Bei CloudNC verfügen wir über eine Reihe hochmoderner 3-Achsen-, 4-Achsen- und 5-Achsen-Fräsmaschinen. Als Konstrukteur ist es entscheidend, zu verstehen, auf welchem Maschinentyp Ihr Teil hergestellt wird, um Ihr Design zu optimieren. Wenn Sie ein CNC-bearbeitetes Teil entwerfen, haben Sie vielleicht nicht darüber nachgedacht, auf welcher Art von Maschine Ihr Teil bearbeitet wird, aber die Komplexität und Art der Geometrie, die Sie entwerfen können, ist für verschiedene Maschinentypen unterschiedlich.
Der Hauptunterschied zwischen 3-Achsen-, 4-Achsen- und 5-Achsen-Bearbeitung besteht in der Komplexität der Bewegung, durch die sich sowohl das Werkstück als auch das Schneidwerkzeug relativ zueinander bewegen können. Je komplexer die Bewegung der beiden Teile ist, desto komplexer kann die Geometrie des fertig bearbeiteten Teils sein.
3- Achsenbearbeitung
Die einfachste Art der Bearbeitung, bei der das Werkstück in einer einzigen Position fixiert wird. Die Bewegung der Spindel ist in X-, Y- und Z-Linearrichtung möglich.
3-Achs-Bearbeitung
3- achsmaschinen werden typischerweise zur Bearbeitung von 2D- und 2,5D-Geometrie eingesetzt. Die Bearbeitung aller 6 Seiten eines Teils ist bei der 3-Achsen-Bearbeitung möglich, es ist jedoch für jede Seite eine neue Befestigungseinrichtung erforderlich, die teuer sein kann (mehr dazu unten). Bei einem einzigen Vorrichtungsaufbau kann nur eine Seite des Teils bearbeitet werden.
Für jede Seite eines Teils ist eine einzigartige Einrichtung erforderlich
Viele komplexe und praktische Formen können durch 3-Achsen-CNC-Fräsen hergestellt werden, insbesondere wenn sie sich in den Händen einer erstklassigen CNC-Bearbeitungsanlage befinden. die 3-Achs-Bearbeitung eignet sich am besten für die Herstellung von plan gefrästen Profilen, Bohrungen & Gewindebohrungen in einer Linie mit einer Achse. Hinterschnittmerkmale sind mit dem Einsatz von T-Nut-Fräsern und Schwalbenschwanzfräsern möglich.
Manchmal kann das entworfene Merkmal jedoch physisch nicht von einer 3-Achs-Maschine hergestellt werden, oder es ist möglicherweise wirtschaftlicher, das Merkmal mit einer 4- oder 5-Achs-Maschine zu bearbeiten.
Merkmale, die beim 3-Achs-Fräsen nicht möglich sind, umfassen alle Merkmale in einem Winkel zum XYZ-Koordinatensystem, selbst wenn das Merkmal selbst planar ist. Es gibt zwei Arten von abgewinkelten Features, die Sie entwerfen können, und das Verständnis der Unterscheidung zwischen ihnen ist wichtig, wenn Sie Teile für das CNC-Fräsen entwerfen.
Abgewinkeltes Merkmal
Dies ist ein Merkmal, das in einem Winkel zu einer der X-, Y- oder Z-Achsen bearbeitet wird. Beispielsweise ist die darunter liegende ebene Fräsoberfläche bei 45° zur X-Achse z.B. eine Drehung der A-Achse.
Gefrästes Merkmal in einer Ebene abgewinkelt 45°
Zusammengesetztes Winkelmerkmal
Dies ist ein Merkmal, das in einem Winkel zu zwei Achsen bearbeitet wird. Beispielsweise wird die darunter liegende ebene Fräsfläche in einem Winkel von 45° zur X-Achse und einem Winkel von 30° zur Z-Achse bearbeitet.
Sowohl abgewinkelte als auch zusammengesetzte Winkelmerkmale können nicht mit 3-Achsen-CNC-Maschinen bearbeitet werden.
Gefräster Verbundwinkel in zwei Ebenen: 45° um X-Achse, 30° um Z-Achse
4- Achsenbearbeitung
Dies fügt eine Drehung um die X-Achse hinzu, die als A-Achse bezeichnet wird. Die Spindel hat 3 lineare Bewegungsachsen (X-Y-Z), wie bei der 3-Achsen-Bearbeitung, plus die A-Achse erfolgt durch Drehung des Werkstücks. Es gibt einige verschiedene Anordnungen für 4-Achsen-Maschinen, aber typischerweise sind sie vom Typ der vertikalen Bearbeitung, bei der sich die Spindel um die Z-Achse dreht. Das Werkstück ist in der X-Achse gelagert und kann mit der Halterung in der A-Achse rotieren. Für eine einzelne Vorrichtung können 4 Seiten des Teils bearbeitet werden.
