Τι είναι η κατεργασία CNC 4 αξόνων;

Θέλετε να ολοκληρώσετε την πολυ-πολυπλευρική κατεργασία σύνθετων εξαρτημάτων σε μία μόνο εγκατάσταση; Εάν είστε μηχανικός ή επαγγελματίας του κλάδου που θέλετε να εξισορροπήσετε το κόστος και την απόδοση, θα πρέπει να ξέρετε τι να επιλέξετε κατεργασία CNC 4 αξόνων. Αυτό το άρθρο θα σας καθοδηγήσει στην κατανόηση της κατεργασίας CNC 4 αξόνων από διαφορετικές οπτικές γωνίες.

Μπορούμε να κατανοήσουμε την κατεργασία 4-αξόνων χρησιμοποιώντας κατεργασία 3-αξόνων ως αναλογία. Μπορείτε να σκεφτείτε μια εργαλειομηχανή 3 αξόνων ως μια κάμερα στερεωμένη σε ένα τρίποδο, η οποία μπορεί να κινηθεί μόνο σε τρεις γραμμικές κατευθύνσεις: X (αριστερά/δεξιά), Y (εμπρός/πίσω) και Z (πάνω/κάτω) για να φωτογραφίσει (κόψει) το αντικείμενο. Για να φωτογραφίσετε το πλάι ή το πίσω μέρος του αντικειμένου, πρέπει να αφαιρέσετε χειροκίνητα το αντικείμενο, να το περιστρέψετε και στη συνέχεια να το διορθώσετε - αυτό ονομάζεται "εκ νέου σύσφιξη" στη μηχανική κατεργασία.

Τώρα, φανταστείτε να προσθέσετε μια ηλεκτρική περιστρεφόμενη πλατφόρμα σε αυτό το τρίποδο, με το αντικείμενο (τεμάχιο εργασίας) στερεωμένο σε αυτήν την πλατφόρμα. Εκτός από τις κινήσεις των αξόνων X, Y και Z, έχει πλέον έναν πρόσθετο άξονα περιστροφής-που συνήθως ονομάζεται άξονας Α-. Αυτός ο άξονας επιτρέπει στο τεμάχιο εργασίας να περιστρέφεται γύρω από τον άξονα Χ-. Πρόκειται για κατεργασία CNC 4 αξόνων.

Τρόποι εργασίας
 

3+1 Άξονας
Το τεμάχιο εργασίας περιστρέφεται σε μια συγκεκριμένη γωνία (π.χ. 90 μοίρες) και στερεώνεται, και στη συνέχεια το εργαλείο κοπής εκτελεί την κατεργασία. Αφού κατεργαστεί η μία πλευρά, το τεμάχιο εργασίας περιστρέφεται ξανά στην επόμενη γωνία. Αυτό είναι ιδανικό για την κατεργασία οπών ή αυλακώσεων στις πλευρές των εξαρτημάτων.

Ταυτόχρονη μηχανική κατεργασία 4 αξόνων
Ενώ οι άξονες X, Y και Z κινούνται, ο άξονας Α-περιστρέφεται επίσης συνεχώς. Το εργαλείο κοπής διατηρεί συνεχή σχετική κίνηση με το τεμάχιο εργασίας. Αυτό είναι κατάλληλο για μηχανική κατεργασία έκκεντρων, ελικοειδών λεπίδων ή σύνθετων κυλινδρικών επιφανειών.

Διαφορετικά έργα απαιτούν διαφορετικές μεθόδους κατεργασίας, από κατεργασία 3 αξόνων έως μηχανική κατεργασία 4 αξόνων. Με βάση την πρακτική εμπειρία μας σε έργα CNC, η Hansheng Automation σας παρέχει πέντε λόγους για τους οποίους πρέπει να επιλέξετε υπηρεσίες κατεργασίας CNC 4 αξόνων.

Αυξημένη αποτελεσματικότητα και μειωμένο κόστος
ΔιαφορετικόςΜηχανική CNC 3 αξόνων, η κατεργασία CNC 4 αξόνων εξαλείφει την ανάγκη για πολλαπλές ρυθμίσεις τεμαχίων κατεργασίας, πράγμα που σημαίνει μειωμένο χρόνο διακοπής λειτουργίας του μηχανήματος και χαμηλότερο κόστος εργασίας.

