راهنمای کامل 5-Axis CNC Machining

 

 

فهرست مطالب

 1. 5-ماشین CNC محور چیست؟
 2.انواع 5-ماشین‌های CNC محور
 3. 5-Axis CNC Machining در مقابل 3+2 Machining vs. 4+1 Machining
 4. گزینه های پیکربندی برای 5-مراکز ماشینکاری محور
 5. چرا 5-Axis CNC Machining را انتخاب کنید؟
 6. برنامه نویسی 5-ماشین های CNC محور
 7. مراحل کلیدی در 5-ماشینکاری CNC محور
 8. ابزار برش برای ماشینکاری CNC
 9. خدمات ماشینکاری CNC محور 5- سفارشی

 

 

1. دستگاه CNC پنج محوره چیست؟

دستگاه CNC پنج محوره دستگاهی با دقت بالا است که می تواند عملیات ابزار را به طور همزمان از طریق پنج محور انجام دهد، مناسب برای ساخت قطعاتی با اشکال پیچیده و پرداخت سطحی ظریف. در مقایسه با ماشین‌آلات سه محوره سنتی، ماشین‌ابزارهای پنج محوره درجات آزادی بالاتری را ارائه می‌کنند و می‌توانند در چندین جهت به طور همزمان پردازش کنند و کارایی و دقت پردازش را بهبود بخشند.
علاوه بر محورهای X، Y و Z، ماشین های پنج محوری نیز شامل محورهای A، B یا C هستند. این محورهای اضافی چرخش و شیب میز کار را کنترل می کنند و به قطعه کار اجازه می دهند در زوایای متعدد بریده شوند. این امکان پردازش هندسه های پیچیده، به ویژه برش های جانبی دقیق را هنگام چرخش 360 درجه فراهم می کند. این ابزار می‌تواند روی قطعه کار ثابت بچرخد، یا میز کار را می‌توان به زاویه دلخواه کج کرد تا نیازهای مختلف پردازش پیچیده را برآورده کند. نوع و روش پردازش ماشین‌آلات پنج محوره با توجه به پیکربندی خاص و الزامات کاربردی متفاوت است.

 

2.انواع ماشین ابزار CNC پنج محوره

برای پاسخگویی به نیازهای مختلف بازار، سازندگان تجهیزات CNC انواع ماشین آلات CNC پنج محوره را طراحی کرده اند. آنها عمدتاً با چرخش میز کار یا حرکت ابزار در جهات مختلف متمایز می شوند. پنج نوع متداول ماشین ابزار CNC پنج محوره در زیر آمده است:

 

(1) نوع سر دوک محوری دوگانه

این نوع ماشین ابزار مستقیماً جهت محور ابزار را از طریق دو مختصات دوار کنترل می کند و قابلیت پردازش چند زاویه ای با دقت بالا را ارائه می دهد.
 

(2) نوع سر نوسان زمین

در این نوع، دو محور مختصات در بالای ابزار قرار دارند، اما محور چرخش عمود بر محور خطی نیست که برای پردازش اشکال پیچیده مناسب است.
 

(3) نوع صفحه دوار

ماشین ابزار دوار چرخان چرخش فضا را از طریق دو مختصات دوار کنترل می کند و می تواند برش دقیق را در چندین محور به طور همزمان انجام دهد.
 

(4) نوع جدول گام

این نوع ماشین ابزار دو محور مختصات را روی میز کار قرار می دهد و محور چرخش عمود بر محور خطی نیست که برای پردازش هندسی چند زاویه ای و پیچیده مناسب است.
 

(5) میز دوار + نوع سر دوک دوار

این ماشین ابزار دو مختصات چرخشی را به ترتیب روی ابزار و قطعه کار اعمال می کند که انعطاف و دقت بالاتری را ارائه می دهد و می تواند به پردازش های سه بعدی پیچیده دست یابد.

 

3. 5-ماشینکاری CNC محور در مقابل 3+2 ماشینکاری در مقابل ماشینکاری 4+1

 

ماشینکاری پنج محوره=ماشینکاری پنج طرفه؟
ماشینکاری پنج محوره و ماشینکاری پنج طرفه دو روش مختلف ماشینکاری هستند. ماشینکاری پنج محور شامل پنج محور است که به طور همزمان حرکت می کنند و برای ماشینکاری قطعات پیچیده تر مناسب است، در حالی که ماشینکاری پنج طرفه ({4}} ماشینکاری) بر اساس سه محور است و محورهای چرخش و شیب را به ماشین پنج وجه در یک راه اندازی اضافه می کند. .

