Una macchina CNC a 5 assi è uno strumento incredibile per le esigenze di produzione complesse. Su una macchina CNC a 5 assi, l'utensile da taglio può muoversi lungo gli assi X, Y e Z, oltre a due assi rotanti che operano simultaneamente. Può tagliare i pezzi da quasi tutte le direzioni.
Queste macchine gestiscono progetti intricati con tolleranze strette. Per questo motivo vengono utilizzate in settori in cui i dettagli e la qualità sono fondamentali. Aiutano i produttori a soddisfare gli standard più esigenti. Molti settori, come quello aerospaziale, automobilistico e medico, si affidano a queste macchine per produrre pale di turbine, parti di motori e strumenti chirurgici. Questo articolo approfondisce lo strumento, quindi iniziamo.
Lavorazione CNC a 5 assi - Panoramica
I cinque assi
La lavorazione CNC a 5 assi utilizza cinque diverse direzioni di movimento. Crea pezzi complessi ad alta precisione. Si tratta di tre movimenti rettilinei e due movimenti rotatori.
Assi lineari
I tre assi lineari sono alla base di tutte le lavorazioni CNC:
- Asse X: I movimenti a sinistra e a destra sono controllati dall'asse X. L'asse orizzontale consente all'utensile da taglio o al pezzo di muoversi in direzione sinistra-destra. Crea una larghezza nel pezzo lavorato. L'asse X è necessario per realizzare elementi orizzontali come scanalature e tasche.
Asse Y: Gestisce il movimento da fronte a retro. L'asse Y è perpendicolare all'asse X e insieme producono un taglio bidimensionale. In particolare, questo asse consente il movimento in avanti e indietro della testa di taglio. Determina la profondità dei tagli rispetto alla parte anteriore della macchina. L'asse Y consente di creare elementi che si estendono per tutta la lunghezza del pezzo.
Asse Z: Gestisce il movimento lungo l'asse verticale, che consente all'utensile da taglio di muoversi verso l'alto e verso il basso. L'asse verticale assicura la corretta profondità di taglio nel materiale. L'asse Z rende possibili diverse altezze e profondità nel pezzo.
Con questi movimenti è possibile posizionare l'utensile da taglio in qualsiasi spazio tridimensionale.
Assi di rotazione
Ciò che distingue la lavorazione a 5 assi sono i due assi di rotazione aggiuntivi. Questi assi consentono al pezzo da lavorare di ruotare attorno agli assi X e Y, offrendo capacità eccezionali per creare progetti complessi e intricati.
- Asse A: Rotazione attorno all'asse X. Questo asse di inclinazione consente all'utensile da taglio di avvicinarsi al pezzo in lavorazione con diverse angolazioni. La rotazione dell'asse A avviene tipicamente attraverso il movimento della tavola nelle macchine di tipo trunnion.
Asse B: Rotazione intorno all'asse Y. Ciò consente all'utensile o al pezzo di ruotare perpendicolarmente alla direzione di taglio. In molte macchine, la rotazione dell'asse B avviene attraverso la rotazione della testa del mandrino.
A volte è presente un asse C. Funziona con una combinazione dell'asse A o B. La combinazione specifica dipende dal progetto della macchina e dall'uso che se ne intende fare.
Configurazioni della macchina
Le macchine a 5 assi sono disponibili in diverse configurazioni:
- Tavolo/Tavolo: Il pezzo ruota su una tavola mobile mentre l'utensile si muove in linea retta.
- Testa/Testa: Il pezzo rimane fermo mentre l'utensile da taglio si muove e ruota.
- Testa/Tavolo: Una parte della rotazione avviene sul tavolo, una parte sulla testa di taglio.
Questi cinque assi, lavorando insieme, consentono ai produttori di realizzare pezzi complessi in un'unica configurazione, riducendo i tempi di produzione e migliorando la precisione.