Υψηλότερη ακρίβεια κατεργασίας
Η χειροκίνητη εκ νέου{0}}σύσφιξη είναι μία από τις κύριες πηγές σφαλμάτων μηχανικής κατεργασίας. Κάθε φορά που μετακινείται το τεμάχιο εργασίας, είναι δύσκολο να εγγυηθεί κανείς ότι η θέση του είναι ακριβώς η ίδια με την προηγούμενη (απώλεια δεδομένων). 4-η μηχανική κατεργασία άξονα εξαλείφει τα σωρευτικά σφάλματα μέσω μιας ενιαίας ρύθμισης, διασφαλίζοντας σταθερές ανοχές σε όλες τις κατεργασμένες επιφάνειες.

Δυνατότητα επεξεργασίας πιο σύνθετων γεωμετριών
Η προσθήκη ενός άξονα περιστροφής στην κατεργασία 4 αξόνων το καθιστά ιδανικό για κατεργασία σύνθετων γεωμετριών όπως συνεχόμενα τόξα, επιφάνειες δοντιών γραναζιών ή αυλακώσεις λαδιού γύρω από κυλινδρικά μέρη.

Βελτιωμένη ποιότητα επιφάνειας
Κατά την κατεργασία κυλινδρικών εξαρτημάτων, η κατεργασία 3 αξόνων χρησιμοποιεί πολύ μικρά μεγέθη βημάτων για την προσέγγιση της καμπύλης επιφάνειας, γεγονός που αφήνει αξιοσημείωτα σημάδια του εργαλείου. 4-η κατεργασία άξονα επιτρέπει στο τεμάχιο εργασίας να περιστρέφεται σε συνδυασμό με την κίνηση του εργαλείου, δημιουργώντας μια λεία και ομοιόμορφη υφή επιφάνειας.

Κάντε κλικ σε αυτόν τον σύνδεσμο για να μάθετε περισσότερα σχετικά με την Custom DLC Coating Service της Hansheng.

Αυξημένη ευελιξία παραγωγής

Για μικρές-παραγγελίες κατεργασίας ακριβείας κατά παρτίδες που απαιτούν ταχεία επανάληψη, οι εργαλειομηχανές 4 αξόνων προσφέρουν μεγάλη ευελιξία, επιτρέποντας γρήγορη προσαρμογή σε διαφορετικά σχέδια εξαρτημάτων χωρίς την ανάγκη περίπλοκων ειδικών εξαρτημάτων.

Κατακόρυφο κέντρο κατεργασίας 4 αξόνων (VMC)

Μια τυπική κάθετη φρέζα 3-αξόνων είναι εξοπλισμένη με περιστροφικό τραπέζι CNC. Το τεμάχιο εργασίας στερεώνεται στο περιστροφικό τραπέζι και περιστρέφεται γύρω από τον άξονα Χ.

Horizontal Machining Center 4 Axis (HMC)

Ο άξονας του μηχανήματος είναι οριζόντιος και το τραπέζι εργασίας έχει μια ενσωματωμένη-λειτουργία περιστροφής (συνήθως ονομάζεται άξονας Β-, που περιστρέφεται γύρω από τον άξονα Υ-).

Κέντρο Μηχανουργικής Τόρνευσης και Φρέζας

Αν και ταξινομείται κυρίως ως τόρνος, ένα κέντρο στροφής εξοπλισμένο με ηλεκτρικό πυργίσκο εργαλείων και λειτουργικότητα άξονα-μπορεί επίσης να επιτύχει αποτελεσματική κατεργασία 4 αξόνων.

Ως επαγγελματίας συνεργάτης κατασκευής, μπορούμε να εξηγήσουμε με σαφήνεια τα πλεονεκτήματα και τους περιορισμούς της κατεργασίας 4 αξόνων.

Φόντα

Δυνατότητα επεξεργασίας πολλαπλών-όψεων: Επιτρέπει την πρόσβαση σε τέσσερις πλευρές ενός εξαρτήματος χωρίς χειροκίνητη παρέμβαση.

Υψηλή ακαμψία: Σε σύγκριση μεΜηχανές 5 αξόνων, οι μηχανές 4 αξόνων έχουν συνήθως απλούστερη δομή και καλύτερη ακαμψία κοπής, γεγονός που τις καθιστά κατάλληλες για βαριά κοπή.

Κόστος-αποτελεσματικότητα: Σε σύγκριση με την ακριβή μηχανική κατεργασία 5 αξόνων, η κατεργασία 4 αξόνων προσφέρει παρόμοιες δυνατότητες για πολύπλοκα εξαρτήματα με χαμηλότερη ωριαία χρέωση.

