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의 기원5 축 CNC 가공1950 년대 John Parsons가 개발 한 최초의 CNC 공작 기계로 거슬러 올라갑니다. 그 이후 로이 기술은 한 번에 5 방향으로 모션 축을 관리하기 위해 개발되었습니다. 엔지니어는 단순히 3 차원 설계 스케치로 컴퓨터를 입력하면되며,이 도구는 숙련 된 조각사처럼 작동하여 금속 블록을 복잡한 구성 요소로 점차 조각 할 수 있습니다.
비록 그러한 기계가 작동하기 어렵고 비싸다고 종종 말하지만, 실제 응용 프로그램은 상상보다 훨씬 광범위합니다. 그것의 진정한 장점은 단일 클램핑에서 다중 방해 가공을 완료함으로써 반복 클램핑에 소비 된 오류와 노동 시간을 제거한다는 사실에 있습니다.
세계에서 항공 우주 부품과 일일 필요성을 생산할 수있는 것은 무엇입니까? 작업 도전과 비용이 과장되어 있습니까? 처음부터 시작하여 제조 부문 규칙을 재구성하는이 기술을 다시 배우게하겠습니다.
5 축 CNC 가공은 무엇입니까?
5 축 가공의 배후에있는 아이디어는 도구가 5 방향으로 움직일 수 있으며 그 중 2 개는 회전 할 수 있다는 것입니다. 이러한 유형의 가공은 다축 절단 및 형성 과정에 속하며, 이는 금속 원료를 조각 나이프로 사용하는 것과 유사합니다.매끄러운 표면또는 복잡한 구조 단계별.
가장 편안한 부분은 처리 중에 전통적인 접근 방식과 같은 부분을 반복적으로 분해하고 재조정 할 필요가 없다는 것입니다. 기계 자체는 절단 각도를 조절할 수 있으며, 더욱 놀라운 것은 단일 패스에서 연속 절단 할 수 있다는 것입니다.
예를 들어, 과거에 7 ~ 8 개의 작업이 필요한 터빈 블레이드와 같은 고정밀 부품의 가공은 이제 5 축 공작 기계에서 원형 슬라이스로 절단하여 생산성을 두 배로 늘릴 수 있습니다.
핵심 원칙은 세 가지 핵심 사항으로 나눌 수 있습니다.
(1) 5 방향 조정 운동
공작 기계는 세 가지 선형 축 (X/Y/Z 축, 앞뒤로, 왼쪽 및 오른쪽 및 상하 이동을 담당하는 X/Y/Z 축)과 2 개의 회전 축 (일반적으로 A/C 축으로 표시됨)의 조합을 사용하여 공구가 공간의 모든 각도에서 공작물에 접근 할 수 있도록합니다. 예를 들어, 터빈 블레이드를 만들 때 도구는 수직으로 자르고 45도를 옆으로 자르기 위해 기울일 수 있습니다.
(2) 비 플루핑 처리의 장점
기존의 3 축5 축 시스템회전 축을 통해 처리 표면을 자동으로 전환합니다. 파노라마 카메라로 물체를 촬영하는 것과 마찬가지로 피사체를 수동으로 회전 할 필요가 없으며 렌즈는 주변의 모든 각도를 포착 할 수 있습니다.
(3) 동적 동기화 정확도
공구 절단 및 공작물 회전은 실시간으로 조정될 수 있습니다. 나선형 그루브와 같은 특수 구조를 처리 할 때 스핀들이 앞으로 이동하는 동안 공작물이 일정한 속도로 회전합니다. 두 사람은 밀리미터 수준에서 동기화됩니다.CNC 시스템및 최종 성형 정확도는 0.005mm에 도달 할 수 있습니다.
5 축 CNC 가공 센터의 주요 구성 요소는 무엇입니까?
1. 공작 기계의 주요 구조
장비의 "골격"으로 이해 될 수 있으며, 일반적으로 모든 부품을지지하기 위해 주철 또는 철강 구조로 만들어집니다. 기본 프레임이 충분히 강하지 않으면 고속 절단 중에 쉽게 진동하기 쉽고 결국 부품의 치수 편차를 유발할 수 있습니다.
