Содержание
в конце 1985 года компанией Deckel Maho впервые был представлен круглый наклонно-поворотный стол для пятиосевой обработки на фрезерных станках.
Вращение стола (четвертая ось) и поворотные движения двухопорного механизма (пятая ось) контролировались сервоприводами и "адаптированным управлением" так называлось УЧПУ в то время.
Но системы CAD не были готовы к тому времени полностью использовать все возможности 5-осевой технологии.
Спустя два года в конце 1987 года компания выпустила пятиосевой фрезерный центр MH 700 S, который сразу стал очень популярным. С магазином на 36 инструментов стало возможным обрабатывать сложные детали без обслуживающего персонала, без перерывов, в ночное время от начала и до конца.
Это существенно повысило производительность и рентабельность при производстве пресс-форм и инструмента.
С тех пор развитие в 5- осевой обработке шагнуло вперед и практически все станкостроительные фирмы мира производят такие станки.
5-и осевой станок умеет все то же, что и обычный фрезерный 3-х осевой + имеет две дополнительные поворотные оси, которые позволяют вести обработку со всех сторон изделия, в том числе и под углом к поверхности.
Две дополнительные оси обеспечиваются, в основном, поворотом стола на 360° и его наклоном (наклонно-поворотный стол) или поворотной фрезерной головкой.
Основное требование к 5-и осевому станку - одновременное управление всеми 5-ю осями, т.е. станок должен иметь 5-и осевое ЧПУ.
Обработка изделий сложной формы: в оборонной и авиакосмической отраслях, а, также, на промышленных предприятиях, где требуется обрабатывать с высокой точностью сложные по форме изделия, применение 5-и осевых обрабатывающих центров дает максимальный эффект. Дополнительные оси позволяют обрабатывать дуги, углы и сложные поверхности (такие как лопатки турбин, импеллеры и т.д.). При трехосевой обработке это требует переустановки изделия, что уменьшает точность обработки и требует дополнительного времени;
Увеличение срока службы инструмента: пятиосевая обработка позволяет ориентировать детали ближе к режущему инструменту: оптимальный наклон позволяет использовать более короткий режущий инструмент, который будет меньше вибрировать, что приведет к повышению ресурса инструмента и улучшению поверхности изделия;
Готовое изделие за одну установку: обработка изделия без переустановок существенно сокращает время цикла обработки и повышает эффективность;
Оси станков с ЧПУ маркируются согласно ГОСТ 23597-79 (СТ СЭВ 3135-81) Обозначение осей координат и направлений движений.
Ось Z - (за исключением случая, указанного в п.2.5.) определяется по отношению к шпинделю главного движения, то есть шпинделя, вращающего инструмент в станках сверлильно-фрезерно-расточной группы или шпинделя, вращающего заготовку в станках токарной группы.
Пример 1-осевой машины - сверлильный станок. Инструмент в станке движется только по оси Z вверх и вниз.
Ось X - определяет продольное движение инструмента и должна быть расположена предпочтительно горизонтально и параллельно поверхности крепления заготовки в станках фрезерно-расточной группы. В станках токарной группы - по радиусу заготовки.
Пример 2-осевой машины - токарный станок. По оси X движется резец перпендикулярно оси вращения шпинделя. По оси Z резец движется параллельно оси вращения шпинделя.
Ось Y - образовывает вместе с осями X и Z правую прямоугольную систему координат. При использовании 3-осевого станка пользователи могут перемещать инструмент вдоль оси X и Y, используя ось Z для перемещения вверх и вниз.
Пример 3-осевой машины - подавляющее число станков фрезерно-расточной группы имеют по три оси, что позволяет обрабатывать концевым инструментам без переустановки только одну сторону изделия.
Оси A, B и C - буквами A, B и C обозначаются вращательные движения вокруг осей соответственно X, Y и Z.
5-и осевые станки дополнительно к трем осям X, Y, Z имеют две дополнительные оси вращения в зависимости от конфигурации станка.
Конфигурация 5-осевого станка определяет, какие две из трех осей вращения он использует:
Все конфигурации станков имеют свои преимущества. Например, станки с поворотным столом вмещают больший объем обрабатываемой детали, поскольку нет необходимости компенсировать пространство, занимаемое вращающимся шпинделем. С другой стороны, машины с поворотным шпинделем могут обрабатывать более тяжелые детали, поскольку стол всегда расположен горизонтально.
5-осевой станок на базе вертикального обрабатывающего центра
5-осевой станок на базе горизонтального обрабатывающего центра
5-осевой станок с поворотной шпиндельной головкой
Важно различать 5-осевую обработку и 3 + 2 - осевую обработку.
