Большинство людей считают, что 3-осевой обработки с ЧПУ вполне достаточно. Но когда вам нужны отверстия под углом, сложные поверхности или лучший доступ к сложным элементам, 3-осевая обработка просто не подходит. Тогда на помощь приходит 3+2-осевая обработка с ЧПУ. Этот метод позволяет выполнять точную обработку под фиксированным углом, сокращая время на установку и повышая точность.
Он решает многие общие проблемы - меньше крепежа, меньше настроек, больше точности. Теперь давайте посмотрим, как это работает.
Что такое обработка с ЧПУ по 3+2 осям?
Обработка 3+2, или позиционная 5-осевая обработка, означает, что деталь поворачивается в заданное положение с помощью двух осей вращения. После фиксации инструмент выполняет резку, используя трехосевое движение. Оси вращения не перемещаются во время самого процесса резки. Они перемещаются только перед началом резки для позиционирования детали.
Это позволяет инструменту выполнять отверстия под нужным углом, избегая неудобных настроек или специальных приспособлений. Это полезно для отверстий на наклонных поверхностях, глубоких карманов и сложных контуров.
Объяснение осей вращения (оси A и B)
Ось A вращается вокруг оси X. Ось B вращается вокруг оси Y. Эти движения наклоняют деталь вперед, назад или из стороны в сторону.
Комбинация A и B позволяет станку фиксировать деталь практически под любым углом. Это помогает достичь поверхностей, которые были бы заблокированы при плоской установке.
Поворотный стол или головка регулируют положение и остаются зафиксированными во время резки. Это делает установку более стабильной, чем полное 5-осевое фрезерование.
Фиксированное угловое позиционирование в сравнении с непрерывным движением
При обработке 3+2 поворотные оси перемещают деталь на заданный угол, а затем останавливаются. Станок режет, а деталь остается неподвижной. Это называется позиционной или индексированной обработкой.
При полной пятиосевой обработке поворотные оси перемещаются во время резания инструмента. Это непрерывная обработка. Она позволяет получать более гладкие поверхности и сложные формы.
Однако фиксированное позиционирование более стабильно. Оно также снижает вибрацию и отклонение инструмента, что позволяет продлить срок его службы и повысить точность. Это идеальный вариант, когда вам не нужны криволинейные поверхности, но при этом требуется доступ к сложным углам.
Чем 3+2 отличается от 3-осевой и 5-осевой？
В 3-осевой станокИнструмент перемещается в направлениях X, Y и Z. Он не может достать до наклонных поверхностей, если деталь не переместить вручную. Это ограничивает доступ и точность.
При полной 5-осевой обработке одновременно используются все пять осей - X, Y, Z, A и B. Инструмент и деталь могут двигаться вместе во время резки. Это позволяет создавать сложные формы за один проход. Однако такая обработка стоит дороже и требует более глубоких знаний в области программирования.
3+2 находится между ними. Он не режет всеми пятью осями сразу. Он использует только две поворотные оси для установки детали под углом, а затем фрезерует тремя осями. Это снижает стоимость и сложность, обеспечивая лучший доступ по сравнению с 3-осевым.
Как работает 3+2-осевая обработка с ЧПУ?
3+2-осевая обработка с ЧПУ - это наклон детали, фиксация ее на месте и последующая обработка, как при стандартной 3-осевой обработке. Это дает вам охват и гибкость пятиосевых установок, но с более простым программированием и меньшим риском.
Пошаговый процесс обработки детали
- Разработка детали в САПР, включая любые угловые или труднодоступные элементы.
- Импортируйте модель в программное обеспечение CAM. Установите ориентацию инструмента для каждой поверхности или элемента.
- Выберите угол для поворотных осей (A и B), чтобы правильно сориентировать деталь.
- Заблокируйте деталь в этом фиксированном положении наклона. Машина делает это с помощью поворотного стола или головки.
- Запустите цикл обработки с помощью стандартного трехосевого перемещения. Инструмент перемещается в направлениях X, Y и Z, чтобы вырезать деталь.
- При необходимости измените положение. Если существует несколько угловых поверхностей, станок снова поворачивает деталь и повторяет процесс.