장비를 선택할 때 5 축CNC 가공 서비스제공자는 프레임의 강성에 중점을 둘 것입니다. 특히 항공 티타늄 합금과 같은 단단한 재료를 처리 할 때 무거운 프레임을 사용해야합니다.
2. 5 개의 모션 축의 구조
이것이 5 축의 핵심입니다! 다음은 5 축 공작 기계 도구 모션 시스템에 대한 구조적 설명입니다.
| 운동 축 | 움직임의 방향 | 기능 설명 |
| x 축 | 워크 벤치는 수직 및 수평으로 움직입니다. | 기본 가공 경로를 형성하는 모든 CNC 장비에 대한 필수 코어 모션 축입니다. |
| y 축 | x 축에 수직으로 수평 이동. | X 축과 협력하여 평면 처리 범위를 확장하고 2 차원 처리 기능을 형성하십시오. |
| z 축 | 도구는 수직으로 위아래로 움직입니다. | 가공 깊이의 정밀도를 제어하면 금형 공동의 깊이 치수에 직접 영향을 미칩니다. |
| A 축 | x 축 주위의 회전 모션. | 경사 표면 가공의 요구 사항을 충족시키기 위해 공작물 각도 조정을 실현하십시오. |
| B 축 | y 축 주위의 회전 운동. | A 축과 협력하여 공간 처리 기능을 향상시키고 공작 기계의 작동 각도 범위를 확장하십시오. |
꼬인 터빈 블레이드를 처리하기 위해 워크 테이블은 회전하는 동안 회전하며 공구 기울이 및 모든 호는 부품을 반복적으로 분해 및 조립하지 않고 한 번에 처리 할 수 있습니다.
3. 스핀들 시스템
스핀들 시스템은 절단 처리를 달성하기위한 공작 기계의 핵심 단위이며, 속도는 분당 수천에서 수만에서 수만에서 수만에서 수십만 개의 혁명을 일으킬 수 있습니다.
- 고속은 고급 가공에 적합합니다 (예 : 휴대폰의 금속 쉘을 연마하는 것).
- 높은 토크는 거친 가공 (예 : 강철 부품의 깊은 홈 파기)에 적합합니다.
이 시스템의 선택은 5 축 CNC 가공 센터 제조업체의 비즈니스 기능과 직접 관련이 있으며, 12,000rpm 일반 3 축 장비의 스핀들은 기존의 금속 절단 만 처리 할 수있는 반면, 40,000rpm의 고속 스핀들은 5 축 링키지 가공 센터에서 구성된 40,000rpm 고속 스핀들이 마이크로 프로세스 계측기에 대한 마이크로 처리 주문을 수행 할 수 있습니다.의료 뼈 훈련.
4.CNC 시스템 및 소프트웨어
CNC 시스템은 디자인 도면을 작동 패널 및 프로세서와 같은 하드웨어뿐만 아니라 Siemens와 같은 브랜드의 특수 소프트웨어를 포함하여 설계 도면을 공작 기계 작업 지침으로 변환 할 책임이 있습니다.
소프트웨어는 5 축 링키지 경로를 자동으로 계획 할 수 있습니다. 예를 들어, 임펠러를 가공 할 때 시스템은 공구와 공작물 사이의 충돌 위치를 자동으로 피하여 수동 조정의 어려움을 줄입니다. 이 지능형 제어를 통해 초보자는 복잡한 부품 가공을 완료하면서 가공 정확도를 보장 할 수 있습니다.
5. Tool Magazine 및 Tool Changer
가공 중에 도구를 저장하고 자동 스위칭을 완료합니다. Mini 5 Axis CNC 가공 센터는 일반적으로 12-24 도구가 장착되어 있으며 대형 장비는 200 개 이상의 도구로 확장하여의 요구를 충족시킬 수 있습니다.다중 프로세스 가공복잡한 부분의. 5 축 CNC 가공 서비스가 작은 배치 주문을 허용하면 도구를 빠르게 변경하여 시간을 절약 할 수 있습니다. 예를 들어, 알루미늄 합금은 아침에 만들어지고 스테인레스 스틸은 오후에 직접 절단됩니다.
6. 재고 액세서리
- 냉각수 노즐 : 절단 중에 물이나 기름을 분사하여 재료가 과열 및 변형을 방지합니다.