Il processo di lavoro:
Il lavoro inizia quando gli ingegneri progettano un modello CAD 3D. Successivamente, i dati vengono tradotti in codice G per l'uso della macchina utilizzando il software CAM. L'operatore posiziona il materiale, aggiunge gli utensili da taglio e regola la posizione degli assi della macchina. Durante la lavorazione, l'utensile si muove sugli assi X/Y/Z e contemporaneamente due assi di rotazione (A/B/C) possono inclinare o ruotare il pezzo. Il processo di lavorazione indicizzata interrompe il taglio mentre l'asse viene riposizionato. Funziona senza interruzioni, mantenendo sempre un movimento a cinque assi contemporaneamente. La rotazione a doppio asse consente di utilizzare più utensili da qualsiasi angolazione. Inoltre, consente di creare forme dettagliate in un'unica impostazione con estrema precisione.
Vantaggi della lavorazione CNC a 5 assi
Impostazione più semplice
Le macchine possono gestire pezzi da diverse angolazioni nella stessa configurazione. Non è necessario regolare manualmente il pezzo. Poiché ci sono meno passaggi, le possibilità di errore diminuiscono e la precisione delle dimensioni è migliore. Le aziende hanno riscontrato che il tempo di attrezzaggio si riduce fino a 60% quando si utilizza la lavorazione a 5 assi rispetto a quella a 3 assi.
Precisione e accuratezza migliorate
Queste macchine sono così precise che le tolleranze raggiungono i ±0,0002 pollici. Possono mantenere un'elevata precisione su oggetti complessi. Il movimento continuo del pezzo in tutte le direzioni impedisce errori di disallineamento. La produzione precisa è molto importante per i pezzi utilizzati in campo aerospaziale e medico.
Capacità geometriche avanzate
Queste macchine possono realizzare progetti difficili o impossibili da realizzare a mano. Possono lavorare facilmente con sottosquadri, forme curve e superfici angolate. Questa tecnologia consente di vedere tutti i lati di un pezzo, tranne quello in cui è bloccato.
Migliore finitura superficiale
Rispetto alla fresatura a 3 assi, gli utensili da taglio più corti riducono le vibrazioni fino a 50%. Se gli utensili sono perpendicolari a una superficie curva, si evita la comparsa di segni di scalino. Ciò consente di ottenere finiture migliori con una minore necessità di interventi di post-produzione.
Costi della lavorazione CNC a 5 assi
La lavorazione CNC a 5 assi richiede un impegno finanziario significativo. Le macchine per principianti e per iniziare hanno un prezzo compreso tra $50.000 e $200.000. Le macchine di prezzo medio sono valutate tra 1TP4200.000 e $500.000.
I sistemi più avanzati costano talvolta più di un milione di dollari. Oltre al costo della macchina, le aziende devono acquistare un software CAM specializzato che costa tra $15.000 e $40.000. In media, gli operatori qualificati sono pagati tra $60.000 e $90.000 all'anno. La manutenzione annuale della macchina richiede una spesa pari a 5-10% del suo valore. Molte strutture richiedono aggiornamenti dell'alimentazione, del raffreddamento e della pavimentazione per un migliore supporto. Inoltre, anche la presenza di strumenti e attrezzature speciali aumenta i costi. I programmi di formazione richiedono tempo e denaro.
I produttori tendono comunque a ottenere risultati positivi da questi costi. Il prezzo dei pezzi complessi è solitamente più alto. Quando si impiega meno tempo per la messa a punto e la lavorazione, l'efficienza aumenta. La capacità di lavorare pezzi aerospaziali e medicali dà accesso ai mercati più importanti se si desidera aggiornare il proprio processo di lavorazione con macchine CNC a 5 assi. Contattate BROUI CNC oggi stesso per ottenere i prezzi migliori per la vostra azienda!
Confronto tra lavorazione a 5 assi e lavorazione a 3 assi e 3+2
Conoscere le distinzioni tra lavorazione a 5 assi, a 3 assi e a 3+2 è necessario per decidere il miglior approccio alla lavorazione CNC. Esistono grandi differenze tra le tecnologie di lavorazione che influenzano la produzione, le spese e i tipi di applicazioni che possono essere gestite.
