5-осевая обработка на станках с ЧПУ: определение, процесс, типы | JS Precision

Формы современных продуктов становятся все более сложными в стремлении современной инженерии к наивысшей производительности: от турбинных лопаток с идеальной аэродинамической поверхностью до аэрокосмических каркасов неправильной формы, разработанных для снижения веса, и медицинских имплантатов, которые сливаются со скелетом человека.

Изготовление этих деталей стало практически непреодолимой проблемой для традиционных методов обработки. 5-осевая обработка с ЧПУ является оптимальным решением этой проблемы.

Это не просто станок, который может двигаться в пяти направлениях, а философия достижения «идеальной формы за одну установку» с помощью комплексного подхода к обработке на станках с ЧПУ.

Это руководство поможет вам полностью понять определение, процесс и типы 5-осевой обработки с ЧПУ, чтобы вы могли использовать эту технологию, не сомневаясь в её пригодности для вашего проекта. В нём также представлен практический опыт JS Precision в этой области, который станет для вас надёжным источником информации для решения ваших производственных задач.

Краткое изложение основных ответов

Руководство инженера точной обработки JS: подробное объяснение технологии 5-осевой обработки

5-осевая обработка с ЧПУ в JS Precision активно задействована в этой отрасли на протяжении 12 лет и сыграла решающую роль не только благодаря...

Наша компания сертифицирована по системе менеджмента качества ISO 9001 , AS9100 для аэрокосмической промышленности и ISO 13485 для медицинского оборудования. Мы также располагаем 30 высокопроизводительными 5-осевыми станками с ЧПУ таких брендов, как DMG MORI и Mazak.

Мы обработали более 100 000 сложных деталей для более чем 800 клиентов в аэрокосмической, медицинской и беспилотной отраслях, включая ведущего производителя аэрокосмической техники и ведущую компанию по производству медицинских приборов.

Например, конструктивные детали камеры сгорания двигателя, изготовленные для заказчика из аэрокосмической отрасли, были обработаны титановым сплавом Ti6Al4V и достигли допуска ±0,005 мм.

Мы завершили ежемесячное массовое производство 5000 деталей спинальных имплантатов из медицинского ПЭЭК для медицинских клиентов, поддерживая процент годности более 99,8%. Кроме того, мы достигли годовой производственной мощности в 20 000 интегрированных рам для производителя дронов, обеспечив уровень брака ниже 0,1%.

Это не теоретическое руководство, а сжатый итог нашего многолетнего практического опыта. Каждый пункт проверен на реальном производстве, и вы можете полностью доверять его профессионализму и практичности.

Если вам нужны надежные услуги 5-осевой обработки с ЧПУ, компания JS Precision, обладающая обширным опытом работы в отрасли и авторитетными сертификатами, может предоставить вам высококачественное оборудование для точной обработки. Пожалуйста, отправьте нам ваши требования к детали, и мы свяжемся с вами в кратчайшие сроки. Просто свяжитесь с нами, и мы начнём!

Что такое 5-осевой станок с ЧПУ? Революция в производстве за пределами трёх измерений

Ознакомившись с опытом JS Precision в области 5-осевой обработки с ЧПУ, вы, возможно, спросите: что же такое 5-осевой станок с ЧПУ? Почему его считают революцией в производстве, выходящей за рамки трёхмерной обработки?

Основное определение

5-осевой станок с ЧПУ — это усовершенствованное устройство, которое добавляет две поворотные оси к традиционным трем линейным осям: оси X, Y и Z управляют движениями станка вперед и назад, влево и вправо, вверх и вниз соответственно.

Это позволяет режущему инструменту подходить к заготовке под разными углами, реализуя пятистороннюю обработку и непрерывную пространственную обработку поверхности, что невозможно с помощью 3-координатного станка.

Анализ типа ядра

Основная ценность 5-осевого станка с ЧПУ заключается в том, что «одна настройка — и всё готово». По сравнению с 3-осевой обработкой он повышает эффективность более чем на 50%, исключает ошибки позиционирования и позволяет обрабатывать детали сложной геометрии, что является ключом к его революционному влиянию на производство.

Рисунок 1: Дополнительные две оси на пятикоординатном станке определяют, как оси A и B вращаются вокруг X, Y и Z.

