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Se puede girar un trozo de metal duro y ajustarse de manera flexible bajo el control de las máquinas herramientas de precisión. La herramienta de corte puede cortar desde cualquier lado que desee, y el corte es muy preciso. Justo así, poco a poco, el metal finalmente se convierte en una parte de la aeronave de precisión, un clavo médico o incluso una escultura exquisita.

Esta es la potencia de 5 axis cnc mecanining! Lleva el nivel superior de fabricación moderna para hacer formas complejas, haciéndolos precisos y hacer que sean de cerca. El servicio de mecanizado CNC de 5 eje puede hacer.

¿Qué es el mecanizado CNC de 5 eje?

En pocas palabras, 5 eje cnc mecanizado es una tecnología de fresado CNC más avanzada. Al igual que las máquinas de tres ejes y de cuatro ejes con las que estamos familiarizados, utiliza herramientas de rotación de alta velocidad para cortar el material en la forma compleja deseada poco a poco como la talla.

La más común Máquina de fresado CNC En la fábrica ahora se basa principalmente en la herramienta para moverse en tres direcciones lineales (delantera y posterior, izquierda y derecha, arriba y abajo) para trabajar. Esta máquina herramienta de 3 ejes es muy útil para hacer piezas con estructura simple y bajo costo, pero su capacidad es limitada y no puede hacer algunas formas complejas.

El mecanizado CNC de 5 eje es mucho más potente. Nuestros operadores primero usan el software CAM para traducir las complejas acciones de mecanizado en instrucciones detalladas (el llamado código G) que la máquina herramienta puede comprender en función de los dibujos de diseño de las piezas.

Después de recibir estas instrucciones, el mecanizado CNC de 5 ejes puede mover la herramienta en esas tres direcciones lineales y girar la pieza de trabajo en sí o la herramienta por dos ángulos adicionales. Esto es equivalente a tener dos juntas más flexibles durante el mecanizado, lo que permite que la herramienta se comunique con la pieza de trabajo desde casi cualquier dirección. 

¿Cuáles son las ventajas clave de las máquinas de máquinas CNC de 5 eje?

Hoy, más de la mitad de las necesidades de procesamiento de piezas de precisión implican un procesamiento de cinco lados, lo que promueve directamente la popularidad de las máquinas herramientas de cinco ejes en los talleres de fabricación. En comparación con el procesamiento tradicional de tres ejes, 5 eje CNC Meckining Services Muestra ventajas significativas en múltiples dimensiones:

1. sujetos sujetos para completar el procesamiento complejo

Las máquinas herramientas de 5 eje tienen cinco direcciones de movimiento (tres ejes lineales más dos ejes rotativos). La mayor comodidad es que solo necesita sujetar y solucionar la pieza de trabajo una vez, y la máquina herramienta puede encargarse de todos los pasos de procesamiento complejos restantes por sí mismo y hacer directamente las piezas terminadas.

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Esto es completamente diferente de las máquinas herramientas de 3 ejes. Al hacer formas complejas, las máquinas herramientas de 3 eje a menudo requieren que elimine la pieza de trabajo, la voltee o cambie el ángulo para volver a clasificarlo varias veces.

El resultado es: hacer piezas complejas más rápido y más barato, evitando los errores causados ​​por la sujeción múltiple, y el producto terminado es más confiable.

2. Aplicación de herramientas de Short y excelente calidad de superficie

Las máquinas herramientas de 5 eje permiten que la pieza de trabajo o la herramienta gire el ángulo de manera flexible, acercando el área de procesamiento al huso.

Ventaja profesional: puede usar herramientas de corte más cortas y fuertes. Las herramientas cortas tienen mayor rigidez y frecuencia natural , lo que puede suprimir de manera efectiva la vibración de corte.

Efecto directo: Mejore en gran medida el acabado superficial de la pieza de trabajo (valor de RA más bajo), reduzca la necesidad de pulir posterior y logren los parámetros de corte más altos (alimentación, profundidad de corte), mientras extiende la vida de la herramienta.

