Kaj je 4-osna CNC obdelava?

Ali želite dokončati več{0}}stransko obdelavo kompleksnih delov v eni nastavitvi? Če ste inženir ali industrijski strokovnjak, ki želi uravnotežiti stroške in zmogljivost, bi morali vedeti, kaj izbrati - 4-osna CNC obdelava. Ta članek vas bo vodil skozi razumevanje 4-osne CNC obdelave z različnih vidikov.

4-osno obdelavo lahko razumemo z uporabo 3-osne obdelave kot analogije. 3-osni obdelovalni stroj si lahko predstavljate kot kamero, pritrjeno na stojalo, ki se lahko premika le v treh linearnih smereh: X (levo/desno), Y (naprej/nazaj) in Z (gor/dol), da fotografira (reza) predmet. Če želite fotografirati stran ali zadnjo stran predmeta, morate ročno odstraniti predmet, ga obrniti in nato ponovno pritrditi - to se pri strojni obdelavi imenuje "ponovno vpenjanje".

Zdaj pa si predstavljajte, da temu stojalu dodate električno vrtljivo ploščad, pri čemer je predmet (obdelovanec) pritrjen na to ploščad. Poleg premikov po osi X, Y in Z ima zdaj dodano rotacijsko os-ki se običajno imenuje A-os. Ta os omogoča, da se obdelovanec vrti okoli osi X-. To je 4-osna CNC obdelava.

Načini dela
 

3+1 Os
Obdelovanec se zasuka pod določenim kotom (npr. 90 stopinj) in fiksira, nato pa rezalno orodje izvede obdelavo. Ko je ena stran obdelana, se obdelovanec ponovno zavrti na naslednji kot. To je idealno za obdelavo lukenj ali utorov na straneh delov.

4-osna simultana obdelava
Medtem ko se osi X, Y in Z premikajo, se neprekinjeno vrti tudi os A-. Rezalno orodje ohranja neprekinjeno relativno gibanje z obdelovancem. To je primerno za obdelavo odmikačev, vijačnih rezil ali kompleksnih cilindričnih površin.

Različni projekti zahtevajo različne metode obdelave, od 3-osne do 4-osne obdelave. Na podlagi naših praktičnih izkušenj pri projektih CNC vam Hansheng Automation ponuja pet razlogov, zakaj bi morali izbrati storitve 4-osne CNC obdelave.

Večja učinkovitost in nižji stroški
Za razliko od3-osna CNC obdelava, 4-osna CNC obdelava odpravlja potrebo po nastavitvah več obdelovancev, kar pomeni zmanjšan čas izpada stroja in nižje stroške dela.

Večja natančnost obdelave
Ročno ponovno-vpenjanje je eden glavnih virov napak pri obdelavi. Vsakič, ko se obdelovanec premakne, je težko zagotoviti, da je njegov položaj popolnoma enak prejšnjemu (izguba datuma). 4-osna obdelava odpravlja kumulativne napake z eno samo nastavitvijo in zagotavlja dosledne tolerance na vseh obdelanih površinah.

Sposobnost obdelave kompleksnejših geometrij
Dodatek rotacijske osi pri 4-osni obdelavi je idealen za obdelavo kompleksnih geometrij, kot so neprekinjeni loki, površine zob zobnikov ali oljni utori okoli cilindričnih delov.

Izboljšana kakovost površine
Pri obdelavi cilindričnih delov 3-osna obdelava uporablja zelo majhne korake za približevanje ukrivljeni površini, kar pušča opazne sledi orodja. 4-obdelava po osi omogoča, da se obdelovanec vrti v povezavi z gibanjem orodja, kar ustvarja gladko in enakomerno teksturo površine.

Kliknite to povezavo, če želite izvedeti več o Hanshengovi storitvi premazovanja DLC po meri.

Povečana proizvodna fleksibilnost

Za naročila majhne-serijske natančne strojne obdelave, ki zahtevajo hitro ponavljanje, 4-osna obdelovalna orodja ponujajo veliko prilagodljivost, kar omogoča hitro prilagajanje različnim oblikam delov brez potrebe po zapletenih namenskih vpenjalih.