Каким образом 5-осевая обработка на станке с ЧПУ позволяет достичь поразительной точности ±0,01 мм?

Познакомившись с основами работы 5-координатных станков с ЧПУ, можно задаться вопросом: как вообще возможно добиться такой поразительной точности, как ±0,01 мм? Эта точность значительно меньше диаметра человеческого волоса , который составляет около 0,05 мм.

1. Устранение ошибок:

Однократная настройка — основополагающий способ устранения ошибок. Традиционная 3-осевая обработка с ЧПУ требует множества операций зажима, и накопление ошибок преобразования данных влияет на точность. В отличие от этого, 5-осевая обработка с ЧПУ выполняет все операции обработки за один установ без накопления ошибок.

2. Преимущества более коротких инструментов:

Благодаря возможности регулировки угла наклона заготовки двумя поворотными осями, режущий инструмент всегда входит под оптимальным углом к ​​обрабатываемой поверхности. Чем короче инструмент, тем меньше он вибрирует при высоких скоростях. Кроме того, он меньше «отклоняется» и улучшает качество поверхности и размерную стабильность .

3. Динамическая прецизионная компенсация:

Высококачественные 5-осевые станки с ЧПУ используют несколько методов компенсации точности, среди которых некоторые модели могут обеспечивать коррекцию отклонения в реальном времени в замкнутой системе обратной связи с использованием линейного энкодера, температурно-регулируемых параметров для компенсации тепловой деформации и компенсации люфта для устранения погрешности люфта, обеспечивая высокую точность при высокоскоростной резке.

Точность до ±0,01 мм достигается за счет использования высококлассных станков, цехов с контролируемой температурой и регулярной калибровки.

Какие материалы лучше всего обрабатываются на 5-осевом станке с ЧПУ?

Помимо точности, к числу основных преимуществ 5-осевой обработки с ЧПУ относится её широкая адаптируемость к материалам, что делает её «универсальной». Какие материалы лучше всего обрабатываются на 5-осевом станке с ЧПУ?

5-осевая обработка на станках с ЧПУ позволяет обрабатывать практически любые обрабатываемые материалы, особенно ценные или труднообрабатываемые. Компания JS Precision обладает обширной базой данных, содержащей опыт обработки сотен материалов, и предлагает специальные инструменты для предотвращения затвердевания титановых сплавов, обеспечивая биосовместимость с медицинским ПЭЭК в условиях строгого контроля окружающей среды.

3-осевые и 5-осевые ЧПУ: какова ваша окупаемость инвестиций?

Когда речь заходит об адаптации материалов, люди часто обращают внимание на стоимость. В чём разница между рентабельностью инвестиций в 3-осевую и 5-осевую обработку с ЧПУ? Её необходимо рассматривать как с точки зрения экономии, так и с точки зрения повышения ценности.

Очевидная экономия средств

Увеличение скрытой ценности

Большинство компаний инвестируют в 5-осевое оборудование, что сопряжено с высокими затратами и рисками. Профессиональные услуги 5-осевой обработки с ЧПУ позволяют обеспечить высочайший уровень производительности, избежать рисков и снизить затраты.

Если вы выбираете между 3-осевой и 5-осевой обработкой на станках с ЧПУ , JS Precision предлагает выгодные услуги 5-осевой обработки на станках с ЧПУ. Пожалуйста, отправьте чертежи деталей и технические требования, чтобы получить подробное решение и сэкономить время на покупке оборудования.

Рисунок 2: Какова разница в окупаемости инвестиций между 3-осевым и 5-осевым ЧПУ?

Как разработать процесс 5-осевой обработки для сложных деталей на станках с ЧПУ?

Выбрав 5-осевую обработку, как разработать план обработки сложной детали на станке с ЧПУ? Ниже представлен наш метод планирования процесса, состоящий из четырёх этапов:

1. DFM (Проектирование для производства): На раннем этапе проектирования деталей заказчику следует тесно сотрудничать с инженерами JS Precision для проведения анализа проектирования для производства. На основе характеристик 5-координатной обработки будет оптимизирована структура детали: скорректировано положение отверстий, упрощены поверхности, повышена технологичность, снижены затраты и сокращено время цикла.