3+2-ماشین کاری CNC محور
ماشینکاری 3+2 یا ماشینکاری پنج طرفه، از سه محور خطی به اضافه یک محور چرخش و یک محور شیب استفاده می‌کند. این روش می تواند پنج طرف یک قطعه را در یک راه اندازی واحد، با استفاده از دو محور اضافی برای تغییر مکان قطعه کار، ماشین کاری کند.

4+1-ماشین کاری CNC محور
ماشین‌کاری 4+1 از یک ماشین‌ابزار پنج محوری استفاده می‌کند، اما یک محور چرخش یا شیب را برطرف می‌کند. چهار محور به طور همزمان کار می کنند و معمولاً فقط از یک محور برای موقعیت یابی استفاده می شود. این دستگاه از ماشین‌کاری 3+2 قوی‌تر است، اما هنوز کاملاً معادل ماشین‌کاری با 5-محور نیست.

ماشینکاری CNC کامل 5-محور
ماشین‌کاری کامل 5-محور پنج محور است که به طور همزمان کار می‌کنند، شامل سه محور خطی و دو محور چرخشی، که می‌توانند اشکال پیچیده‌تر و ماشین‌کاری دقیق‌تری را انجام دهند. مناسب برای قطعاتی که به دقت بالا و هندسه پیچیده نیاز دارند، مانند سطح قلاب، شکل خاص و ماشینکاری توخالی.

ماشین‌کاری پنج محوره برای کارهای پیچیده و دقیق ماشین‌کاری مناسب است، در حالی که ماشین‌کاری پنج‌وجهی بیشتر به صورت انبساط بر اساس سه محور است. برنامه نویسی ماشین ابزار پنج محور پیچیده تر از سه محور است و طراحی هندسه ابزار پیچیده تر است.

 

4. انواع پیکربندی 5-مراکز ماشینکاری محور

انواع متداول پیکربندی دستگاه CNC محور 5-شامل میز-میز، سر میز، سر-هد و سایر ترکیبات است.
پیکربندی جدول-جدول
این پیکربندی اغلب به عنوان دستگاه میز ترننیون شناخته می شود و دارای دو محور چرخشی است که در میز ادغام شده اند، در حالی که سر دستگاه ثابت می ماند. قطعه کار با چرخاندن میز قرار می گیرد. این پیکربندی بر اساس یک دستگاه CNC سه محوره سنتی است که از دو محور چرخشی برای تنظیم جهت قطعه کار استفاده می کند. پیکربندی تراننیون قابلیت های زیر برش عالی، فضای کاری بزرگتر و سرعت و دوام بالاتر را برای ماشینکاری با دقت بالا و مقیاس بزرگ فراهم می کند.
پیکربندی سر میز
در این پیکربندی، سر دستگاه تمام حرکات چرخشی را انجام می دهد، در حالی که میز ثابت می ماند. هد را می توان در چندین زوایای چرخانده یا کج کرد تا کارهای پیچیده ماشینکاری را انجام دهد. این پیکربندی برای ماشینکاری قطعات کار با اشکال پیچیده و فضاهای تنگ بسیار موثر است، به ویژه برای کاربردهایی که نیاز به ماشینکاری با دقت بالا دارند.
پیکربندی سر سر
ماشین هد یک پیکربندی پیچیده‌تر است که در آن هر دو سر دستگاه می‌توانند بچرخند. این دستگاه درجات آزادی بیشتری را نسبت به پیکربندی های دیگر فراهم می کند و عملیات ماشینکاری پیچیده تری را امکان پذیر می کند. مناسب برای کارهای ماشینکاری که نیاز به برش در چندین زاویه به طور همزمان دارند. پیکربندی هد به ویژه برای ماشینکاری قطعات ظریف و هندسه های پیچیده مناسب است و ثبات و دقت بیشتری را فراهم می کند.

 