3. Presiones delicadas y difíciles

Debido a que la máquina herramienta de 5 ejes es más flexible (los 5 ejes pueden moverse en coordinación), es inherentemente más precisa que la máquina herramienta de tres ejes.

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Capacidades del núcleo: esto no solo significa una superficie más suave de las piezas, sino lo más importante, desbloquea la capacidad de fabricar piezas geométricas altamente complejas . Dichas partes (como impulsores, cuchillas integrales, cavidades de moho complejas, implantes biomédicos) a menudo son imposibles de procesar con máquinas de tres ejes o tienen una eficiencia de procesamiento extremadamente baja y difícil garantizar la precisión.

4.ABilización para aceptar más tipos de pedidos

Las capacidades de procesamiento de cinco ejes se han convertido en un boleto de entrada clave para campos de fabricación de alta precisión, como aeroespaciales, equipos médicos de alta gama, moldes de precisión y equipos de energía. Puede procesar piezas que no se pueden completar económica y eficientemente o incluso no se pueden lograr en absoluto confiando en el procesamiento de posicionamiento de 3 eje o 3+2.

¿Cuáles son los pasos específicos del mecanizado de 5 eje desde la programación hasta el producto terminado?

Las máquinas herramientas CNC de 5 eje, como otras máquinas herramientas CNC, funcionan bajo el comando de las computadoras. depende de la programación de computadoras para controlar con precisión la forma en que la herramienta se mueve y cómo la obra de trabajo se mueve (o los turnos). Todo el proceso se puede dividir en tres pasos:

Paso 1: dibuja un modelo digital de la parte

Nuestros ingenieros primero usan software CAD profesional para dibujar cuidadosamente las piezas que se realizarán en la computadora. Este modelo digital es la base de todos los trabajos posteriores.

Paso 2: Convierta el dibujo de diseño en un manual de operación para la máquina herramienta

El modelo CAD dibujado se importará al software CAM.

El papel del software CAM es muy crítico:

• Planea automáticamente la ruta que la herramienta debe tomar de acuerdo con la forma de la parte.
• Traduce acciones de mecanizado complejas en un lenguaje que La herramienta de la máquina puede entender directamente, g código .
• Este código G le dice a la herramienta de la máquina herramienta cómo moverse en las tres direcciones lineales de X, Y y Z. También dirige simultáneamente la mesa de trabajo (o la cabeza del huso) que gire e incline alrededor del eje A y el eje B (u otra combinación de eje de rotación).
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La clave está aquí: el movimiento de los cinco ejes (ejes lineales x, y, z lineal + a, b ejes rotativos) se sincroniza y se coordina, de modo que la herramienta puede cortar formas complejas en el mejor ángulo.

Paso 3: La máquina herramienta se construye de acuerdo con el dibujo y se sujeta una vez

El código G generado se ingresa en el sistema de control de la máquina herramienta CNC de 5 ejes.

The machine tool moves strictly according to the instructions: The tool moves flexibly in space, and the workpiece is constantly adjusting the angle.
The biggest advantage is: Using the freedom of these five axes, the workpiece only necesita ser sujetado y fijado en la máquina herramienta una vez , y las cinco caras o incluso formas más complejas se pueden procesar en su lugar.

El resultado es:

• Ahorre tiempo, eliminando el problema del desmontaje repetido y el reposicionamiento.
• Reduzca los costos, reduzca el tiempo de mano de obra y la máquina.
• Las piezas se realizan con mayor precisión , evitando los errores que pueden ser causados ​​por múltiples sujeciones.

Nota: El método de velocidad y rotación específico de la máquina herramienta variará según el tipo de estructura (como la rotación de la plataforma giratoria o la rotación del cabezal de swing) y la configuración de la máquina herramienta.

¿Por qué elegir el mecanizado de 5 eje en lugar de otro mecanizado?

Elegir entre el mecanizado de 5 eje y otras tecnologías requiere una consideración cuidadosa. No se preocupe, será mucho más fácil elegir si comprende sus diferencias centrales. Centrémonos en comparar los dos "rivales" más comunes:

1. 5 eje vs. 3+2 eje (mecanizado de indexación)

Muchas personas se confunden fácilmente: aunque los nombres tienen cinco ejes, ¡los métodos de trabajo son muy diferentes!