2. Выбор стратегии: используйте стратегию, сочетающую обработку по фиксированным осям «3+2» с одновременной обработкой по 5 осям. «3+2» подходит для черновой и многоугловой обработки, обеспечивая высокую эффективность, а одновременная обработка по 5 осям подходит для чистовой обработки поверхности, обеспечивая точность и качество поверхности.

3. Оптимизация траектории инструмента: применение спирального фрезерования и контурной обработки, а также других методов, позволяет снизить удары, стабилизировать силы резания, избежать перерезов из-за вибрации, защитить инструмент и одновременно повысить качество.

4. Конструкция оснастки: Фактически, эти специализированные оснастки являются основой для успешной сложной обработки на станках с ЧПУ . Они должны обеспечивать жёсткость, не допуская биения заготовок, сохраняя при этом диапазон осей вращения для предотвращения помех.

Мы обрабатываем детали на станке, а также предлагаем комплексные технологические решения — от проектирования до массового производства.

Для сложных деталей, обрабатываемых на станках с ЧПУ, требующих разработки технологического процесса, компания JS Precision предлагает услуги 5-координатной обработки с ЧПУ, обеспечивая полную поддержку процесса — от анализа DFM до проектирования оснастки. Мы сопровождаем весь процесс, чтобы обеспечить эффективное выполнение вашего проекта. Свяжитесь с нами, чтобы начать сотрудничество.

Каковы «золотые параметры» для 5-осевой высокоскоростной обработки с ЧПУ?

5-осевая высокоскоростная обработка на станках с ЧПУ может ещё больше повысить эффективность. Однако дело не в увеличении скорости, а в освоении «золотых параметров». Каковы же эти параметры?

Концепция высокоскоростной обработки

Принцип, лежащий в основе 5-осевой высокоскоростной обработки с ЧПУ, заключается в следующем: « высокая скорость, высокая подача, малая глубина резания, малый шаг». Это означает высокую скорость инструмента, большой ход, малую глубину резания и малый шаг. Это приводит к большему съёму материала за единицу времени и снижению силы резания для повышения качества поверхности.

Искусство координации параметров

1. Соответствие скорости вращения шпинделя и подачи: рассчитывается на основе диаметра инструмента, количества зубьев и материала. Например, при обработке алюминиевого сплава 10-миллиметровым твердосплавным инструментом с четырьмя зубьями скорость вращения шпинделя должна быть установлена ​​на уровне 10000 об/мин, а подача — на уровне 1500 мм/мин для поддержания оптимальной толщины стружки и предотвращения износа инструмента.

2. Применение трохоидального фрезерования: область применения трохоидальных траекторий инструмента — обработка глубоких полостей/узких канавок без резания по всей ширине, уменьшение нагрузки на инструмент, что позволяет защитить инструмент и повысить эффективность , особенно при обработке труднообрабатываемых материалов.

3. Функция ускорения и упреждения: Высокое ускорение станка позволяет инструментам быстро набирать скорость, сокращая время простоя. Функция упреждения анализирует события на траектории инструмента заранее, включая необходимые параметры для предотвращения замедления или деформации поверхности.

У нас есть библиотека из тысяч проверенных параметров, сбалансированных по эффективности и качеству.

Если вам нужны услуги 5-осевой высокоскоростной обработки на станках с ЧПУ , компания JS Precision располагает профессиональными библиотеками параметров и высококлассными станками. Мы можем эффективно обрабатывать детали для наших клиентов. Мы уверены в том, что легко выполним любую обработку, будь то глубокие полости или сложные поверхности. Вам просто нужно сообщить требования к детали, и мы подберем оптимальные параметры.

Пример использования: как JS Precision преобразовывает основную раму дрона с помощью 5-осевой высокоскоростной обработки

Задача клиента

Производителю промышленных дронов требовалось изготовить цельную раму из алюминиевого сплава 7075. Традиционно компания использовала трёхкоординатный станок, на котором рама разделялась на пять частей, а затем собиралась более чем за 12 часов.

Погрешность сборки каркаса достигала ±0,1 мм, что не соответствует требованиям к устойчивости полёта. Большое количество соединительных элементов весом до 1,2 кг снижало дальность полёта и создавало риски для прочности конструкции. В ходе испытаний были обнаружены ослабленные соединительные элементы.

Решение JS Precision

1. Интеграция дизайна:

Мы сначала интегрировали конструкции, основываясь на требованиях, спроектировав исходные пять деталей в единую конструкцию. Эта конструкция полностью исключила все соединительные элементы и полностью решила проблемы с ошибками сборки и весом .