Роль программного обеспечения CAM в генерации траектории инструмента
Программное обеспечение CAM играет ключевую роль. Оно задает углы для поворотных осей и создает траектории движения инструмента по трем осям. Программное обеспечение выполняет математические расчеты для правильного совмещения инструмента с каждой поверхностью.
Современные CAM-системы поддерживают стратегии 3+2. Вы можете задать несколько ориентаций в одной программе. Каждая ориентация получает свою траекторию инструмента. Станок выполняет их одну за другой.
Это сокращает время программирования и повышает согласованность. Кроме того, он помогает избежать столкновений, моделируя положение инструмента и детали перед резкой.
Настройка станка и требования к зажимным приспособлениям
Установка для 3+2-осевой обработки с ЧПУ требует стабильного крепления. Деталь должна надежно удерживаться во время наклона и резки. Любое движение может привести к ошибкам или повреждениям.
В большинстве станков используется наклонный поворотный стол или поворотная головка. Установка должна обеспечивать полный доступ к детали без помех. Приспособления должны быть компактными и не перекрывать траекторию движения инструмента.
При необходимости используйте мягкие губки или специальные приспособления. Точность зависит от станка и от того, насколько хорошо деталь удерживается во время вращения.
Преимущества 3+2-осевой обработки с ЧПУ
Обработка по схеме 3+2 обеспечивает лучший охват, меньшее количество настроек и более плавные результаты. Это разумный выбор, если вам нужны угловые элементы, но не нужны стоимость и сложность комплексных пятиосевых систем.
Сложные детали стали простыми
Обработка 3+2 позволяет достичь таких углов, которые не под силу трехосевым станкам. Вырезание сложных форм за один установ. Больше не нужно бороться с неудобным положением детали или использовать несколько приспособлений.
Более высокая точность, более ровная отделка
Фиксированный угол означает меньшую вибрацию и более стабильный рез. Детали получаются более точными с чистыми поверхностями. Вы потратите меньше времени на вторичную обработку.
Ускоренное производство с меньшим количеством настроек
Забудьте о постоянной перестановке деталей. Станки 3+2 обрабатывают многоугольные детали за одну установку. Это значительно сокращает время производства по сравнению с 3-осевой обработкой.
Бюджетная альтернатива 5-осевой оси
Получите возможности 5-осевой обработки без высокой цены. Станки 3+2 обходятся дешевле в покупке и эксплуатации. Они идеально подходят, когда вам нужны угловые резы, но не требуется одновременное движение по 5 осям.
Ограничения и проблемы
Хотя обработка по схеме 3+2 имеет множество преимуществ, она подходит не для всех задач. Некоторые детали или элементы требуют полного пятиосевого перемещения. Другие могут быть ограничены инструментом, станком или настройкой.
Не идеально подходит для непрерывной контурной обработки
При обработке по схеме 3+2 используется фиксированное позиционирование. Поворотные оси наклоняют деталь, а затем фиксируют ее на месте. Траектория инструмента остается в стандартном трехосевом движении. Это хорошо подходит для плоских поверхностей или простых углов. Но он не может постоянно следовать плавным кривым или сложным контурам, которые меняют направление.
Вылет инструмента и риск столкновения
Наклон детали для достижения наклонной поверхности может потребовать более длинного инструмента. Более длинные инструменты могут гнуться или вибрировать, что влияет на точность и качество обработки поверхности. Кроме того, некоторые углы создают неудобные траектории движения инструмента. Возрастает риск задеть зажимы, приспособления или стол.
Калибровка и сложность обслуживания оборудования
В станках 3+2 используются поворотные столы или поворотные головки. Они нуждаются в регулярной калибровке для поддержания совмещения с главными осями. Если поворотные оси теряют точность, это сказывается на всей установке. Даже небольшая ошибка в угле наклона может испортить резку.
Общие приложения
Обработка по осям 3+2 подходит для отраслей, где важна точность и угловые элементы. Она хорошо подходит для работ, требующих сложной геометрии, но не полного пятиосевого перемещения. Вот некоторые ключевые примеры использования.