5 eje (verdadero cinco eje):

Características del núcleo: durante el mecanizado, los 5 ejes (ejes lineales X, Y, Z lineal + A, B/C ejes rotativos) se mueven simultáneamente, continuamente y se coordinan (se llaman profesionalmente la función RTCP/Tool Tip Siguiente). La herramienta puede ajustar el ángulo mientras se mueve, y cortar superficies complejas con bastante problemas .

Ventajas:

• Velocidad más rápida: sin pausa, un paso, adecuado para el mecanizado continuo de superficies complejas (como impulsores, hojas de turbina) .
• Mejor calidad de la superficie: el movimiento continuo trae superficies más suaves.
• puede hacer un trabajo más complejo: realmente manejar esas superficies espaciales complejas.
• El accesorio es más simple y ahorra dinero: una sujeción es suficiente y el costo del accesorio es bajo.

3+2 eje (posicionamiento de cinco ejes/procesamiento de indexación):

Características centrales: es esencialmente una versión avanzada del procesamiento de 3 eje. Primero gira la pieza de trabajo a un ángulo fijo con dos ejes giratorios (A/B) y la bloquea, y luego usa solo tres ejes lineales X, Y y Z para molienda como una herramienta ordinaria de 3 eje. Después de completar un ángulo, gira al siguiente ángulo (indexación) y luego bloquea el procesamiento. El movimiento es paso a paso.

Ventajas:

• La programación es relativamente simple: puede entenderse como agregar posicionamiento de ángulo al programa de 3 eje.
• Adecuado para procesar planos/superficies inclinadas simples: por ejemplo, procesar múltiples planos o agujeros en diferentes direcciones en una pieza de trabajo (como carcasas y piezas de caja ).
• El costo de las máquinas herramientas suele ser más bajo: los requisitos para el control de movimiento de la máquina herramienta no son tan altos.

Desventajas:

• Velocidad lenta: cada vez que cambia el ángulo, debe detenerse, girar, bloquear y reiniciar.
• No puede hacer superficies continuas complejas: el ángulo está bloqueado y la herramienta solo puede cortar verticalmente o en un ángulo fijo.
• Puede haber juntas en la superficie: la unión de diferentes áreas de procesamiento de ángulo puede no ser perfecta.

5 eje vs. 3+2 eje

característica	5 eje	3+2 eje
forma de ejercicio	Motaje coordinado de cinco ejes simultáneamente y continuamente.	Primero localice el ángulo (bloqueo), luego realice el mecanizado de tres ejes.
velocidad	rápido (continuo sin pausa).	lento (requiere pausa de división).
complejidad de programación	High (requiere una cámara profesional, considerando la interferencia).	medio bajo (se puede ver como 3 eje+ángulo).
Costo de accesorio	Por lo general, bajo (sujeción simple).	posible alto (considerando soporte de ángulo múltiple).
costo de equipo	Por lo general, más alto.	Por lo general, más bajo.

2. 5 eje CNC Meckining versus impresión 3D

diferencia fundamental:

categoría	5 eje cnc mecanizado	impresión 3D
principio de fabricación	Manufactura sustractiva (corte y formación).	Fabricación aditiva (capa por apilamiento de capa).
diferencias de núcleo	depende del contacto físico de las herramientas de corte para el corte, limitado por la accesibilidad de la herramienta.	sin restricciones de interferencia de herramienta, construcción gratuita de formas geométricas complejas.

5 eje cnc mecanizado:

Ventajas:

• Alta resistencia del material: directamente con materiales de ingeniería (metal, bloques de plástico), el rendimiento de las piezas mecanizadas es el rendimiento del material en sí, que generalmente es mejor que el de las piezas fabricadas aditivamente.
• Precisión y acabado superior: especialmente precisión dimensional y acabado superficial (valor de ra) , con mucho más de la mayoría de la impresión 3D. Todos los tamaños (desde piezas pequeñas hasta grandes piezas de trabajo). El centro de mecanizado CNC de Mini 5 Axis es particularmente bueno en el micro-maquinamiento de piezas pequeñas con alta precisión y superficies curvas complejas.
• maduro y eficiente (lote): adecuado para producción de lotes mediano a grande, velocidad rápida y calidad estable.