- 칩 컨베이어 : 공작물을 긁지 않도록 진공 청소기처럼 금속 잔해를 깨끗하게하십시오.
- 실제 사례 : 의료 기기 공장이 발견되었습니다5 축 서비스공동 보철물을 처리 할 수있는 제공자이지만 상대방은 냉각수를 올바르게 조정하지 않았으며 스테인레스 스틸 표면에는 화상 자국이 가득 차 있었고 전체 부품 배치가 폐기되었습니다.
5 축 가공에 일반적으로 사용되는 좌표계를 설정하는 방법은 무엇입니까?
1. 가공 제로 포인트 위치를 결정합니다
- 공구 설정 기기 또는 프로브로 공작물 표면을 터치하여 제로 포인트 (예 : 공작물의 코너 또는 중앙)로 사용하려는 위치를 찾으십시오.
- JS가 터빈 블레이드를 처리하면 엔지니어는 일반적으로 블레이드 뿌리의 바닥 표면 중앙을 제로 포인트로 설정합니다.
2. 제어 시스템에 대한 데이터
- 공작 기계 작동 패널에서 G54 (또는 G55, G56)를 선택하고 측정 된 제로 포인트 좌표 (x/y/z 값)를 채 웁니다.
- 참고 : 턴테이블이있는 5 축 공작 기계 인 경우 회전 축 (A/C 축)의 초기 각도 값을 입력해야합니다.
3. 회전축의 영향으로 빙빙
- 5 축 가공 중에, 공작물은 턴테이블에 의해 뒤집어져 0 점이 움직일 수 있습니다.
- 솔루션 : 프로그래밍 소프트웨어에서 좌표계와 회전 축을 바인딩하고 시스템이 자동으로 위치를 보상하도록합니다.
4. 좌표계를 검토하십시오
- 공구가 예상대로 공작물에 가까운 지 관찰하기 위해 프로그램을 비어 놓으십시오. 직접 자르지 마십시오!
- 우리의 팁 : 다시 시도하기 전에 z 축을 50mm로 올리십시오. 그리고 그것이 충돌하는지 걱정하지 마십시오.
5. 다중 좌표계 간의 소개
동일한 공작물을 여러 지역에서 처리 해야하는 경우G54 설정, 위의 단계를 반복하여 G55에 대한 또 다른 제로 포인트를 설정하십시오.
적용 가능한 시나리오 : 예를 들어, 공동을 처리하고 금형에 구멍을 동시에 위치시킬 때, 다른 좌표계를 사용하면 도구를 다시 교정해야 할 필요성이 절약됩니다.
5 축 대 3 축 : 구별하는 방법?
1. 코어 차이
3 축 이를 바탕으로 5 개의 축
| 치수 비교 | 3 축 가공 | 5 축 가공 |
| 운동 축 | x/y/z 선형 축. | A/B 회전 축을 추가하십시오. |
| 복잡성 처리 | 평평/단순 표면. | 터빈 블레이드와 같은 복잡한 3 차원 구조. |
| 인간의 개입이 필요합니다 | 처리의 각 측면에는 공작물의 수동 뒤집기가 필요합니다. | 완전 자동 멀티 각도 절단. |
| 정확도 오류 | ± 0.1mm. | ± 0.02mm. |
| 일반적인 비용 | $ 70,000- $ 210,000. | $ 420,000+. |
2. 적용 가능한 장면 선택
3 축 선택 : 제한된 예산에 적합합니다 (장비 가격은 30% -70% 저렴), 플랫/얕은 그루브 부품 (예 : 휴대폰 쉘) 또는 가공 또는 가공소규모 배치 생산(복잡한 프로그래밍 없음).
5 축 선택 : 엔진 실린더 블록과 같은 깊은 캐비티 구조 (예 : 엔진 실린더 블록), 특수 모양의 곡선 표면 (의치 임플란트) 또는 초고속 정밀 요구 사항 (항공 우주 베어링)을 만나면 5 축은 전통적인 공작 기계가 한 번에 5-6 개의 클램핑이 필요한 프로세스를 완료 할 수 있습니다.