4- die Achsbearbeitung kann als wirtschaftlichere Möglichkeit zur Bearbeitung von Teilen verwendet werden, die theoretisch auf einer 3-Achs-Maschine möglich sind. Zum Beispiel haben wir für ein Teil, das wir kürzlich bearbeitet haben, festgestellt, dass die Verwendung einer 3-Achsen-Maschine zwei einzigartige Vorrichtungen zu einem Preis von £ 1000 bzw. £ 800 erfordert hätte. Durch die Nutzung der A-Achsen-Fähigkeit der 4-Achsen-Bearbeitung war nur eine Vorrichtung zu einem Preis von £ 1000 erforderlich. Dadurch entfielen auch die Notwendigkeit von Vorrichtungswechseln, wodurch die Kosten noch weiter gesenkt wurden. Die Eliminierung des Risikos menschlicher Fehler bedeutete, dass wir das Teil in hoher Qualität bearbeiteten, ohne dass teure Qualitätssicherungsuntersuchungen erforderlich waren. Das Entfernen der Notwendigkeit, Vorrichtungen zu wechseln, hat den zusätzlichen Vorteil, dass engere Toleranzen zwischen Merkmalen auf verschiedenen Seiten des Teils eingehalten werden können. Der Verlust der Genauigkeit durch Fixieren und Neueinrichtung wurde entfernt.
Komplexe Profile wie Nocken können auf einer 4-Achs-Maschine bearbeitet werden
Es gibt zwei Arten der 4-Achs-CNC-Bearbeitung: Indexieren und kontinuierlich.
Index Bei der 4-Achsen-CNC-Bearbeitung dreht sich die 4. Achse (A-Achse), während die Maschine kein Material schneidet. Sobald die richtige Drehung ausgewählt ist, wird eine Bremse betätigt und die Maschine nimmt den Schnitt wieder auf.
Bei der kontinuierlichen 4-Achsen-Bearbeitung kann die Maschine gleichzeitig mit der A-Achsen-Drehung gleichzeitig Material schneiden. Auf diese Weise können komplexe Bögen bearbeitet werden, z. B. das Profil von Nockenlappen und Spiralen.
Die 4-Achs-Bearbeitung gibt uns die Möglichkeit, abgewinkelte Merkmale zu bearbeiten, die sonst mit einer 3-Achs-Maschine nicht möglich sind. Beachten Sie, dass die 4-Achsen-Bearbeitung eine einzige Drehachse pro Vorrichtungsaufbau ermöglicht, sodass alle abgewinkelten Merkmale um die gleichen Achsen abgewinkelt oder zusätzliche Vorrichtungen angebracht werden müssen.
Schraubenbearbeitung mit 4-Achs-Maschinen möglich
5- Achsenbearbeitung
Diese CNC-Fräsmaschinen nutzen je nach Maschinentyp 2 der 3 möglichen Drehachsen. Eine Maschine verwendet entweder eine Drehung in der A-Achse und C-Achse oder eine Drehung in der B-Achse und C-Achse. Die Drehung erfolgt entweder durch das Werkstück oder durch die Spindel.
Es gibt zwei Haupttypen von 5-Achsen-CNC-Maschinen, 3 + 2-Maschinen und vollkontinuierliche 5-Achsen-Maschinen.
Bei der 3 + 2-Achsen-Bearbeitung arbeiten zwei Drehachsen unabhängig voneinander, so dass das Werkstück in Bezug auf das Schneidwerkzeug für zu bearbeitende Merkmale um einen beliebigen Winkel gedreht werden kann. Eine zweiachsige Rotation zur gleichen Zeit wie die Bearbeitung ist jedoch nicht möglich. Die 3 + 2-Bearbeitung kann hochkomplexe 3D-Formen erzeugen. Vollständig kontinuierliche 5-Achsen-Bearbeitung kann gleichzeitig die beiden Drehachsen drehen, gleichzeitig mit der Bearbeitung und dem Schneidwerkzeug, das sich linear in XYZ-Koordinaten bewegt.
5-Achs-Bearbeitung
Die kontinuierliche 5-Achs-Bearbeitung kann hochkomplexe 3D-Formen erzeugen, nicht nur ebene und abgewinkelte Merkmale, sondern auch komplexe gekrümmte 3D-Oberflächen, wodurch wir Teile herstellen können, die normalerweise für Formgebungsprozesse reserviert sind.
Die Möglichkeiten der simultanen 5-Achs-Bearbeitung
5- die Achsenbearbeitung bietet Konstrukteuren ein hohes Maß an Flexibilität, um sehr komplexe 3D-Geometrien zu entwerfen. Das Verständnis der Möglichkeiten jeder Art von CNC-Bearbeitung ist für die Konstruktion von CNC-bearbeiteten Teilen unerlässlich. Wenn Ihr Design die Verwendung einer 5-Achsen-CNC benötigt, machen Sie das Beste daraus! Welche weiteren Features könnten von den Möglichkeiten der 5-Achs-Bearbeitung profitieren?