Desventajas:

• Restricciones de diseño: la herramienta solo se puede procesar donde puede tocar, y las caries complejas y las estructuras topológicas extremadamente complejas pueden ser difíciles de hacer o requerir procesos especiales (como EDM). El centro de mecanizado CNC Mini 5 Axis puede procesar piezas de trabajo relativamente pequeñas.
• Residuos de material: el corte producirá desechos (chips).
• Se requieren accesorios/programación: sujeción y programación compleja.

imprimición 3D:

Ventajas:

• Libertad de diseño: las estructuras complejas (incluidas las cavidades internas, el ensamblaje integrado) se pueden fabricar sin restricciones de herramientas.
• Producción ágil: no se requiere accesorio, Adecuado para prototipo/personalización de lotes pequeños , la tasa de utilización de materiales excede el 90%.
• iteración eficiente: sin restricciones de moho, verificación rápida de los cambios de diseño.

Desventajas:

• Limitaciones de rendimiento: la unión entre capas es más débil que las paradas, hay anisotropía y el rendimiento de la fatiga es bajo.
• Precisión limitada: se requiere un postprocesamiento para mejorar la calidad de la superficie (Sandblasting/ CNC Acabado ), el gran tamaño es propenso a la deformación y la deformación.
• Mala eficiencia económica: el costo del equipo de impresión de metal supera los $ 700,000, la tarifa de impresión por hora es de casi mil dólares y el tiempo requerido para una sola pieza es demasiado largo (por ejemplo, las piezas aeroespaciales generalmente exceden las 24 horas).
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Elija Basado en las necesidades del núcleo:

• Para hacer de alta resistencia, alta precisión, alta calidad de metal o piezas de plástico , el enlace de 5 ejes es la primera opción.
• Para piezas con planos/agujeros multidireccionales, el eje 3+2 puede ser más económico y eficiente.
• Para diseños extremadamente complejos, lotes pequeños, prototipos o estructuras de cavidad internas que no pueden ser realizadas por métodos tradicionales, la impresión 3D es muy adecuada.
• Para la producción a gran escala, cinco eje tradicionales o 3 eje/eje múltiple suelen ser más eficientes y menos costosos.

¿Qué piezas deben usar un centro de mecanizado CNC de 5 ejes?

1. Piezas de superficie curva de complejo

Representantes típicos: cuchillas, impulsores, discos de cuchillas integrales de motores de aeronaves/turbinas de gas, cavidades de inyección de alta precisión/moldes de muerte (como coberturas automotrices, moldes eléctricos de los consumidores), e implantes humanos complejos.

solución:

• Resuelva problemas de interferencia de herramienta, como cavidades profundas y ángulos negativos. Al girar la tabla de trabajo o balancear la cabeza del husillo, la herramienta siempre puede acercarse a la superficie procesada en el mejor ángulo.
• El enlace de 5 eje (moviendo 5 ejes al mismo tiempo) puede hacer que el punto central de la herramienta o el punto de punta de la herramienta se muevan con precisión a lo largo de la ruta de superficie curva compleja, que puede obtener un mejor acabado superficial y eliminar el residuo de paso.
• El procesamiento de superficie se completa en una sujeción para evitar errores de posicionamiento repetidos.

2. Partes de características-direccionales de multi

Representantes típicos: cabezal de cilindro de motor complejo/cabezal de cilindro, carcasa de la caja de cambios, alojamiento/soporte de dispositivos médicos de precisión, piezas de estructura aeroespacial (como costillas de alas, articulaciones).

solución:

• Al girar la mesa de trabajo, cualquier superficie de la pieza de trabajo se puede ajustar fácilmente a una posición que sea conveniente para el procesamiento, y se pueden procesar agujeros/ranuras/planos de ángulo múltiple.
• Mantenga la precisión de la posición de las características de la superficie cruzada (nivel de ± 0.01 mm).
• Ahorre más del 50% del tiempo de sujeción y ajuste.

