Как выбрать трех-, четырех- или пятиосевую обработку с ЧПУ? В чем разница?

Некоторые говорят, что сначала нужно изучить три оси, а потом переходить к четырем. пятиосевой обрабатывающий центр с ЧПУ, в чем разница между этими типами станков?

Роль и преимущества трехкоординатного обрабатывающего центра с ЧПУ:

Наиболее эффективной обрабатываемой поверхностью вертикального обрабатывающего центра (трехосевого) является только верхняя поверхность заготовки, а горизонтальный обрабатывающий центр может выполнить только четырехстороннюю обработку заготовки с помощью поворотного стола. В настоящее время высокопроизводительные обрабатывающие центры с ЧПУ развиваются в направлении пятиосевого управления, и пятигранник может быть обработан за один зажим заготовки. Если он оснащен высокопроизводительной системой ЧПУ с пятиосевой связью, он также может выполнять высокоточную обработку на сложных пространственных поверхностях.

Четырехкоординатная обработка с ЧПУ

Так называемый Четырехкоординатная обработка с ЧПУ обычно добавляется вращающаяся ось, обычно называемая четвертой осью. Обычный станок имеет только три оси, то есть платформа заготовки может двигаться влево и вправо (1 ось), вперед и назад (2 оси), а шпиндельная головка (3 оси) используется для резки заготовок. Вращающаяся электрическая индексирующая головка! Таким образом, скошенные отверстия могут быть автоматически индексированы, а скошенные кромки могут быть фрезерованы и т. д. без потери точности из-за вторичного зажима.

Особенности обработки с использованием четырехкоординатного соединения:

(1) Трехкоординатный обрабатывающий станок с ЧПУ не может быть обработан или его необходимо зажать слишком долго;

(2) Улучшить точность, качество и эффективность поверхностей свободного пространства;

(3). Разница между четырьмя осями и тремя осями; разница между четырьмя осями и тремя осями с еще одной осью вращения. Установление четырехосных координат и представление кода:

Определение оси Z: направление оси шпинделя станка или вертикальное направление рабочего стола для зажима заготовки — ось Z. Определение оси X: горизонтальная плоскость, параллельная поверхности крепления заготовки, или направление, перпендикулярное оси вращения заготовки в горизонтальной плоскости — ось X. Направление от оси шпинделя — положительное направление.

Вертикальный пятикоординатный обрабатывающий центр с ЧПУ

В этом типе обрабатывающих центров с ЧПУ имеется два типа поворотных осей: одна из них — это поворотная ось стола.

Рабочий стол, установленный на станине, может вращаться вокруг оси X, которая определяется как ось A, а ось A обычно имеет рабочий диапазон от +30 градусов до -120 градусов. Также в середине рабочего стола имеется поворотный стол, который вращается вокруг оси Z в положении, показанном на рисунке, которое определяется как ось C, а ось C вращается на 360 градусов. Таким образом, благодаря комбинации оси A и оси C заготовка, закрепленная на столе, может обрабатываться вертикальным шпинделем, за исключением нижней поверхности, других пяти поверхностей. Небольшое значение деления Z оси A и оси C обычно составляет 0.001 градуса, так что заготовку можно разделить на любой угол и обработать наклонные поверхности с ЧПУ, наклонные отверстия и т. д.

Если ось A и ось C связаны с тремя линейными осями XYZ, можно обрабатывать сложные пространственные поверхности. Конечно, для этого требуется поддержка высококлассных систем ЧПУ, сервосистем и программного обеспечения. Преимущества такого расположения заключаются в том, что структура шпинделя относительно проста, жесткость шпинделя очень хороша, а стоимость производства относительно низкая.

Но в целом рабочий стол не может быть спроектирован слишком большим, а несущая способность также мала, особенно когда поворот оси А больше или равен 90 градусам, резка заготовки приведет к возникновению большого несущего момента на рабочем столе.

