המדריך המלא ל5-עיבוד ציר CNC

 

 

תוֹכֶן הָעִניָנִים

 1.מהי מכונת CNC 5-Axis?
 2. סוגי 5-מכונות CNC של ציר
 3.5-עיבוד ציר CNC לעומת 3+2 עיבוד שבבי לעומת 4+1 עיבוד שבבי
 4. אפשרויות תצורה עבור 5-מרכזי עיבוד ציר
 5.למה לבחור 5-עיבוד ציר CNC?
 6.תכנות 5-מכונות CNC בציר
 7. שלבי מפתח ב5-עיבוד ציר CNC
 8. כלי חיתוך לעיבוד CNC
 9. 5-שירותי עיבוד CNC בציר

 

 

1. מהי מכונת CNC בעלת חמישה צירים?

מכונת CNC בעלת חמישה צירים היא מכשיר בעל דיוק גבוה שיכול לבצע פעולות כלים בו זמנית דרך חמישה צירים, מתאים לייצור חלקים בעלי צורות מורכבות וגימור משטח עדין. בהשוואה לכלי מכונות תלת צירים מסורתיים, כלי מכונות עם חמישה צירים מספקים דרגות חופש גבוהות יותר ויכולים לעבד בכמה כיוונים בו זמנית, ולשפר את יעילות העיבוד והדיוק.
בנוסף לצירי X, Y ו-Z, מכונות חמש צירים כוללות גם צירים A, B או C. צירים נוספים אלה שולטים בסיבוב והטיה של שולחן העבודה, ומאפשרים לחתוך את חומר העבודה במספר זוויות. זה מאפשר עיבוד של גיאומטריות מורכבות, במיוחד חיתוך צד מדויק בסיבוב 360 מעלות. הכלי יכול להתנדנד על חומר העבודה הנייח, או שניתן להטות את שולחן העבודה לזווית הרצויה כדי לענות על מגוון צרכי עיבוד מורכבים. סוג ושיטת העיבוד של כלי מכונות עם חמישה צירים משתנים בהתאם לתצורה הספציפית ולדרישות היישום.

 

2. סוגים של כלי מכונת CNC חמישה צירים

כדי לענות על צרכי שוק שונים, יצרני ציוד CNC תכננו מגוון של כלי מכונת CNC בעלי חמישה צירים. הם נבדלים בעיקר על ידי סיבוב שולחן העבודה או תנועת הכלי לכיוונים שונים. להלן חמישה סוגים נפוצים של כלי מכונת CNC עם חמישה צירים:

 

(1) סוג ראש ציר כפול ציר

סוג זה של כלי מכונה שולט ישירות בכיוון ציר הכלי באמצעות שתי קואורדינטות מסתובבות, ומספק יכולות עיבוד רב-זווית ברמת דיוק גבוהה.
 

(2) סוג ראש נדנדה

בסוג זה שני צירי הקואורדינטות ממוקמים מעל הכלי, אך ציר הסיבוב אינו מאונך לציר הליניארי, המתאים לעיבוד צורות מורכבות.
 

(3) סוג פטיפון כפול

מכונת הפטיפון הכפולה שולטת בסיבוב החלל באמצעות שתי קואורדינטות מסתובבות, ויכולה לבצע חיתוך מדויק במספר צירים בו זמנית.
 

(4) סוג שולחן המגרש

סוג זה של כלי מכונה מציב שני צירי קואורדינטות על שולחן העבודה, וציר הסיבוב אינו מאונך לציר הליניארי, המתאים לעיבוד גיאומטרי רב זוויות ומורכב.
 

(5) שולחן סיבובי + סוג ראש ציר מסתובב

כלי מכונה זה מחיל שתי קואורדינטות מסתובבות על הכלי וחומר העבודה בהתאמה, ומספק גמישות ודיוק גבוהים יותר, ויכול להשיג עיבוד תלת מימדי מורכב.