2,5-осевая высокоскоростная обработка:

В качестве 5-осевого высокоскоростного обрабатывающего центра был выбран DMG MORI DMC 850 Vec. Сначала он быстро удалил 70% лишнего материала , используя режим фиксированной оси «3+2», а затем переключился в режим одновременной 5-осевой обработки для чистовой обработки, включающей обработку некоторых сложных конструкций, таких как неровная криволинейная поверхность и внутренний канал потока на раме, без использования вторичного зажима на протяжении всего процесса.

3.Оптимизированные параметры:

Для алюминиевого сплава 7075 частота вращения шпинделя составила 18 000 об/мин, подача – 8 000 мм/мин, глубина резания – 0,2 мм. Кроме того, для предотвращения перегрузки инструмента при обработке узких внутренних канавок использовалась стратегия трохоидального фрезерования . Плавность перемещения при обработке поверхности обеспечивалась функцией 100-сегментного упреждающего прогнозирования системы ЧПУ.

Достижения и ценности нашей компании

В результате мы сократили общее время обработки с 12 до 4 часов, одновременно увеличив производительность на 300%. Это позволило уменьшить вес рамы на 15% до 1,02 кг, а также увеличить дальность на 10%. Общая жёсткость увеличилась на 40%, что позволяет ей выдерживать сильные удары.

Обработка с одним зажимом обеспечивает допуски деталей ±0,008 мм, что соответствует требованиям к стабильности полета и обеспечивает идеальную герметизацию, не допуская попадания дождевой воды во внутренние цепи.

Благодаря этой раме заказчики добились лучшей грузоподъемности и дальности полета по сравнению с конкурентами, тем самым получив большое конкурентное преимущество на рынке.

Рисунок 3: Основная рама интегрированного беспилотного летательного аппарата из алюминиевого сплава 7075

Как найти надежного поставщика услуг по 5-осевой обработке на станках с ЧПУ и стать его партнером?

Учитывая вышеперечисленные преимущества 5-осевой обработки, вам, возможно, стоит поискать подходящего поставщика услуг. Как же найти надежного поставщика услуг 5-осевой обработки с ЧПУ и начать с ним сотрудничество? Я обобщил пять ключевых критериев оценки.

1. Техническое оснащение: проверьте марку станка, его точность, фрезерные и токарные характеристики. Например, проверьте, есть ли у него 5-координатный станок, например, DMG MORI или MAZAK, и достигает ли точность позиционирования ±0,005 мм.

2. Команда инженеров: предоставьте обзор своего опыта работы в области CAM-программирования и проектирования технологических процессов изготовления деталей. Необходимо знание программного обеспечения UG и Mastercam, умение определять процессы и предлагать решения, основанные на требованиях к конкретной детали.

3. Система качества: Проверьте, есть ли у них полноразмерное контрольное оборудование, такое как координатно-измерительные машины и лазерные сканеры. Без возможности контроля очень сложно гарантировать точность деталей.

4. Отраслевая экспертиза: оцените успешные примеры из практики, связанные с вашей отраслью. Например, для аэрокосмической отрасли требуется опыт работы с термостойкими материалами, а для медицинской — опыт в области биосовместимости.

5. Коммуникация и прозрачность: Обратите внимание, способны ли они составлять чёткие планы процессов, давать обратную связь о ходе работ и отчёты о проверках. Прозрачность коммуникации обеспечивает большее спокойствие.

Пять стандартов JS Precision включают 30 высокопроизводительных 5-осевых станков, 10 из которых являются токарно-фрезерными центрами, инженеров со средним опытом работы более 8 лет, полностью внедренное испытательное оборудование, многочисленные тематические исследования во многих областях и прозрачный ход выполнения проектов.

Мы будем постоянно работать над тем, чтобы стать надежным «внешним отделом НИОКР и производства» для клиентов в сфере сложной обработки на станках с ЧПУ.

Рисунок 4: Оцените надежность поставщиков услуг по 5-осевой обработке на станках с ЧПУ, изучив их техническое оборудование.

Часто задаваемые вопросы

В1: Какой минимальный допуск обычно достижим при 5-осевой обработке?