Передний конец главного вала представляет собой поворотную головку, которая может вращаться вокруг оси Z на 360 градусов и становиться осью C. Поворотная головка также имеет ось A, которая может вращаться вокруг оси X, как правило, более чем на ±90 градусов, для достижения той же функции, что и выше. Преимущество этого метода настройки заключается в том, что обработка шпинделя очень гибкая, а рабочий стол также может быть спроектирован очень большим.

Эта конструкция также имеет большое преимущество: когда мы используем сферическую фрезу для обработки криволинейной поверхности, когда осевая линия инструмента перпендикулярна обрабатываемой поверхности, поскольку линейная скорость вершины сферической фрезы равна нулю, качество поверхности заготовки, вырезанной вершиной, будет очень плохим. Принята конструкция вращения шпинделя, так что шпиндель вращается под углом относительно заготовки, так что сферическая фреза избегает резки вершины, и обеспечивает определенную линейную скорость, что может улучшить качество обработки поверхности с ЧПУ. Эта структура очень популярна для высокоточной обработки поверхности форм, что трудно достичь с помощью вращающихся обрабатывающих центров с ЧПУ. Для достижения высокой точности вращения высококачественный вращающийся вал также оснащен обратной связью по круговой решетке, а точность индексации находится в пределах нескольких секунд. Конечно, вращающаяся структура этого типа шпинделя относительно сложна, а стоимость изготовления также высока.

Вертикальный 5-осевой обрабатывающий центр с ЧПУ и вращением шпинделя

Сила тяжести шпинделя вертикальный обрабатывающий центр с ЧПУ направлен вниз, радиальная сила подшипника в высокоскоростном холостом режиме одинакова, а характеристики вращения очень хорошие, поэтому скорость может быть увеличена. Как правило, высокая скорость может достигать более 1,2000 об/мин, а практическая максимальная скорость составляет до 4,0000 об/мин. Шпиндельная система оснащена циркуляционным охлаждающим устройством. Циркуляционное охлаждающее масло отводит тепло, выделяемое высокоскоростным вращением, снижает его до подходящей температуры через холодильник, а затем возвращается в шпиндельную систему.

 X, Y, Z три линейные оси также могут использовать линейную решетчатую обратную связь, а двунаправленная точность позиционирования находится на уровне микрона. Поскольку быстрая подача достигает более 40～60 м/мин, шариковые винты осей X, Y и Z в основном охлаждаются центром. Как и в системе шпинделя, охлажденное циркулирующее масло протекает через центр шариковых винтов, чтобы отвести тепло. 

Горизонтальный пятикоординатный обрабатывающий центр с ЧПУ

Также есть два способа для поворотной оси этого типа обрабатывающего центра с ЧПУ. Один из них заключается в том, что горизонтальный шпиндель качается как поворотная ось, плюс поворотная ось рабочего стола для достижения пятиосевой связи с ЧПУ обработки. Этот метод настройки прост и гибок. Если шпиндель необходимо преобразовать между вертикальным и горизонтальным положением, рабочий стол можно просто настроить как трехосевой обрабатывающий центр с ЧПУ с вертикальным и горизонтальным преобразованием. Вертикальное и горизонтальное преобразование главного вала взаимодействует с индексацией рабочего стола для реализации пятигранной обработки заготовки, что снижает стоимость производства и очень практично. Оси ЧПУ также могут быть установлены на рабочем столе с минимальным значением индекса Z 0.001 градуса, но без связи он становится четырехосевым обрабатывающим центром с ЧПУ для вертикального и горизонтального преобразования, адаптируясь к различным требованиям обработки с ЧПУ, а цена очень конкурентоспособна.

Другая - традиционная ось вращения рабочего стола. Ось A рабочего стола, установленного на станине, обычно имеет рабочий диапазон от +20 градусов до -100 градусов. Также в середине рабочего стола имеется ось B поворотного стола, и ось B может вращаться на 360 градусов в обоих направлениях. Этот горизонтальный пятиосевой обрабатывающий центр с ЧПУ имеет лучшие характеристики связи, чем первый метод, и часто используется для обработки с ЧПУ сложных поверхностей больших рабочих колес. Ось вращения также может быть оснащена обратной связью с круговой решеткой, а точность индексации может достигать нескольких секунд. Конечно, структура этой оси вращения более сложная и дорогая.