 

3.5-עיבוד CNC בציר מול 3+2 עיבוד שבבי לעומת 4+1 עיבוד

 

עיבוד חמישה צירים=עיבוד חמישה צדדים?
עיבוד חמישה צירים ועיבוד חמישה צדדים הן שתי שיטות עיבוד שונות. עיבוד חמישה צירים כולל חמישה צירים הנעים בו זמנית ומתאים לעיבוד חלקים מורכבים יותר, בעוד שעיבוד חמש צדדי (3+2 עיבוד שבבי) מבוסס על שלושה צירים ומוסיף צירי סיבוב והטיה לעיבוד של חמישה פנים בהגדרה אחת .

3+2-עיבוד ציר CNC
3+2 עיבוד שבבי, או עיבוד חמש צדדי, משתמש בשלושה צירים ליניאריים, בתוספת ציר סיבוב אחד וציר הטיה אחד. שיטה זו יכולה לעבד חמישה צדדים של חלק בהגדרה אחת, תוך שימוש בשני הצירים הנוספים כדי למקם מחדש את חלק העבודה.

4+1-עיבוד ציר CNC
4+1 עיבוד שבבי משתמש בכלי מכונה בעל חמישה צירים, אך מתקן ציר סיבוב או הטיה אחד. ארבעה צירים פועלים בו זמנית, ובדרך כלל רק ציר אחד משמש למיקום. זה חזק יותר מעיבוד 3+2, אבל עדיין לא שווה ערך לחלוטין לעיבוד ציר 5-.

עיבוד CNC מלא 5-בציר
עיבוד ציר מלא 5- הוא חמישה צירים הפועלים בו זמנית, כולל שלושה צירים ליניאריים ושני צירים סיבוביים, שיכולים לבצע צורות מורכבות יותר ועיבוד עיבוד מדויק. מתאים לחלקים הדורשים דיוק גבוה וגיאומטריה מורכבת, כגון משטח וו, צורה מיוחדת ועיבוד חלול.

עיבוד חמישה צירים מתאים למשימות עיבוד מורכבות ומדויקות, בעוד שעיבוד חמישה צדדים הוא יותר הרחבה על בסיס שלושה צירים. תכנות כלי מכונה עם חמישה צירים מורכב יותר מאשר שלושה צירים, ועיצוב הגיאומטריה של הכלי מתוחכם יותר.

 

4. סוגי תצורה של 5-מרכזי עיבוד ציר

סוגי תצורה נפוצים של מכונת CNC של 5-ציר כוללים שולחן-שולחן, ראש-שולחן, ראש-ראש ושילובים אחרים.
תצורת שולחן-טבלה
תצורה זו מכונה לעתים קרובות מכונת שולחן טרון, וכוללת שני צירים סיבוביים המשולבים בשולחן, בעוד ראש המכונה נשאר נייח. חומר העבודה ממוקם על ידי סיבוב השולחן. תצורה זו מבוססת על מכונת CNC מסורתית בעלת שלושה צירים המשתמשת בשני צירים סיבוביים כדי להתאים את כיוון חלק העבודה. תצורת הטרון מספקת יכולות חיתוך מעולות, מרחב עבודה גדול יותר ומהירות ועמידות גבוהות יותר לעיבוד דיוק גבוה ובקנה מידה גדול.
תצורת שולחן ראש
בתצורה זו, ראש המכונה מבצע את כל התנועה הסיבובית, בעוד השולחן נשאר נייח. ניתן לסובב או להטות את הראש במספר זוויות כדי להשלים משימות עיבוד מורכבות. תצורה זו יעילה מאוד לעיבוד חלקי עבודה בעלי צורות מורכבות ומרווחים צרים, במיוחד עבור יישומים הדורשים עיבוד דיוק גבוה.
תצורת ראש-ראש
מכונת ראש ראש היא תצורה מורכבת יותר שבה שני ראשי המכונה יכולים להסתובב. מכונה זו מספקת יותר דרגות חופש מאשר תצורות אחרות, ומאפשרת פעולות עיבוד מורכבות יותר. מתאים למשימות עיבוד שדורשות חיתוך במספר זוויות בו זמנית. תצורת הראש-ראש מתאימה במיוחד לעיבוד חלקים עדינים וגיאומטריות מורכבות, ומספקת יציבות ודיוק גדולים יותר.

 

5.מדוע להשתמש בעיבוד CNC של 5-ציר?