3. 효율성 및 비용 균형
5 축 공작 기계의 구매 가격이 높지만 연속 처리 특성은자동차 곰팡이. 예를 들어, 알루미늄 합금 터보 차저 비셀러를 제조하려면 3 축에는 7 일 + 3 수동 교정이 필요하지만 5 축에는 자동으로 완전한 완료하는 데 5 축이 걸립니다.
5 축 CNC 처리 기술에 가장 의존하는 산업은 무엇입니까?
1. 의료 산업
- 수요 특성 : 인간 임플란트 (예 : 관절 및 뼈 플레이트)는 모발의 두께 (내성 ± 0.01mm)와 비슷한 정밀 요구 사항을 사용하여 환자의 해부학 적 구조에 완벽하게 맞아야하며, 재료는 생체 적합성이어야하며 매끄러운 표면을 가져야합니다.
- JS의 5 축 CNC 가공 서비스 장점 : 한 번에 복잡한 표면을 처리 할 수 있으며 환자의 개인화 된 요구에 따라 티타늄 합금 조인트에서 다공성 뼈 임플란트에 이르기까지 전체 프로세스 가공을 제공 할 수 있습니다. 단일 클램핑은 특수 모양의 표면의 조각을 완성하여 전통적인 프로세스에서 여러 조정을 피할 수 있습니다.
- 전형적인 응용 : 인공 고관절의 볼 및 소켓 구조, 척추 융합 장치의 다공성 표면 및 최소 침습 수술기구의 정밀 채널.
2. 전자 산업
- PIAL POINT SOLUCT : 전자 제품은 얇고 가벼움을 유지하지만 방열판 및 칩 인터페이스와 같은 작은 구성 요소는 매우 높아야합니다.정밀 요구 사항(예 : 휴대폰 SIM 카드 슬롯의 허용 오차는 0.05mm 미만이어야합니다).
- JS 기술 사양 : 알루미늄 쉘의 구부러진 샴퍼 및 내부 카드 슬롯은 5 축 공작 기계에 의해 병렬로 가공 될 수 있으며, 회로 보드 포지셔닝 구멍도 금속 표면에 새겨 져서 다중 프로세스 연결 실수를 피할 수 있습니다.
- 샘플 제품 : 노트북 통합 금속 바디, 5G베이스 스테이션 라디에이터, 반도체 웨이퍼 캐리어.
3. 컨트로 화 된 처리
- 전통 전통 : 과거에는 수동 교정이 2-3 주가 걸렸습니다. 5 Axis CNC는 48 시간 이내에 복잡한 설계 (예 : 기어 세트 프로토 타입)를 물리적 물체로 변환 할 수 있으며 플라스틱에서 탄소 섬유에 이르는 재료를 처리 할 수 있습니다.
- JS의 핵심 가치 :우리 엔지니어특수 모양의 구조의 타당성을 신속하게 확인할 수 있습니다. 예를 들어, 자동차 점토 모델은 테스트 가능한 금속 기능 부품으로 직접 업그레이드되어 개발주기를 60%단축시킵니다.
- 일반적인 경우 : 드론 접이식 조인트의 일회성 성형 및 맞춤형 의치 교합 표면의 정확한 복원.
4. Aerospace
- 궁극적 인 요구 사항 : 항공기 엔진 블레이드 무게 1 그램의 전환기 전체 기계는 연간 2 톤의 연료를 절약합니다. 위성 괄호는 가벼운 방사선 내지 강화되어야하며, 토폴로지 최적화 구조는 혈관 네트워크만큼 복잡합니다.
- 5 Axis CNC 가공 서비스 임계 값 : AS9100 항공 인증을 통과했으며 로켓 엔진 연료 챔버와 같은 주요 구성 요소에 미크론 수준 처리를 제공하고 그라인딩 대신 밀링을 달성하여 거울 효과를 직접 밀링 할 수 있습니다 (RA≤0.1μm).
- 우리 회사에서 가공 한 제품 : 우주선 연료 노즐 (최대 1 미크론), 윙 스포일러 곡선 에어 포일, 로켓 엔진 노즐 냉각 채널.
5 축 가공 비용을 줄이는 방법은 무엇입니까?