3. Piezas de paredes del ajuste que son fáciles de deformar

Representantes típicos: largos bordes y vigas de ala en aviones, conchas de turbina de paredes delgadas, costillas en moldes de cavidad profunda y Células de disipación de calor de equipos electrónicos .

solución:

• Ajuste el ángulo de corte de la herramienta en relación con la pieza de trabajo, para que la fuerza de corte principal pueda dirigirse a la dirección de una mejor rigidez de la pieza de trabajo.
• Use herramientas más cortas y rígidas para mejorar la eficiencia y la calidad del procesamiento.
• El proceso de molienda lateral reduce el riesgo de deformación en más del 70%.

4.Ultra-High Precision Components

Representantes típicos: moldes de lentes ópticos de precisión (especialmente superficies asféricas), engranajes de alta precisión y componentes clave de carga de aeroespacial.

solución:

• Para piezas extremadamente precisas, incluso los errores de posicionamiento repetido a nivel de micras son inaceptables. El mecanizado de 5 eje puede eliminar la acumulación de errores de sujeción de procesos múltiples (cadena de error <3μm).
• 5 eje del centro de mecanizado CNC es el único que puede completar de manera eficiente y precisa más de 20 procesos, como el procesamiento de sistemas de desacuerdo y acabado, superficie/agujeros, etc.
• Cumplir los requisitos de la precisión del espejo y asférico debajo de RA0.4.

¿Cómo acortar el ciclo de mecanizado del mecanizado de 5 eje?

1.Optimice la programación y la ruta de la herramienta

Utilice el software CAM inteligente con mayor frecuencia durante la programación para simplificar la ruta de la herramienta tanto como sea posible y reducir el tiempo de funcionamiento de la herramienta inactiva. Por ejemplo, el CNC Machining UK de 5 eje utilizará la función de corte adaptativa para mantener la herramienta a plena carga, y la eficiencia se incrementará directamente en más del 20%.

2. Design de accesorios de Upgrade

Use accesorios modulares o un sistema de posicionamiento de punto cero, y no es necesario ajustar la posición repetidamente al cambiar las piezas de trabajo. Por ejemplo, el mecanizado CNC de 5 eje cerca de mí, las empresas siempre tienen placas de herramientas estandarizadas, y el tiempo de sujeción se puede comprimir a menos de 5 minutos, que es el doble que el método tradicional.

3. Parámetros de mecanizado ADJUST

Aumente audazmente la alimentación y la velocidad de acuerdo con las características del material. Los datos reales de JS muestran que al cortar la aleación de aluminio con tecnología de fresado dinámico, la velocidad de alimentación se puede aumentar a 1.5 veces la velocidad normal sin dañar la herramienta, y el ciclo de mecanizado se acorta naturalmente.

4.Reduce el número de cambios en la herramienta

Planifique el proceso de antemano y concentre el mismo tipo de procesamiento. Hemos realizado pruebas y descubrimos que al separar la ruga y el acabado en lotes, La eficiencia general aumentó en un 18% y la vida de la herramienta se extendió.

¿Cuáles son los desafíos del mecanizado CNC de 5 eje? ¿Cómo resolverlos?

1. Programación Diflict y baja tolerancia a fallas

Dificultad: controle el movimiento del eje XYZ + dual del eje rotativo al mismo tiempo, evite el movimiento de la pieza/accesorio de trabajo, y la planificación de la ruta es comparable a un laberinto tridimensional, que es fácil de confundir.

contramedidas:

• Por lo general, usamos software CAM profesional para generar automáticamente rutas de herramientas, que tiene una función de detección anti-colisión incorporada.
• Simulación de ejecución vacía de computadora: el programa debe verificarse mediante simulación de corte 3D.
• Desmontaje y pasos de procesamiento: mecanizado rugoso de 3 eje + 5 eje de acabado de piezas clave.

2. Alta presión sobre la inversión de equipos

Situación actual: el precio de un nuevo centro de mecanizado CNC de cinco ejes importado es generalmente más de 2 millones, y los modelos nacionales también comienzan en 800,000.

