Què és el mecanitzat CNC de 4 eixos?

Voleu completar el mecanitzat multi-de peces complexes en una única configuració? Si sou un enginyer o un professional del sector que busqueu equilibrar el cost i el rendiment, hauríeu de saber què triar el mecanitzat CNC de 4 eixos. Aquest article us guiarà per entendre el mecanitzat CNC de 4 eixos des de diferents perspectives.

Podem entendre el mecanitzat de 4-eixos utilitzant el mecanitzat de 3-eixos com a analogia. Podeu pensar en una màquina-eina de 3 eixos com una càmera fixa en un trípode, que només es pot moure en tres direccions lineals: X (esquerra/dreta), Y (avant/enrere) i Z (amunt/avall) per fotografiar (tallar) l'objecte. Per fotografiar el costat o la part posterior de l'objecte, heu d'eliminar l'objecte manualment, girar-lo i, a continuació, tornar a fixar-lo; això s'anomena "re-enganxament" en el mecanitzat.

Ara, imagineu-vos afegint una plataforma giratòria elèctrica a aquest trípode, amb l'objecte (peça) fixat en aquesta plataforma. A més dels moviments dels eixos X, Y i Z, ara té un eix de rotació afegit-normalment anomenat eix A-. Aquest eix permet que la peça de treball giri al voltant de l'eix X-. Es tracta de mecanitzat CNC de 4 eixos.

Modes de treball
 

3+1 Eix
La peça de treball es gira a un angle específic (per exemple, 90 graus) i es fixa, i després l'eina de tall realitza el mecanitzat. Després de mecanitzar un costat, la peça es gira de nou al següent angle. Això és ideal per mecanitzar forats o ranures als costats de les peces.

Mecanitzat simultani de 4 eixos
Mentre els eixos X, Y i Z es mouen, l'eix A-també gira contínuament. L'eina de tall manté un moviment relatiu continu amb la peça de treball. Això és adequat per mecanitzar lleves, fulles helicoïdals o superfícies cilíndriques complexes.

Els diferents projectes requereixen diferents mètodes de mecanitzat, des de mecanitzat de 3 eixos fins a mecanitzat de 4 eixos. A partir de la nostra experiència pràctica en projectes CNC, Hansheng Automation us ofereix cinc raons per les quals heu de triar serveis de mecanitzat CNC de 4 eixos.

Augment de l'eficiència i reducció de costos
A diferènciaMecanitzat CNC de 3 eixosEl mecanitzat CNC de 4 eixos elimina la necessitat de configurar múltiples peces de treball, la qual cosa significa una reducció del temps d'inactivitat de la màquina i uns costos laborals més baixos.

Major precisió de mecanitzat
La re-subjecció manual és una de les principals fonts d'errors de mecanitzat. Cada vegada que es mou la peça, és difícil garantir que la seva posició sigui exactament la mateixa que l'anterior (pèrdua de dades). 4-el mecanitzat d'eixos elimina els errors acumulats mitjançant una única configuració, garantint toleràncies coherents a totes les superfícies mecanitzades.

Capacitat de mecanitzar geometries més complexes
L'addició d'un eix de rotació en el mecanitzat de 4 eixos el fa ideal per mecanitzar geometries complexes com ara arcs continus, superfícies de dents d'engranatge o ranures d'oli al voltant de peces cilíndriques.

Millora de la qualitat de la superfície
En mecanitzar peces cilíndriques, el mecanitzat de 3 eixos utilitza mides de pas molt petites per aproximar la superfície corba, cosa que deixa marques d'eines notables. 4-el mecanitzat d'eix permet que la peça de treball giri juntament amb el moviment de l'eina, generant una textura superficial llisa i uniforme.

Feu clic a aquest enllaç per obtenir més informació sobre el servei de recobriment DLC personalitzat de Hansheng.

Augment de la flexibilitat de producció

Per a comandes de mecanitzat de precisió per lots petits-que requereixen una iteració ràpida, les màquines-eina de 4 eixos ofereixen una gran flexibilitat, la qual cosa permet una adaptació ràpida a diferents dissenys de peces sense necessitat d'accessoris específics complexos.

