Wie funktioniert eine 5-Achsen-CNC-Maschine?

Es besteht kein Zweifel, dass die CNC-Bearbeitung die Fertigungsindustrie revolutioniert hat. Es veränderte die Leistung mechanischer oder manueller Produktionslinien im 20. Jahrhundert. Der subtraktive Herstellungsprozess ist die Geburtsstunde der dritten industriellen Revolution und hat sich zu Recht zum Brot und Butter für produzierende Unternehmen entwickelt.

CNC-Maschinen und -Werkzeuge können verschiedene Vorgänge ausführen, die vom Bohren über Bohren und Gewindeschneiden bis hin zum Formen reichen. Auch die Arbeitsprinzipien der verschiedenen CNC-Maschinen unterscheiden sich voneinander. Ein einziges CNC-Bearbeitungszentrum ist möglicherweise in der Lage, bestimmte Vorgänge auszuführen. Ebenso variieren auch die Integrationen von CNC-Bearbeitungszentren.

Eines der aktuellen Themen bei CNC-Maschinen ist die Achsenkonfiguration. Die CNC-Maschinen verfügen über mindestens 3 Achsen und können auf 4 oder 5 Achsen erweitert werden. Im heutigen Artikel werden wir jedoch die 5-Achsen-Einrichtung in der CNC-Maschine, ihr Funktionsprinzip, ihre praktischen Auswirkungen und ihre Vorteile gegenüber anderen Integrationen untersuchen.

Was ist 5-Achsen-CNC-Bearbeitung?

Beginnen wir mit der Definition des 5-Achsen-CNC-Maschinen und den Bearbeitungsprozess.

Eine typische 5-Achsen-Maschinenintegration bedeutet, dass sich das Werkstückschneidewerkzeug in fünf Dimensionen bewegen kann. Es umfasst die X-, Y-, Z- sowie A- und C-Achsen. Daher ergänzt die 5-Achsen-CNC-Maschine die bereits verfügbaren drei Linearachsen.

Die 5-Achsen-Bearbeitung ermöglicht die Herstellung von bis zu 5 Flächen in einem einzigen Arbeitsgang. Daher sind die bei der 5-Achsen-CNC-Bearbeitung durchgeführten Vorgänge noch präziser und genauer als bei der 4-Achsen- oder 3-Achsen-CNC-Bearbeitung.

Die 5-Achsen-CNC-Bearbeitung ist sehr nützlich für die Erstellung komplexer Strukturen und kann mit minimalen Setups durchgeführt werden. Daher nimmt der Wert der 5-Achsen-CNC-Bearbeitung in der Fertigungsindustrie von Tag zu Tag zu.

Wie funktioniert es? Arbeitsprinzip

Es ist wichtig, das Funktionsprinzip der 5-Achsen-CNC-Bearbeitung zu verstehen und zu verstehen, warum sie wertvoller ist als die anderen Integrationen. Um es jedoch ins rechte Licht zu rücken, müssen wir die Achse bei der CNC-Bearbeitung besprechen.

Die Anzahl der Bearbeitungsachsen ist also die Zahl, die die Anzahl der Richtungen beschreibt, in die sich das Schneidwerkzeug der CNC-Maschine bewegen kann, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Eine dreiachsige Maschine kann eine Bewegung des Schneidwerkzeugs seitwärts (X-Achse), vor und zurück (Z-Achse) und vertikal (Y-Achse) ermöglichen.

Bei einer 5-Achsen-Maschine kann sich das Schneidwerkzeug in zwei weiteren Ausrichtungen außer den X-, Y- und Z-Koordinaten bewegen. Die zusätzlichen Ausrichtungen werden als A und C bezeichnet. In der Praxis sind die zusätzlichen Bewegungen, die bei der 5-Achsen-CNC-Bearbeitung zulässig sind, Kippen und Drehen. Die Kipptischachse wird A-Achse und die Tischdrehachse C-Achse genannt.

Um nun auf das Funktionsprinzip der CNC-Maschine zurückzukommen: Es handelt sich um einen mehrachsigen subtraktiven Fertigungsprozess. Das Arbeitsprinzip des Bearbeitungsprozesses besteht darin, die Notwendigkeit einer manuellen Neupositionierung des Werkstücks zwischen den Arbeitsgängen zu eliminieren. Durch die zeitsparende Integration entfällt auch der menschliche Eingriff.

Die 5-Achsen-Bearbeitung erfolgt in Integration mit CAD/CAM, da der erste Schritt darin besteht, den Entwurf im CAD zu entwickeln und die Teile in CAM zu übersetzen. Nach Abschluss der Designarbeiten besteht der nächste Schritt darin, die G-Codes in die Maschine hochzuladen und die Magie beginnen zu lassen.