Περιορισμοί

Τα τυφλά σημεία επεξεργασίας εξακολουθούν να υπάρχουν: Δεν μπορεί να επεξεργαστεί γωνιακές οπές σε αυθαίρετες γωνίες μεταξύ της επάνω και της πλευρικής επιφάνειας όπως ένα μηχάνημα 5 αξόνων (εκτός εάν χρησιμοποιείται ειδική γωνιακή κεφαλή).

Πολυπλοκότητα προγραμματισμού: Σε σύγκριση με την κατεργασία 3 αξόνων, η ταυτόχρονη κατεργασία 4 αξόνων απαιτεί πιο προηγμένο λογισμικό CAM και πιο εξειδικευμένους προγραμματιστές, γεγονός που αυξάνει το κόστος σε κάποιο βαθμό.

Κίνδυνος παρεμβολής: Όταν το τεμάχιο εργασίας περιστρέφεται με το περιστρεφόμενο τραπέζι, πρέπει να δίνεται ιδιαίτερη προσοχή στο εάν το εξάρτημα και το αντικείμενο εργασίας θα συγκρουστούν με τον άξονα του μηχανήματος.

Αεροδιαστημική:Χρησιμοποιείται για τη μηχανική κατεργασία σύνθετων στηριγμάτων κινητήρα, εξαρτημάτων συστήματος καυσίμου και δομών νευρώσεων φτερών.

Αυτοκινητοβιομηχανία:Εκκεντροφόροι,-στροφαλοφόροι άξονες υψηλής απόδοσης, εξαρτήματα κιβωτίου ταχυτήτων και εξαρτήματα συστήματος διεύθυνσης.

Ιατρικές συσκευές:Ορθοπεδικά εμφυτεύματα, χειρουργικά εργαλεία με πολύπλοκα ελικοειδή χαρακτηριστικά και μέρη ενδοσκοπίου.

Γενικά Μηχανήματα και Αυτοματισμοί:Ατέρμονα γρανάζια, οδοντωτοί τροχοί, πλάκες ευρετηρίου και εξαρτήματα περιστρεφόμενου άξονα σε μη-μη τυπικό εξοπλισμό αυτοματισμού.

Δημιουργικά και καταναλωτικά αγαθά:Περιβλήματα φακών με ψηλό-άκρο, μέρη μουσικών οργάνων (όπως σώματα φλάουτου) και καλλιτεχνικές μεταλλικές διακοσμήσεις με περίπλοκες καμπύλες επιφάνειες.

Μπορεί η μηχανική κατεργασία 4 αξόνων να επεξεργαστεί όλα τα υλικά;

Η επιλογή του υλικού εξαρτάται κυρίως από τα εργαλεία κοπής και τις παραμέτρους μηχανικής κατεργασίας και όχι από τον αριθμό των αξόνων. 4-η μηχανική κατεργασία αξόνων μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την επεξεργασία όλων των υλικών, είτε μετάλλων όπως κράματα αλουμινίου, ανοξείδωτου χάλυβα και κράματα τιτανίου είτε πλαστικών μηχανικής όπως PEEK και νάιλον.

Ποια έγγραφα πρέπει να προσκομίσω για να λάβω προσφορά για κατεργασία 4 αξόνων;

Για να λάβετε την πιο ακριβή προσφορά, πρέπει να παρέχετε ένα τρισδιάστατο μοντέλο CAD (μορφή STEP ή IGES) και ένα σχέδιο 2D (μορφή PDF) με τις ανοχές, τα νήματα και τις απαιτήσεις φινιρίσματος επιφανειών με σαφή ένδειξη.

Πώς πρέπει να επιλέξω μεταξύ κατεργασίας 4 αξόνων και 5 αξόνων;

Εάν χρειάζεται να επεξεργαστείτε μόνο πλευρικά χαρακτηριστικά ενός εξαρτήματος ή συνεχή χαρακτηριστικά γύρω από έναν κύλινδρο, η κατεργασία 4 αξόνων είναι η καλύτερη επιλογή. Εάν το εξάρτημα έχει πολύπλοκες υποτομές, γωνιακές επιφάνειες ή απαιτεί εξαιρετικά κοντά εργαλεία για να διασφαλιστεί η ακαμψία, η κατεργασία 5 αξόνων μπορεί να είναι πιο κατάλληλη.

Oberg, Ε. et αϊ. Machinery's Handbook. 31st Ed. Βιομηχανικός Τύπος, 2020.

Zelinski, P. "The value of 4-Axis Machining." Modern Machine Shop, mmsonline.com.

ISO 2806:1994. "Βιομηχανικά συστήματα αυτοματισμού - Αριθμητικός έλεγχος μηχανών - Λεξιλόγιο."