| Caratteristica | Lavorazione a 3 assi | Lavorazione 3+2 | Lavorazione a 5 assi |
| Assi | X, Y, Z (solo lineare) | X, Y, Z più due assi di rotazione fissi | X, Y, Z più due assi di rotazione continui |
| Movimento | Movimento lineare in tre direzioni | Movimento lineare con rotazione indicizzata | Movimento simultaneo su tutti e cinque gli assi |
| Operazione | L'utensile si muove in linea retta | Il pezzo viene posizionato ad angoli fissi prima del taglio a 3 assi. | L'utensile può avvicinarsi al pezzo da qualsiasi angolazione in modo continuo |
| Requisiti di configurazione | Per i pezzi complessi sono necessarie più configurazioni | Riduzione delle impostazioni rispetto ai 3 assi | Setup minimi, spesso produzione con un solo set-up |
| Capacità di complessità | Limitato a geometrie semplici | Può gestire parti moderatamente complesse | Ideale per geometrie molto complesse |
| Lunghezza dell'utensile | Spesso sono necessari strumenti più lunghi | Sono possibili strumenti più corti e rigidi | Utensili più corti possibile per la massima rigidità |
| Finitura superficiale | Qualità di finitura di base | Finitura migliorata rispetto ai 3 assi | Finitura superficiale superiore |
| Complessità della programmazione | Semplice | Moderato | Complesso |
| Costo iniziale | Il più basso | Moderato | Il più alto |
| Applicazioni ideali | Pezzi semplici, prototipi | Pezzi complessi senza contorni continui | Componenti aerospaziali, impianti medicali, stampi complessi |
| Tempo di ciclo | Il più lungo | Moderato | Il più breve |
| Precisione | Buono | Meglio | Il meglio |
La lavorazione 3+2 offre un'alternativa tra i semplici 3 assi e le capacità complete a 5 assi. Questa macchina utilizza cinque assi, con il quarto e il quinto che ruotano per mantenere il pezzo in posizione durante il taglio. Con questo metodo, un pezzo può essere lavorato da tutti i lati senza doverlo riposizionare continuamente.
Con la lavorazione a 5 assi, è possibile muovere tutti gli assi contemporaneamente senza fermarsi. Per questo motivo è perfetta per le superfici sagomate che richiedono ulteriori dettagli. Sebbene la programmazione sia più complicata e costosa, offre la migliore precisione per i pezzi dettagliati. Sono molto importanti in settori produttivi come l'aerospaziale e i dispositivi medici.
Scelta delle macchine CNC a 5 assi giuste
Specifiche principali: Controllare le dimensioni dell'area di lavoro. Verificare la gamma di velocità e la potenza del mandrino. Esaminare i limiti di corsa degli assi. Esaminare la capacità massima di carico della tavola. Esaminare i valori di precisione e ripetibilità del posizionamento.
Caratteristiche del sistema di controllo: Valutare la semplicità dell'interfaccia. Verificare le capacità di rilevamento delle collisioni. Considerate le opzioni di simulazione del percorso utensile. Cercate funzioni avanzate come la lavorazione adattiva. Verificate la compatibilità del post-processore con il vostro software CAM.
Considerazioni sul budget: Sebbene il prezzo di acquisto iniziale sia elevato, è necessario calcolare i costi di installazione e formazione. Considerare le spese di manutenzione continua. Prevedere il costo degli utensili e delle attrezzature. Valutare i tempi del potenziale ROI.
Supporto del produttore: Ricercare la disponibilità dell'assistenza tecnica. Verificare l'accessibilità dei pezzi di ricambio. Esaminare i programmi di formazione offerti. Esaminare le condizioni di garanzia. Considerate la reputazione del produttore nel settore.
Conclusione
La lavorazione CNC a 5 assi ha cambiato la produzione moderna. Con tre assi lineari (X, Y e Z) e due assi rotativi (A e B), la macchina crea pezzi complessi in un'unica configurazione. Le macchine costano di più all'inizio, ma fanno risparmiare nel tempo. Aprono nuove strade con il progredire della tecnologia. Riducono i costi di manodopera e minimizzano gli errori. Molti settori dipendono da questa tecnologia.
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Per le aziende che producono pezzi complessi, le macchine a 5 assi BROUI offrono chiari vantaggi. L'automazione dei loro sistemi CNC riduce l'intervento manuale. Le macchine sono in grado di riposizionare i pezzi senza cambiare le impostazioni, risparmiando tempo prezioso per la produzione. Le macchine CNC BORUI offrono la precisione e la velocità necessarie nel mercato competitivo di oggi per le aziende che vogliono rispettare scadenze rigorose con prodotti complessi.