Estrategia de compra:

• Rush de oro del mercado de segunda mano: preste atención al 90% de equipos nuevos de los canales regulares, y el precio se puede reducir en un 30% -50% (enfoque en verificar la precisión del tocadiscos).
• Principio de correspondencia comercial: dar prioridad a órdenes de alto valor agregado como médicos /aeroespace, y no use máquinas herramientas de 5 exis para realizar un trabajo aproximado de tres eje.
• Cuenta económica a largo plazo: las piezas complejas se pueden procesar en una sola sujeción, y se debe tener en cuenta el costo de ahorrar 3-5 procesos.

3. Alto riesgo de colisión

Se requiere
• Inspección de la herramienta: Use el instrumento de configuración de la herramienta para confirmar la longitud de la herramienta (error dentro de ± 0.01 mm).
• Procedimiento de ejecución de la prueba: el nuevo programa debe ejecutarse a una velocidad del 10% primero y poner su mano en el botón de parada de emergencia para esperar.
• Protección de hardware: sistema de anti-colisión láser opcional, apagado automático en 0.1 segundos cuando se encuentra con obstáculos.

4. Control de precisión

Tres claves para la garantía de precisión:

• Inspección mensual: use la barra de baile para detectar la precisión de enlace de los cinco ejes de las máquinas herramientas.
• Compensación en tiempo real: active la función de compensación de deformación térmica (enfoque en el control de la temperatura del huso).
• Gestión de herramientas: equipado con sonda inalámbrica para actualizar automáticamente los datos de longitud de la herramienta.

Recordatorio especial: recientemente, una gran cantidad de centro de mecanizado CNC de 5 eje modificado para la venta han aparecido en el mercado de segunda mano. Se recomienda concentrarse en verificar el desgaste del engranaje de gusano de la mesa giratoria, y no se quede con las máquinas restauradas. Se recomienda para los novatos elegir modelos con la función RTCP, que puede compensar automáticamente el desplazamiento de la herramienta causado por el eje giratorio.

Resumen

El mecanizado CNC del eje 5 es la tecnología clave para desbloquear la fabricación de piezas complejas. Transforma con precisión las ideas complejas de los ingenieros en realidad a través del vínculo exquisito de cinco ejes (tres traducciones + dos rotaciones) .

Como un profesional de los fabricantes de centros de mecanizado CNC de 5 ejes profesionales , JS no solo puede proporcionar equipos estables y confiables, sino también personalizar un conjunto completo de soluciones de procesamiento de acuerdo con las necesidades del cliente. Desde la fabricación de moho hasta el procesamiento de piezas de precisión, hemos ayudado a más de 300 empresas a acortar el tiempo de entrega, y realmente lograron la resistencia de las piezas complejas y el moldeo único.

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Preguntas frecuentes

1. ¿Cómo mueve una máquina herramienta de 5 ejes?

La máquina herramienta de 5 ejes utiliza el eje lineal XYZ y dos ejes rotativos para permitir que la herramienta se mueva de manera flexible en cinco direcciones y en múltiples ángulos, y procese eficientemente superficies complejas.

2. ¿Cuál es el papel del eje rotativo?

El eje giratorio ajusta el ángulo de la herramienta o la pieza de trabajo para lograr un procesamiento multifacético, reducir la sujeción repetida y mejorar la precisión del procesamiento y la eficiencia de las piezas complejas.

3.Does 5-eje El procesamiento requiere una programación especial?

Sí, se requiere programación de software CAM de múltiples eje para controlar con precisión el ángulo de la herramienta y el enlace del eje rotativo, evitar colisiones y optimizar la ruta de procesamiento para garantizar una formación eficiente de superficies complejas.

4. ¿Cómo evitar colisiones entre la herramienta y la pieza de trabajo?

Use el software CAM para simular la ruta, configure el área de seguridad y optimice el ángulo de la herramienta y la velocidad de alimentación, y monitoree la trayectoria de movimiento del eje giratorio en tiempo real para evitar la interferencia.

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