5. چرا از ماشینکاری محوری CNC استفاده کنیم؟

5-ماشین‌های CNC محور دارای مزایای قابل توجهی در صنایع مختلف، به ویژه در زمینه‌های پزشکی، هوافضا و خودرو هستند، که قادر به پردازش اشکال پیچیده، دقت بالا و سطوح صاف هستند.
برخلاف ماشین‌آلات محوری سنتی، 5-ماشین‌کاری CNC محور می‌تواند برش، سوراخ‌کاری و ضربه زدن چند وجهی را به‌طور همزمان در یک راه‌اندازی کامل کند و به میزان زیادی در زمان صرفه‌جویی کرده و کارایی را بهبود بخشد. می‌تواند هندسه‌های پیچیده‌ای را که ماشین‌ابزارهای سنتی نمی‌توانند تکمیل کنند، کنترل کند و نیاز به تغییر مکان قطعه کار را کاهش دهد، بنابراین دقت ماشین‌کاری و کیفیت سطح را بهبود می‌بخشد. دقت و پایداری بالای 5-دستگاه‌های CNC محور، آنها را برای تولید انبوه و تولید با استاندارد بالا، به‌ویژه در صنایعی که به تلرانس‌های بالا و خطوط ظریف نیاز دارند، ایده‌آل می‌سازد. با کاهش مداخله انسان، 5-ماشینکاری محوری راندمان تولید و کیفیت پردازش را بهبود می بخشد و ابزاری ضروری برای تولید مدرن است.
مزایای ماشینکاری CNC محور 5-
 زمان تحویل را کوتاه کنید و کارایی تولید را بهبود بخشید
 بهبود دقت و کیفیت ماشینکاری
 ماشینکاری هندسه ها و جزئیات پیچیده را فعال کنید
 افزایش ظرفیت تولید
 چندین تجهیزات ماشینکاری را جایگزین کنید
 خطاهای احتمالی در فرآیند ماشینکاری را کاهش دهید
 با انتخاب خودکار ابزار و سرعت برش بهینه، عمر ابزار برش را افزایش دهید
 لرزش را کاهش دهید و به سطح بالاتری برسید

 

6. برنامه نویسی 5-دستگاه های CNC محور
برنامه نویسی G-code برای 5-ماشین های CNC محور با یک مدل طراحی شده در نرم افزار CAD شروع می شود، که سپس به الگوریتمی تبدیل می شود که شامل سرعت اسپیندل، نرخ تغذیه و حرکت ابزار است. در مقایسه با ماشین‌های سنتی 3-محور، 5-ماشین‌کاری محوری نیازمند کنترل زوایای مختلف ابزار و مسیر شیب جدول است.

روش های برنامه نویسی
در برنامه‌نویسی محوری، دو راه برای کنترل حرکت چرخشی وجود دارد: استفاده از زوایای چرخش یا بردارهای ابزار. بردارهای ابزار زوایای چرخش یا شیب را از طریق دستورات محور X، Y و Z مشخص می‌کنند، که انعطاف‌پذیر هستند و اجازه می‌دهند برنامه‌نویسی بین ماشین‌های مختلف بدون نیاز به حاشیه‌نویسی محورهای خاص (محورهای A، B و C) به اشتراک گذاشته شود. نرم افزارهای رایج شامل Autodesk، Mastercam، Siemens NX، PowerMill و Edgecam هستند.

5-نقاط ماشینکاری CNC محور
نرخ برش: اطمینان حاصل کنید که ماشین ابزار می تواند به طور موثر مسیر برش را کنترل کند.
عملکرد نگاه به جلو: کارایی محاسبه را بهبود می بخشد و پردازش صاف را تضمین می کند.
سیستم نگهدارنده ابزار: برای جلوگیری از لرزش ابزار در حین پردازش، یک نگهدارنده ابزار مناسب انتخاب کنید.
نرخ تغذیه: به طور منطقی سرعت خوراک و ابزار را برای افزایش عمر ابزار کنترل کنید.
خنک کننده: از خنک کننده و روان کننده مناسب استفاده کنید، از گرمای بیش از حد جلوگیری کنید و مواد زائد را حذف کنید.
شبیه سازی مسیر ابزار: برای اطمینان از پردازش دقیق، شبیه سازی مسیر ابزار را قبل از پردازش انجام دهید.

 

7. مراحل کلیدی هنگام انجام 5-ماشینکاری CNC محور

از تطابق نرخ پردازش اطمینان حاصل کنید
اطمینان حاصل کنید که دستگاه CNC دارای سرعت پردازش کافی برای کنترل موثر مسیر ابزار برش نشان داده شده توسط G-code است و از هرگونه تاخیر یا خطا در طول فرآیند ماشینکاری جلوگیری می کند.

Look-Ahead را فعال کنید
فعال کردن عملکرد نگاه به جلو به دستگاه CNC کمک می کند تا مسیر را از قبل برای فرآیند ماشینکاری صاف تر و کارآمدتر محاسبه کند.

سیستم نگهدارنده ابزار مناسب را انتخاب کنید
انتخاب یک سیستم نگهدارنده ابزار پایدار برای اطمینان از عدم ارتعاش ابزار در طول فرآیند ماشینکاری و در نتیجه اطمینان از کیفیت و دقت ماشین کاری بسیار مهم است.