Благодаря высококачественному оборудованию и жесткому контролю на предприятии JS Precision точность может достигать ±0,01 мм , а для некоторых характеристик она может достигать ±0,005 мм, что соответствует требованиям к высокоточным деталям.

В2: Является ли 5-осевое программирование очень трудоемким и сложным?

Программирование для 5-осевых станков сложнее, чем для 3-осевых. Программирование таких станков требует использования передового CAM-программного обеспечения и большого опыта. Однако в JS Precision мы избавим вас от этой проблемы благодаря нашим профессиональным командам программистов и эффективной организации рабочих процессов.

В3: В чем разница между обработкой «3+2» и одновременной 5-осевой обработкой?

«3+2» — это обработка с фиксированными осями, при которой угол наклона заготовки сохраняется таким же, как и до 3-осевого фрезерования, что подходит для обработки многоугловых деталей. При 5-осевой одновременной обработке все 5 осей движутся одновременно, что подходит для обработки сложных криволинейных поверхностей. Оба метода могут быть реализованы на одном станке.

В4: Каковы особые требования к обработке титановых сплавов на 5-координатном станке?

Для резки титановых сплавов требуются высокожёсткие станки, специальные режущие инструменты, внутреннее охлаждение под высоким давлением, точные параметры обработки и предотвращение упрочнения, что позволяет контролировать процесс резки, чтобы избежать чрезмерного нагрева. Именно этим и занимается компания JS Precision.

В5: Можно ли выполнять токарные операции на 5-координатном станке?

Да, токарно-фрезерный центр сочетает в себе возможности 5-осевой фрезерной и токарной обработки, обеспечивая настоящую комплексную обработку. JS Precision также располагает таким оборудованием.

В6: Какие размеры 5-осевых деталей может обрабатывать JS Precision?

Прецизионная 5-осевая обработка JS Precision отличается высокой производительностью и позволяет обрабатывать детали размером от миллиметра до метра. Укажите необходимый размер , и мы подберём для вас подходящие ресурсы.

В7: Как добиться зеркального блеска при 5-осевой обработке алюминиевых деталей?

Благодаря применению алмазного инструмента, оптимизированным параметрам высокоскоростной обработки и стабильным условиям резания компания JS Precision может обрабатывать алюминиевые детали с шероховатостью Ra менее 0,2 мкм.

В8: Каковы сроки выполнения проекта 5-осевой обработки с момента размещения заказа до поставки?

Срок выполнения проекта зависит от сложности детали. Для простых прототипов достаточно 3–5 дней , но для сложных деталей срок может составлять до 2–3 недель. JS Precision предоставит дату поставки в зависимости от вашего проекта.

В9: Предоставляете ли вы постобработку поверхности после 5-осевой обработки?

Да, в JS Precision мы предоставляем комплексные услуги по обработке поверхности, включая анодирование, пескоструйную обработку, покраску, пассивацию и гальванопокрытие, тем самым гарантируя полную поставку детали без необходимости привлечения других поставщиков услуг.

В10: Как получить расценки на 5-осевую обработку с ЧПУ от JS Precision?

Просто отправьте свои 3D-чертежи и технические требования в JS Precision, и наша профессиональная команда поможет вам с подробным и прозрачным предложением в кратчайшие сроки.

Заключение

5-осевая обработка с ЧПУ — это гораздо больше, чем просто две дополнительные оси станка. Это основа революции в производстве , которая обеспечила точность ±0,01 мм и возможность обработки деталей повышенной сложности. Она помогает экономить деньги, повышать производительность продукции и ускорять вывод продукции на рынок. Это имеет большое значение для аэрокосмической, медицинской и беспилотной промышленности.

Как профессиональный поставщик услуг по 5-осевой обработке на станках с ЧПУ, компания JS Precision видит свою задачу в том , чтобы превратить это технологическое преимущество в реальную ценность для вас, упростив сложное производство.

Не позволяйте ограничениям традиционной обработки стать узким местом для ваших инновационных продуктов. Отправьте свой CAD-файл экспертам JS Precision прямо сейчас и оцените точность, эффективность и ценность первоклассных услуг 5-осевой обработки с ЧПУ. Вы получите предварительный анализ осуществимости процесса и конкурентное предложение менее чем за 6 часов.

Давайте вместе воплотим вашу следующую грандиозную идею в жизнь!