В настоящее время стол горизонтального обрабатывающего центра с ЧПУ может быть больше 1.25 м2, что не влияет на первый метод настройки пяти осей. Однако второй метод настройки пяти осей сложнее, потому что рабочий стол площадью 1.25 м2 выполняет вращение по оси A, и его действительно трудно связать с поворотным столом оси B в середине рабочего стола. Скорость вращения шпинделя горизонтального обрабатывающего центра с ЧПУ обычно превышает 10,000 50 об/мин. Поскольку горизонтальный шпиндель имеет собственную гравитацию в радиальном направлении, радиальная сила неравномерна, когда подшипник работает на высокой скорости, и также используется более крупный держатель инструмента BT20,000. , общая Z до 30 60 об/мин. Быстрая подача горизонтального обрабатывающего центра может достигать более 22-40 м/мин, мощность двигателя шпинделя составляет более 40-160 кВт, а емкость инструментального магазина может быть увеличена с XNUMX до XNUMX в соответствии с потребностями. Мощность обработки с ЧПУ намного превышает мощность обычного вертикального обрабатывающего центра. Да Первый выбор для тяжелой обработки.

Лучшее Обрабатывающие центры с ЧПУ может быть спроектирован для замены двойных рабочих столов. Когда один рабочий стол работает в зоне обработки, другой рабочий стол заменяет заготовку вне зоны обработки, чтобы подготовиться к обработке следующей заготовки. Время замены рабочего стола зависит от работы. Размер стола может быть завершен от нескольких секунд до десятков секунд.

Новый обрабатывающий центр с ЧПУ учитывает структуру, подходящую для формирования модульной производственной ячейки (FMC) и гибкой производственной линии (FMS). Модульная производственная ячейка обычно состоит как минимум из двух обрабатывающих центров и четырех сменных рабочих столов. Все обрабатывающие центры с ЧПУ, размещенные рядом, сменные рабочие столы выстраиваются в линию перед станком, и многие сменные рабочие столы могут быть расположены в два ряда или даже в двухслойной конструкции. С каждой стороны имеется одна рабочая станция в качестве положения верхней и нижней заготовок, а сменные рабочие столы на других рабочих станциях оснащены заготовками, ожидающими обработки. На обрабатывающем центре готовый сменный стол вынимается и отправляется на следующую станцию ​​или непосредственно на станцию ​​вырубки для завершения всей операции обработки. В дополнение к тележке и сменному столу гибкая производственная линия также имеет унифицированную библиотеку инструментов. Как правило, имеются сотни инструментов. Информация об идентификационном коде инструментов хранится в системе, а затем отправляется в обрабатывающий центр через систему транспортировки инструментов. После извлечения инструмента гибкой производственной линии часто требуется контроллер FMS для управления операцией.

В прошлом пятиосевые обрабатывающие центры с ЧПУ в основном производились в Германии, США, Японии и Италии. Отрадно, что на «Китайской выставке станков с ЧПУ», которая прошла в Шанхае в марте этого года, было представлено несколько отечественных пятиосевых обрабатывающих центров с ЧПУ. Обрабатывающий центр. Например, был представлен портальный пятиосевой обрабатывающий центр с ЧПУ с рычажным механизмом. Рабочий стол имеет длину 6 м и ширину 2 м. Он использует вертикальное вращение шпинделя, угол вращения оси A составляет ±100 градусов, а угол вращения оси C составляет ±200 градусов. Этот бегемот привлек множество посетителей. Китайская промышленность станков с ЧПУ достиг продвинутого уровня.

Вышеизложенное является лишь кратким изложением VMT Завод механической обработки с ЧПУЕсли вы хотите узнать больше о ЧПУ-обработке, вы можете напишите нам: inquiry@vimetal.com.cn для ведения переговоров с нами.