Аэрокосмические компоненты
Обработка 3+2 позволяет создавать сложные кронштейны, крепления и корпуса для аэрокосмической промышленности. Он обрабатывает точные углы, необходимые для компонентов крыла и деталей двигателя. Процесс обеспечивает жесткие допуски для критически важного летного оборудования.
Обработка изделий медицинского назначения
Производители медицинских изделий используют 3+2 для изготовления точных костных винтов, направляющих для имплантатов и диагностических инструментов. Возможности обработки под углом позволяют получать чистые края и стерильные поверхности, необходимые для медицинских изделий.
Автомобильные прототипы
Автомобильные инженеры полагаются на 3+2 при изготовлении прототипов корпусов трансмиссий и компонентов подвески. Она быстро создает функциональные прототипы с правильными углами для тестирования.
Прецизионная оснастка и пресс-формы
Производители пресс-форм выигрывают от способности 3+2 обрабатывать глубокие полости и сложные углы вытяжки. Он создает литьевые формы и инструменты для литья под давлением с высокой точностью, сокращая время полировки.
Конструкция для 3+2-осевой обработки с ЧПУ
Правильная конструкция детали позволяет ускорить, упростить и повысить точность обработки. При проектировании для установок 3+2 оси необходимо учитывать, как будет наклоняться деталь, как инструменты будут добираться до поверхностей и как избежать рискованных элементов.
Основные рекомендации по проектированию для инженеров
Начните с определения того, к каким элементам потребуется доступ под углом. Сгруппируйте их так, чтобы их можно было обрабатывать из одного и того же наклонного положения.
Располагайте критические поверхности под доступными углами. Проектируйте плоские поверхности, которые можно легко выровнять по углу поворота. Избегайте конструкций, требующих постоянного изменения угла наклона.
Планируйте стандартную длину инструмента. Не располагайте ключевые элементы слишком глубоко внутри детали или далеко от базы приспособления.
Сведите к минимуму острые внутренние углы. Используйте радиусы, соответствующие стандартным размерам концевых фрез, чтобы уменьшить износ инструмента и время обработки.
Избегание подрезов и вмешательства инструмента
Избегайте работы за стенами или под поверхностями, если у вас нет специальных инструментов. Стандартные концевые фрезы не могут достичь поднутрений, если только вы не планируете наклонять деталь.
При наклоне проверьте возможные столкновения между инструментом, шпинделем и деталью. Используйте программное обеспечение CAM для моделирования траектории движения инструмента под каждым углом.
Конструкция приспособлений позволяет не попадать в зону резания. Тонкие, компактные зажимы и специальные мягкие губки помогают уменьшить помехи при наклоне детали.
Допуски и планирование размеров
Знайте, какие элементы будут обрабатываться в одной и той же ориентации. Сгруппируйте эти элементы в одной зоне допуска.
Избегайте применения жестких допусков на разные угловые поверхности. Изменение наклона детали может привести к смещению центровки. Сложнее выдержать жесткие допуски в нескольких положениях.
Используйте GD&T (Geometric Dimensioning and Tolerancing), чтобы контролировать, как должна быть измерена деталь. Убедитесь, что ваши допуски соответствуют реальным при установке 3+2.
Заключение
3+2-осевая обработка с ЧПУ сочетает в себе простоту 3-осевого резания с дополнительной гибкостью двух поворотных осей с фиксированным углом. Это позволяет наклонять детали и обрабатывать их под разными углами за один установ. Это экономичное и практичное решение для сложных работ, не требующих полного пятиосевого перемещения.
Нужны детали с угловыми отверстиями, фасками или многогранными поверхностями? Связаться с нами Прямо сейчас, чтобы получить быстрые и точные решения по обработке с учетом потребностей вашего проекта.
Привет, я Кевин Ли
Последние 10 лет я занимался различными формами изготовления листового металла и делился здесь интересными идеями из своего опыта работы в различных мастерских.
Связаться
Кевин Ли
У меня более десяти лет профессионального опыта в производстве листового металла, специализирующегося на лазерной резке, гибке, сварке и методах обработки поверхности. Как технический директор Shengen, я стремлюсь решать сложные производственные задачи и внедрять инновации и качество в каждом проекте.