Centre de mecanitzat vertical de 4 eixos (VMC)

Una fresadora vertical estàndard de 3-eixos està equipada amb una taula giratòria CNC. La peça de treball està subjecta a la taula giratòria i gira al voltant de l'eix X.

Centre de mecanitzat horitzontal de 4 eixos (HMC)

L'eix de la màquina és horitzontal i la taula de treball té una funció de gir-incorporada (normalment anomenada eix B-, que gira al voltant de l'eix Y-).

Centre de mecanitzat de tornejat i fresat

Tot i que es classifica principalment com a torn, un centre de tornejat equipat amb una torreta d'eines motoritzada i una funcionalitat d'eix C- també pot aconseguir un mecanitzat eficient de 4 eixos.

Com a soci de fabricació professional, podem explicar clarament els avantatges i limitacions del mecanitzat de 4 eixos.

Avantatges

Capacitat de mecanitzat -multilaterals: permet accedir a quatre cares d'una peça sense intervenció manual.

Alta rigidesa: en comparació ambMàquines de 5 eixos, Les màquines de 4 eixos solen tenir una estructura més senzilla i una millor rigidesa de tall, cosa que les fa adequades per a talls pesats.

Cost-efectivitat: en comparació amb el mecanitzat car de 5 eixos, el mecanitzat de 4 eixos ofereix capacitats similars per a peces complexes a un preu horari més baix.

Limitacions

Els punts cecs de processament encara existeixen: no es pot mecanitzar forats en angle amb angles arbitraris entre les superfícies superior i lateral com una màquina de 5 eixos (tret que s'utilitzi un capçal inclinat especial).

Complexitat de programació: en comparació amb el mecanitzat de 3 eixos, el mecanitzat simultani de 4 eixos requereix un programari CAM més avançat i programadors més qualificats, la qual cosa augmenta els costos fins a cert punt.

Risc d'interferència: quan la peça de treball gira amb la taula giratòria, s'ha de prestar especial atenció a si la fixació i la peça de treball xocaran amb l'eix de la màquina.

Aeroespacial:S'utilitza per mecanitzar suports de motor complexos, components del sistema de combustible i estructures de costelles d'ala.

Indústria de l'automoció:Arbres de lleves, cigonyals-d'alt rendiment, components de la caixa de canvis i peces del sistema de direcció.

Dispositius mèdics:Implants ortopèdics, instruments quirúrgics amb característiques helicoïdals complexes i peces d'endoscopi.

Maquinària general i automatització:Engranatges sinc, engranatges rectes, plaques d'indexació i components d'eix giratori en equips d'automatització no-estàndards.

Béns creatius i de consum:Carcassas-de llanterna de gamma alta, peces d'instruments musicals (com ara cossos de flauta) i decoracions metàl·liques artístiques amb superfícies corbes complexes.

El mecanitzat de 4 eixos pot processar tots els materials?

L'elecció del material depèn principalment de les eines de tall i dels paràmetres de mecanitzat, no del nombre d'eixos{0}}el mecanitzat per eixos es pot utilitzar per processar tots els materials, ja siguin metalls com ara aliatges d'alumini, acer inoxidable i aliatges de titani, o plàstics d'enginyeria com ara PEEK i niló.

Quins documents he de presentar per obtenir un pressupost de mecanitzat de 4 eixos?

Per obtenir la cotització més precisa, cal que proporcioneu un model CAD 3D (format STEP o IGES) i un dibuix 2D (format PDF) amb toleràncies, rosques i requisits d'acabat superficial clarament marcats.

Com he de triar entre mecanitzat de 4 eixos i 5 eixos?

Si només necessiteu mecanitzar característiques laterals d'una peça o característiques contínues al voltant d'un cilindre, el mecanitzat de 4 eixos és la millor opció. Si la peça té retalls complexos, superfícies angulades o requereix eines extremadament curtes per garantir la rigidesa, el mecanitzat de 5 eixos pot ser més adequat.

Oberg, E. et al. Manual de maquinària. 31st Ed. Premsa Industrial, 2020.

Zelinski, P. "El valor del mecanitzat de 4 eixos". Modern Machine Shop, mmsonline.com.

ISO 2806:1994. "Sistemes d'automatització industrial - Control numèric de màquines - Vocabulari."