Vertikalni 4-osni obdelovalni center (VMC)

Standardni 3-osni vertikalni rezkalni stroj je opremljen s CNC rotacijsko mizo. Obdelovanec je vpet na vrtljivo mizo in se vrti okoli X-osi.

Horizontalni 4-osni obdelovalni center (HMC)

Vreteno stroja je vodoravno, delovna miza pa ima vgrajeno-rotacijsko funkcijo (običajno imenovano B-os, ki se vrti okoli Y-osi).

Obdelovalni center za struženje in rezkanje

Čeprav je primarno razvrščen kot stružnica, lahko stružni center, opremljen z motorno revolversko glavo za orodje in funkcijo osi C-, doseže tudi učinkovito 4-osno obdelavo.

Kot profesionalni partner v proizvodnji lahko jasno razložimo prednosti in omejitve 4-osne obdelave.

Prednosti

Zmogljivost več{0}}stranske obdelave: Omogoča dostop do štirih strani dela brez ročnega posega.

Visoka togost: V primerjavi z5-osni stroji4-osni stroji imajo običajno enostavnejšo strukturo in boljšo rezalno togost, zaradi česar so primerni za težko rezanje.

Stroškovna-učinkovitost: V primerjavi z drago 5-osno obdelavo ponuja 4-osna obdelava podobne zmogljivosti za kompleksne dele po nižji urni postavki.

Omejitve

Obdelava slepih kotov še vedno obstaja: ne more obdelati poševnih lukenj pod poljubnimi koti med zgornjo in stransko površino kot 5-osni stroj (razen če se uporablja posebna poševna glava).

Kompleksnost programiranja: V primerjavi s 3-osno obdelavo 4-osna simultana obdelava zahteva naprednejšo programsko opremo CAM in bolj usposobljene programerje, kar do neke mere poveča stroške.

Tveganje motenj: Ko se obdelovanec vrti z vrtljivo mizo, je treba posebno pozornost posvetiti temu, ali bosta vpenjalo in obdelovanec trčila ob vreteno stroja.

Aerospace:Uporablja se za obdelavo kompleksnih nosilcev motorja, komponent sistema za gorivo in struktur krilnih reber.

Avtomobilska industrija:Odmične gredi,-visoko zmogljive ročične gredi, komponente menjalnika in deli krmilnega sistema.

Medicinski pripomočki:Ortopedski vsadki, kirurški instrumenti s kompleksnimi spiralnimi lastnostmi in deli endoskopa.

Splošni stroji in avtomatizacija:Polžasti zobniki, čelni zobniki, indeksne plošče in komponente vrtljive gredi v ne-standardni opremi za avtomatizacijo.

Ustvarjalni in potrošniški izdelki:Visoko{0}}ohišja svetilk, deli glasbil (kot so telesa piščali) in umetniški kovinski okraski s kompleksnimi ukrivljenimi površinami.

Ali lahko 4-osna obdelava obdela vse materiale?

Izbira materiala je v prvi vrsti odvisna od rezalnih orodij in obdelovalnih parametrov, ne pa od števila osi. 4-osno obdelavo je mogoče uporabiti za obdelavo vseh materialov, bodisi kovin, kot so aluminijeve zlitine, nerjavno jeklo in titanove zlitine, ali inženirske plastike, kot sta PEEK in najlon.

Katere dokumente moram predložiti, da dobim ponudbo za 4-osno obdelavo?

Za najbolj natančno ponudbo morate zagotoviti 3D CAD model (format STEP ali IGES) in 2D risbo (format PDF) z jasno označenimi tolerancami, navoji in zahtevami glede končne površine.

Kako naj izberem med 4-osno in 5-osno obdelavo?

Če morate obdelovati le stranske elemente dela ali neprekinjene elemente okoli valja, je 4-osna obdelava najboljša izbira. Če ima del zapletene spodrezke, nagnjene površine ali zahteva izredno kratka orodja za zagotovitev togosti, je lahko 5-osna obdelava bolj primerna.

Oberg, E. et al. Machinery's Handbook. 31st Ed. Industrijski tisk, 2020.

Zelinski, P. "Vrednost 4-osne obdelave." Modern Machine Shop, mmsonline.com.

ISO 2806:1994. "Sistemi industrijske avtomatizacije - Numerično krmiljenje strojev - Besednjak."