specific (de exemplu, 90 de grade) și fixată, iar apoi unealta de tăiere realizează prelucrarea. După ce o parte este prelucrată, piesa de prelucrat este rotită din nou la următorul unghi. Acesta este ideal pentru prelucrarea găurilor sau canelurilor pe părțile laterale ale pieselor.
Prelucrare simultană pe 4 axe
În timp ce axele X, Y și Z se mișcă, axa A-se rotește și ea continuu. Instrumentul de tăiere menține mișcare relativă continuă cu piesa de prelucrat. Acesta este potrivit pentru prelucrarea camelor, a lamelor elicoidale sau a suprafețelor cilindrice complexe.
De ce să folosiți prelucrarea pe 4 axe?
Diferite proiecte necesită diferite metode de prelucrare, de la prelucrare pe 3 axe la 4 axe. Pe baza experienței noastre practice în proiecte CNC, Hansheng Automation vă oferă cinci motive pentru care ar trebui să alegeți serviciile de prelucrare CNC pe 4 axe.
Eficiență sporită și costuri reduse
Spre deosebire dePrelucrare CNC pe 3 axe, Prelucrarea CNC pe 4 axe elimină necesitatea setărilor multiple ale piesei de prelucrat, ceea ce înseamnă o perioadă redusă de oprire a mașinii și costuri mai mici cu forța de muncă.
Precizie de prelucrare mai mare
Re-strângerea manuală este una dintre principalele surse de erori de prelucrare. De fiecare dată când piesa de prelucrat este mutată, este dificil să se garanteze că poziția sa este exact aceeași cu cea anterioară (pierderea originii). 4-prelucrarea axelor elimină erorile cumulate printr-o singură configurare, asigurând toleranțe constante pe toate suprafețele prelucrate.
Abilitatea de a prelucra geometrii mai complexe
Adăugarea unei axe de rotație în prelucrarea cu 4 axe îl face ideal pentru prelucrarea geometriilor complexe, cum ar fi arce continue, suprafețe ale dinților angrenajului sau caneluri de ulei din jurul pieselor cilindrice.
Calitate îmbunătățită a suprafeței
La prelucrarea pieselor cilindrice, prelucrarea pe 3 axe folosește dimensiuni foarte mici pentru a aproxima suprafața curbată, ceea ce lasă urme vizibile de scule. 4-prelucrarea pe axă permite piesei de prelucrat să se rotească împreună cu mișcarea sculei, generând o textură de suprafață netedă și uniformă.
Flexibilitate sporită a producției
Pentru comenzile de prelucrare de precizie în loturi mici-care necesită o iterare rapidă, mașinile-unelte cu 4 axe oferă o mare flexibilitate, permițând adaptarea rapidă la diferite modele de piese, fără a fi nevoie de dispozitive de fixare dedicate complexe.
Ce tipuri de mașini-unelte sunt folosite pentru prelucrarea CNC pe 4 axe?
Centru de prelucrare vertical cu 4 axe (VMC)
O mașină de frezat verticală standard cu 3-axe este echipată cu o masă rotativă CNC. Piesa de prelucrat este prinsă pe masa rotativă și se rotește în jurul axei X.
Centru de prelucrare orizontal cu 4 axe (HMC)
Axul mașinii este orizontal, iar masa de lucru are o funcție de rotație-încorporată (denumită de obicei axa B-, care se rotește în jurul axei Y-).
Centru de prelucrare de strunjire si frezare
Deși clasificat în primul rând ca strung, un centru de strunjire echipat cu o turelă de scule motorizată și funcționalitate pentru axa C{0}}poate realiza, de asemenea, prelucrare eficientă pe 4 axe.
Avantaje și limitări
În calitate de partener profesionist de producție, putem explica clar avantajele și limitările prelucrării pe 4 axe.
Avantaje
Capacitate de prelucrare pe mai multe-fațete: permite accesul la patru părți ale unei piese fără intervenție manuală.
Rigiditate ridicată: în comparație cuMașini cu 5 axe, Mașinile cu 4 axe au de obicei o structură mai simplă și o rigiditate de tăiere mai bună, făcându-le potrivite pentru tăierea grea.
Cost-eficiență: în comparație cu prelucrarea costisitoare pe 5 axe, prelucrarea pe 4 axe oferă capabilități similare pentru piese complexe, la o rată orară mai mică.
Limitări
Procesarea punctelor moarte încă există: nu poate prelucra găuri unghiulare la unghiuri arbitrare între suprafețele superioare și laterale, cum ar fi o mașină cu 5 axe (cu excepția cazului în care se folosește un cap unghiular special).
Complexitatea programării: în comparație cu prelucrarea pe 3 axe, prelucrarea simultană pe 4 axe necesită un software CAM mai avansat și programatori mai calificați, ceea ce crește costurile într-o oarecare măsură.
Risc de interferență: Când piesa de prelucrat se rotește cu masa rotativă, trebuie acordată o atenție deosebită dacă dispozitivul și piesa de prelucrat se vor ciocni cu axul mașinii.
Domenii de aplicare ale prelucrării CNC pe 4 axe
Aerospațial:Folosit pentru prelucrarea suporturilor complexe ale motorului, componentelor sistemului de combustibil și structurilor nervurilor aripilor.
Industria auto:Arbori cu came, arbori cotiți de{0}}înaltă performanță, componente ale cutiei de viteze și piese ale sistemului de direcție.
Dispozitive medicale:Implanturi ortopedice, instrumente chirurgicale cu caracteristici elicoidale complexe și părți ale endoscopului.
Mașini generale și automatizări:Roți dințate melcate, roți dințate drepte, plăci de indexare și componente rotative ale arborelui în echipamente de automatizare non-standard.
Bunuri creative și de consum:Carcase de-lanterne de ultimă generație, piese de instrumente muzicale (cum ar fi corpurile de flaut) și decorațiuni artistice din metal cu suprafețe curbate complexe.
FAQ
Prelucrarea pe 4 axe poate prelucra toate materialele?
Alegerea materialului depinde în primul rând de uneltele de tăiere și de parametrii de prelucrare, nu de numărul de axe. 4-prelucrarea pe axe poate fi utilizată pentru a prelucra toate materialele, fie metale precum aliajele de aluminiu, oțel inoxidabil și aliaje de titan, fie materiale plastice de inginerie precum PEEK și nailon.
Ce documente trebuie să prezint pentru a obține o ofertă pentru prelucrarea pe 4 axe?
Pentru a obține cea mai precisă cotație, trebuie să furnizați un model CAD 3D (format STEP sau IGES) și un desen 2D (format PDF) cu toleranțe, filete și cerințele de finisare a suprafeței marcate clar.
Cum ar trebui să aleg între prelucrarea cu 4 axe și 5 axe?
Dacă trebuie să prelucrați doar caracteristici laterale ale unei piese sau caracteristici continue în jurul unui cilindru, prelucrarea pe 4 axe este cea mai bună alegere. Dacă piesa are decupări complexe, suprafețe înclinate sau necesită unelte extrem de scurte pentru a asigura rigiditatea, prelucrarea pe 5 axe poate fi mai potrivită.
Referințe
Oberg, E. şi colab. Manualul Mașinilor. 31st Ed. Presa industrială, 2020.
Zelinski, P. „Valoarea prelucrarii pe 4 axe”. Modern Machine Shop, mmsonline.com.
ISO 2806:1994. „Sisteme de automatizare industrială - Controlul numeric al mașinilor - Vocabular."