1. 공작 기계의 가격에주의를 기울입니다
5 개의 축 CNC 공작 기계의 가격은 여러 요인의 영향을받으며 일반 모델은 일반적으로 수십만 달러가 소요되는 반면 고급 구성은 수백만 달러를 초과 할 수 있습니다. 이 가격 변동은 주로 브랜드 포지셔닝, 처리 범위, 기술 구성 및 자동화 정도에 따라 다릅니다.
중간 크기의 장비를 예를 들어 기본 모델 견적은 10 만에서 200,000 달러 범위에 집중되지만 처리 스트로크를 확장하거나 지능형 모니터링 모듈을 추가 해야하는 경우 전체 비용이 두 배가 될 수 있습니다.
5 축 CNC 가공 영국 필드에있는 회사는 열 보정 시스템이 장착 된 모델을 선택하는 경향이 있으며, 이는 환경 온도로 인한 변형을 자동으로 수정할 수 있으며 특히 고전증에 적합합니다.곰팡이 제조.
2. 코어 비용 구성
공작 기계 주조의 침대는 총 투자의 약 25% -30%입니다. 이 부분은 개선 된 충격 흡수 능력을 나타 내기 위해 수지 모래 주조 공정을 채택하는 경향이 있습니다. 그러나 비용에 실제로 영향을 미치는 한, 모션 제어 시스템의 핵심 구성 요소와 관련이 있습니다. 이 수입 된 정밀 롤러 가이드 레일은 국내 가격의 3 배가 될 수 있지만 ± 0.003mm 안정적인 반복 위치 정확도를 유지할 수 있습니다.
현재 5 축 CNC 가공 센터를 고려하고있는 사람들은 최근에 판매하십시오. 직접 드라이브 로타리 테이블 장착 장비를위한 중고 장비의 프리미엄 비율은 일반적으로 15%이상이며 800 °/s로 회전 할 수 있으므로 효율성을 크게 향상시킵니다.표면 처리.
3. 소프트웨어 시스템의 선택
적응 가공 기능이있는 제어 시스템은 기본 버전보다 약 20% 더 비싸지 만 절단 매개 변수를 자동으로 최적화하고 공구 수명을 30% 확장 할 수 있습니다. 자동 도구 변경 시스템 (예 : 24 스테이션 툴 매거진)이 추가되면 장비 비용이 80,000-120,000 달러 증가하지만 이러한 유형의 구성으로 인해 대량 생산의 도구 변경 시간이 10 초 미만으로 단축 될 수 있습니다.
영국 제조 협회 (British Manufacturing Association)의 통계에 따르면, 모듈 식 설계를 가진 5 축 장치에 로봇 암을 추가하는 비용은 전체 기계를 직접 구매하는 것보다 40% 낮습니다. 회사의 실제 운영에서 5 축클램핑 시간.
예를 들어, 항공기 엔진 블레이드 가공 할 때 기존 공정에는 5 개의 프로세스가 필요하며, 5 축 장비는 단일 클램핑으로 완료 될 수 있으며, 이는 보조 시간의 70%를 절약 할뿐만 아니라 스크랩 속도를 0.05% 미만으로 제어합니다. 단가가 1,500 파운드 이상인 정밀 부품의 경우, 이는 생산되는 1,000 조각마다 거의 10,000 파운드의 재료 손실을 피할 수 있음을 의미합니다.
4. 통제 제안
- 구성 요소 믹스 앤 매치 전략 : 경량 알루미늄 합금은 부하 지어 구조에 사용되며 주요 전송 구성 요소는 수입 구성을 유지합니다.
- 구매 기회를 포착하십시오 : 일부 영국 장비 제조업체는 분기 말에 제한된 시간 할인을 시작합니다. 최근 5 축 CNC 가공 센터 판매 이벤트에서 표준 모델의 가격은 12%감소했습니다.
- 위상 기반 인텔리전스 : 처음에는 기본 센서 시스템을 구성하고 후반기에 사물 인터넷 플랫폼에 점차 연결합니다.
- 지역 협업 모델 : 기술 센터를 공동으로 구축하고 고 부가가치 장비를 사용할 권리를 공유하기 위해 ME 근처에 적합한 5 축 CNC 가공을 선택하십시오.
올바른 5 축 CNC 가공 서비스를 선택하는 방법은 무엇입니까?