نرخ خوراک و سرعت ابزار را کنترل کنید
کنترل دقیق نرخ تغذیه می تواند عمر ابزار را افزایش دهد. تنظیم صحیح سرعت ابزار متناسب با نیازهای ماشینکاری مواد مختلف می تواند به افزایش عمر ابزار کمک کند.

از خنک کننده مناسب استفاده کنید
از خنک کننده مناسب (مانند روان کننده یا سیستم جت آب) برای کاهش گرمای دوک، جلوگیری از داغ شدن بیش از حد ابزار، اطمینان از پایداری در طول فرآیند برش و تمیز کردن مواد زائد در ناحیه برش استفاده کنید.

شبیه سازی مسیر ابزار
قبل از ماشینکاری واقعی، از نرم افزار شبیه سازی برای بررسی مسیر ابزار استفاده کنید تا مطمئن شوید که همه مسیرها به درستی برنامه ریزی شده اند و نتایج را برای کاهش خطاها و تلفات غیر ضروری بررسی کنید.

 

8. ابزار برش برای ماشینکاری CNC
5-ماشین‌های CNC محور از مواد ابزار برش مشابه با 3-ماشین‌های محور استفاده می‌کنند، اما ایستگاه‌های نگهداری ابزار و قابلیت‌های تعویض ابزار را به‌طور قابل توجهی بهبود داده‌اند. 5-ماشین ابزار محور مجهز به سیستم تعویض خودکار قطعه کار یا پالت است که مداخله دستی را کاهش می‌دهد و کارایی تولید دسته‌ای چندگانه و کوچک را بهبود می‌بخشد. مجلات تعویض خودکار ابزار معمولاً شامل 60 تا 120 ایستگاه ابزار هستند و برای طراحی های پیچیده مناسب هستند.

انتخاب مواد ابزار برش
انتخاب مواد ابزار مناسب به استحکام، هدایت حرارتی و ضریب اصطکاک بستگی دارد. به طور کلی، استحکام مواد ابزار باید 40٪ تا 60٪ بیشتر از مواد پردازش باشد. مواد رایج ابزار عبارتند از:

فولاد کربنی:کم هزینه، به راحتی در دسترس، به طور گسترده برای پردازش معمول استفاده می شود، حاوی 0.6٪ تا 1.5٪ کربن.
فولاد پر سرعت:مقاومت سایش قوی دارد و اغلب برای پردازش پیچیده استفاده می شود. حاوی تنگستن، کروم، مولیبدن و فولاد کربن است.
کاربید:مناسب برای برش با سرعت فوق العاده بالا، مقاومت حرارتی بالایی دارد و می تواند تا دمای 1000 درجه را تحمل کند. ترکیب آن شامل تنگستن، تیتانیوم و تانتالیوم است.
سرامیک:دارای پایداری شیمیایی عالی و سرعت بالا، مقاومت در برابر خوردگی، عمدتا از نیترید سیلیکون و اکسید آلومینیوم تشکیل شده است.
مواد دیگر:مانند نوک الماس، نیترید کربن بور یا سرم، مناسب برای شرایط کاری خاص

9. خدمات ماشینکاری CNC محور 5- سفارشی

از آنجایی که 5-ماشین‌کاری CNC محوری از نظر دقت، صافی و بهره‌وری سودمندتر شده است، تقاضای جهانی برای این فناوری ماشین‌کاری همچنان در حال افزایش است. با این حال، برای تولید در حجم کم، ممکن است خرید یک 5-دستگاه CNC محوری به طور کامل مقرون به صرفه باشد، و این دستگاه‌ها ممکن است به طور کامل مورد استفاده قرار نگیرند که تقاضای کمی وجود دارد. بنابراین، بسیاری از شرکت ها و تولیدکنندگان بزرگ خدمات ماشینکاری CNC را به صورت ساعتی ارائه می دهند.
هزینه‌های خدمات ماشین‌کاری محوری CNC بسته به نوع ماشین ابزار و نیازهای ماشین‌کاری متفاوت است. به طور معمول، هزینه های ساعتی از 50 تا 200 دلار متغیر است. از طریق این خدمات، مشتریان می توانند راه حل ها را سفارشی کنند و بدون متحمل شدن هزینه های بالای تجهیزات، قطعات شخصی سازی شده با دقت بالا را تولید کنند. ارائه دهندگان خدمات گزینه های ماشینکاری انعطاف پذیر را بر اساس نیازهای خاص و برنامه های تولید ارائه خواهند کرد.

 

اکنون یک نقل قول دریافت کنید