5-осевая машина осуществляет непрерывную одновременную обработку по всем пяти осям, чтобы фреза оставалась оптимально перпендикулярной к поверхности детали. Система ЧПУ выполняет 5-осевую программу обработки.
Конфигурация станка 3 + 2 также называемая 5-сторонней или позиционной 5-осевой обработкой – представляет собой выполнение 3-осевой программы с режущим инструментом, зафиксированным под углом, определяемым двумя осями вращения. Переориентация инструмента по осям вращения между проходами резания, называется «5-осевой индексацией», хотя она по-прежнему считается 3 + 2.
Основным преимуществом непрерывной 5-осевой обработки по сравнению с 5-осевой индексацией является скорость, так как последняя требует остановки и запуска между переориентацией инструмента, тогда как 5-осевая не делает этого.
Результаты при использовании непрерывной или индексированной 5-осевой оси вполне сопоставимы.
Стоит также отметить, что преимущество в скорости ведет к увеличению движущихся частей, что означает повышенный износ, а также к большей потребности в обнаружении возможности столкновения деталей. Это одна из причин, по которой непрерывная 5-осевая обработка является более сложной с точки зрения программирования.
5-осевой станок компании Haas
2х-опорный наклонно-поворотный стол для 5-осевой обработки
5-осевой станок компании Mazak
Чтобы эффективно использовать возможности 5-осевого станка (который часто используют как 3-осевой станок) необходомо следующее:
Резюме
5-осевая обработка обеспечивает значительные преимущества, включая сокращение времени выполнения заказа, повышение эффективности и увеличение срока службы инструмента.
Однако важно понимать, что для достижения этих преимуществ требуется нечто большее, чем просто покупка новейшего 5-осевого обрабатывающего центра. Требуется учесть множество факторов прежде чем непосредственно начать обработку детали на станке.
CAD (Computer-Aided Design) — программный пакет для автоматизированного проектирования (САПР), предназначенный для создания чертежей, конструкторской и/или технологической документации и/или 3D моделей. Современные системы автоматизированного проектирования (CAD) обычно используются совместно с системами CAM (Computer-aided design).
Первые системы были разработаны в 1970-х годах и умели чертить и создавать модели на плоскости. 40 лет спустя, усовершенствованные приложения могут даже создать полный пакет проектно-конструкторской документации.
CAM (Computer-aided manufacturing) — программный пакет для автоматизированного прописывания алгоритма действий станков с ЧПУ. CAM System помогают разрабатывать технологические этапы, быстро настраивают программы для станков с CNC, моделируют процессы обработки заготовок и многое другое.
CAM-системы выполняют задачи на основе трехмерного образца, который создается в CAD.
ИЗТС - Ивановский завод тяжелого станкостроения, основан в 1951 году. В 1976 году завод приступил к проектированию первого обрабатывающего центра ИР-500.
В настоящее время ИЗТС производит:
СТАН - Станкостроительная группа, г. Москва - частная компания основана в 2012 году.
Предприятия группы Стан производят 5- осевые обрабатывающие центры:
F.O.R.T. - торговая марка станков, производимых в рамках проекта Станкостроение.
Проект реализуют партнеры проекта «Станкостроение», которые производят 5- осевые обрабатывающие центры:
Крупнейший в мире японско-немецкий станкостроительный концерн DMG MORI построил сборочный завод в Ульяновске. Завод был запущен (зарегистрирован) 04.06.2012
5-осевая фрезерная обработка:
Ковровский электромеханический завод, КЭМЗ основан в 1898 году в г. Трёхгорный Владимирской обл.
Станкостроительное предприятие, основанное в 2006 году. Адрес предприятия: 440028, г. Пенза, ул. Германа Титова, 9А. Вебсайт: http://16k20.ru
На предприятии производятся универсальные токарно-винторезные станки, токарные станки с ЧПУ и обрабатывающие центры, втом числе 5- осевые:
DMTG Московский станкостроительный завод «ДМТГ РУС» основан в 2017 году.
На предприятии налажена крупноузловая сборка фрезерных, сверлильных, токарных станков. Они позволяют делать детали для автомобильной, авиационной промышленности, военной промышленности, а также медицинское оборудование. Это новое поколение технологий в станкостроении.
Пятиосевые станки производят десятки иностранных фирм. Возросшие вычислительные мощности ЧПУ позволяли осуществлять одновременную интерполяцию с перемещением по 3-м, 4-м и 5-и осям.
Признанные мировые лидеры в производстве 5- осевых обрабатывающих центров:
А также японские компании Okuma Corporation, Makino, германские фирмы Chiron и Hermle, итальянская фирма Breton и др.
Читайте также: Производство обрабатывающих центров в России
Полезные ссылки по теме