1. 장비 하드웨어를 살펴보십시오
제조업체에게 장비가 사용되는 장비의 공작 공구 (예 : 독일 DMG 및 일본의 Mazak)와 장비가 몇 년 동안 사용되었는지 직접 문의하십시오. 로서설립 된 제조업체, 우리는 일반적으로 10 개 이상의 5 축 CNC 가공 센터를 가지고 있으며, 동시에 큰 주문과 긴급 주문을받을 수 있습니다.
스핀들 속도 (최소 12,000 rpm) 및 위치 정확도 (바람직하게는 ± 0.005mm)를 점검하는 데 중점을 둡니다. 알루미늄 합금 및 티타늄 합금 처리를위한 기계 구성은 매우 다릅니다.
2. 기술 강도
의료 기기의 관절 표면 또는 항공 사기꾼과 같은 유사한 부품 처리 사례를 확인해야합니다. 우리는 처리 프로세스에 대한 비디오를 제공하고 워크숍에서 현장에서 ± 0.01mm의 초고품 공차를 어떻게 처리하는지 확인할 수 있습니다.
3. 분쟁 서비스 유연성
테스트 응답 속도 : 견적을받는 데 걸리는 시간을 확인하기 위해 간단한 도면을 보내고JS의 전문 팀24 시간 이내에 프로세스 계획을 피드백합니다.
최소 주문 수량을 요청하십시오. 또한 소형 및 대형 배치 처리 사용자 정의 서비스를 제공합니다. 도면이 복잡하더라도 24 세 이내에 응답 할 수 있습니다.
4. 포괄적 인 비용을 계산하십시오
공급 업체가 제공 한 비용 세부 정보를 확인하고 품질 검사 프로세스 수와 툴링 설계에 대한 추가 요금이 있는지 여부에 특별한주의를 기울여야합니다.
계약에 서명하기 전에 숨겨진 비용을 확인하십시오. 예를 들어, 특수 재료 (예 : Peek Plastic)에 추가 비용이 필요한 금액과 도면 수정에 대한 추가 요금이 있는지 여부.
요약
5 축 CNC 가공 기술은 복잡한 부품을 제조하는 데있어, 특히 부품 세부 사항 및 표면 처리 효과의 정확한 제어에서 이점이 있습니다. 평범한 것보다 장비를 구매하는 데 더 많은 비용이 들지만가공 장비처음에는 오랫동안 사용한 후에는 실제로 비용 효율적입니다. 처리 시간이 많이 단축 될 수 있고, 생산 된 부품의 자격을 갖춘 속도도 높으며 나중에 재 작업 및 수리 사례가 적으며 전체 비용이 실제로 줄어들 수 있습니다.
제조 산업을 업그레이드하는 과정에서 많은 회사들이 실제로 처리 정확도와 관련된 기술적 어려움을 겪습니다. 도움이 필요한 회사는 연락 할 수 있습니다JS 회사. 우리는 무료 처리 솔루션 상담을 제공하고 맞춤형 생산 제안을 신속하게 보내십시오!
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FAQ
1. 5 Axis Linkage는 무엇을 의미합니까?
5 축 연결은 X/Y/Z 선형 축 및 A/B 회전식 축의 동기 이동을 의미하므로 공구는 최적의 절단 각도를 지속적으로 유지하고 복잡한 곡선 표면의 단일 클램핑 및 형성을 달성 할 수 있습니다.
2. 3 축보다 장비가 얼마나 비싸나요?
5 축 장비의 가격은 일반적으로 구성 정확도에 따라 약 210,000-700,000 달러의 미국 달러의 3-5 배입니다.
3. 임펠러 블레이드 가공에 적합한 이유는 무엇입니까?
5 축 링키지는 공구 각도를 조정하고 단일 클램핑에서 임펠러의 복잡한 곡선 표면 및 얇은 벽 처리를 완료하고 정확성을 보장하며 간섭을 피할 수 있습니다.
4. 운영자는 어떤 기술이 필요합니까?
5 축 작동에는 CNC 프로그래밍, 시스템 디버깅, 공구 관리, 충돌 방지 및 3D 드로잉 분석을 마스터하는 기능이 필요합니다.
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