Das 3+2-Prinzip der 5-Achs-Bearbeitung bietet grundsätzlich einen 3-Achs-Fräsprozess mit 2 zusätzlichen Achsen, der das Halten des Werkzeugs in einer festen Position ohne Umpositionieren ermöglicht. Einer der wesentlichen Vorteile der 5-Achsen-Bearbeitung besteht darin, dass sie engere Toleranzen bietet, die bei komplexen Geometrien erforderlich sind.

Geschichte der 5-Achsen-CNC-Bearbeitung

Sie fragen sich bestimmt, wer hinter der Idee der 5-Achsen-Bearbeitung steckt. Sicherlich wäre es jemand, der sich über die wiederholte Manipulation des Schneidwerkzeugs innerhalb und zwischen Bearbeitungsvorgängen nicht so sehr freuen würde. Werfen wir einen kurzen Überblick über die Geschichte der modernen CNC-Bearbeitung im 5-Achsen-Verfahren.

Rene Descartes, ein französischer Mathematiker und Philosoph, war der Urheber des Vorschlags der 5-Achsen-CNC-Bearbeitung. Er stellte die Abmessungen des Raumes anhand der drei Zahlen (X, Y, Z) dar, die im Volksmund als kartesisches Koordinatensystem bekannt sind. Sie fragen sich, was das mit dem 5-Achsen-Bearbeitungsprozess zu tun hat?

Die Grundlage des 5-Achsen-Systems bildete das von Descartes beschriebene ursprüngliche 3-Achsen-System. Die Entwicklung der 5-Achsen-Maschine ist jedoch das Verdienst einiger anderer Wissenschaftler. Wir lassen den Namen vorerst beiseite und gehen zu den Vorteilen über, die die 5-Achsen-CNC-Maschinen bieten.

Vorteile der 5-Achsen-CNC-Bearbeitung

Hier sind die praktischen Vorteile der 5-Achsen-CNC-Bearbeitung

Am besten für komplexe Strukturen geeignet

Wenn Sie CNC-Bearbeitungsprozesse zur Erstellung komplexer Geometrien und Strukturen durchführen möchten, ist die 5-Achsen-CNC-Bearbeitung der beste Ausweg. Die zusätzliche Rotationsachse der Maschine ermöglicht eine nahtlose Bearbeitung in Bögen und Winkeln. Dadurch können Sie die gewünschten Geometrien in einem einzigen Arbeitsgang ohne menschliches Personal erreichenIntervention.

Hohe Präzision

Die mit der 5-Achsen-CNC-Maschine durchgeführten Vorgänge bieten im Vergleich zur manuellen oder 3-Achsen-Bearbeitung eine sehr präzise und genaue Ausgabe. Es gibt nur minimale Einrichtungsschritte, keinen oder nur minimalen menschlichen Eingriff und verringert die Möglichkeit von Fehlern.

Effektive Einrichtungsvorgänge

Im Gegensatz zu herkömmlichen 3-Achsen-Maschinen müssen Sie bei den 5-Achsen-CNC-Maschinen nicht mehrere Einstellungen vornehmen, bevor Sie die Vorgänge ausführen. Da die 5-Achsen-Maschinen die gleichzeitige Bearbeitung von 5 Oberflächen ermöglichen, kann die einzige Struktur die Bearbeitung durchführen, wodurch Rüstvorgänge entfallen.

Hohe Produktionseffizienz

Die 5-Achs-Bearbeitung reduziert die Bearbeitungszeit und Nebenzeit der Teile. Die hohe Geschwindigkeit, Präzision und der Vorschubbereich ermöglichen eine leistungsstarke, große Schnittkapazität. Die Gesamtproduktionseffizienz der 5-Achsen-CNC-Bearbeitung ist besser als die der 3-Achsen- oder jeder anderen CNC-Bearbeitung. Darüber hinaus tragen auch die glatte Oberfläche und die hohe Schnittgeschwindigkeit zur höheren Effizienz bei.

Abschluss

Wir haben Ihnen alles mitgeteilt, was Sie über die 5-Achsen-CNC-Bearbeitung und deren Funktionsweise wissen müssen. Es gibt eine weitere Unterteilung der 5-Achsen-CNC-Maschinen in Kopf/Kopf-, Kopf/Tisch- und Tisch/Tisch-Integration. Bei der Kopf/Kopf-Integration liegen die Rotationsachsen im Kopf; Der Kopf/Tisch hat eine Drehachse im Kopf und eine weitere im Drehtisch. Ebenso verfügt der Tisch/Tisch-Aufbau über Rotationsachsen im Drehtisch. In einigen anderen Blog-Beiträgen werden wir die 5-Achsen-Maschinen-Setups im Detail besprechen.

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