לכלי מכונת CNC של 5-axis יש יתרונות משמעותיים בתעשיות מרובות, במיוחד בתחומי הרפואה, התעופה והחלל והרכב, המסוגלים לעבד צורות מורכבות, דיוק גבוה ומשטחים חלקים.
בניגוד לכלי מכונות 3-הצירים המסורתיים, עיבוד CNC של 5-ציר יכול להשלים חיתוך, קידוח והקשה מרובי פנים בו-זמנית בהגדרה אחת, ולחסוך מאוד זמן ולשפר את היעילות. זה יכול להתמודד עם גיאומטריות מורכבות שכלי מכונות מסורתיים לא יכולים להשלים, מה שמפחית את הצורך במיקום מחדש של חלקי העבודה, ובכך משפר את דיוק העיבוד ואת איכות פני השטח. הדיוק והיציבות הגבוהים של מכונות CNC בציר 5- הופכים אותן לאידיאליות לייצור המוני וייצור בסטנדרטים גבוהים, במיוחד בתעשיות הדורשות סובלנות גבוהה וקווי מתאר עדינים. על ידי הפחתת התערבות אנושית, 5-עיבוד ציר משפר את יעילות הייצור ואיכות העיבוד ומהווה כלי הכרחי לייצור מודרני.
היתרונות של עיבוד CNC 5-בציר
 קיצור זמן אספקה ​​ושיפור יעילות הייצור
 שפר את דיוק העיבוד והאיכות
 אפשר עיבוד של גיאומטריות ופרטים מורכבים
 שפר את כושר הייצור
 החלף ציוד עיבוד רב
 הפחת שגיאות פוטנציאליות בתהליך העיבוד
 הארך את חיי כלי החיתוך באמצעות בחירת כלי אוטומטי ומהירות חיתוך אופטימלית
 הפחת את הרטט והשגת גימור משטח גבוה יותר

 

6.תכנות 5-מכונות CNC בציר
תכנות קוד G עבור מכונות CNC בציר 5- מתחיל בדגם שתוכנן בתוכנת CAD, אשר לאחר מכן מומר לאלגוריתם הכולל מהירות ציר, קצב הזנה ותנועת הכלים. בהשוואה למכונות ציר 3- מסורתיות, עיבוד ציר 5- דורש שליטה בזוויות שונות של הכלי ובנתיב ההטיה של הטבלה.

שיטות תכנות
בתכנות ציר 5-, ישנן שתי דרכים לשלוט בתנועת סיבוב: באמצעות זוויות סיבוב או וקטורים של כלים. וקטורי הכלים מציינים זוויות סיבוב או הטיה דרך פקודות ציר X, Y ו-Z, שהן גמישות ומאפשרות שיתוף תכנות בין מכונות שונות ללא צורך בהערות ציר ספציפיות (צירי A, B ו-C). התוכנה הנפוצה כוללת את Autodesk, Mastercam, Siemens NX, PowerMill ו-Edgecam.

5-נקודות עיבוד CNC בציר
קצב חיתוך: ודא שכלי המכונה יכול לשלוט ביעילות על נתיב החיתוך.
פונקציית מבט קדימה: שפר את יעילות החישוב והבטחת עיבוד חלק.
מערכת מחזיקי כלים: בחר מחזיק כלי מתאים כדי למנוע רטט של הכלי במהלך העיבוד.
קצב הזנה: שליטה סבירה בהזנה ובמהירות הכלי כדי להאריך את חיי הכלי.
נוזל קירור: השתמש בנוזל קירור ובחומר סיכה מתאימים, מונע התחממות יתר והסר פסולת.
הדמיית נתיב כלי: בצע הדמיית נתיב כלי לפני העיבוד כדי להבטיח עיבוד מדויק.

 

7. שלבי מפתח בעת ביצוע 5-עיבוד ציר CNC

ודא התאמת קצב עיבוד
ודא שלמכונת CNC יש קצב עיבוד מספיק כדי לשלוט ביעילות על נתיב כלי החיתוך המצוין על ידי קוד G ולמנוע עיכובים או שגיאות במהלך תהליך העיבוד.

אפשר מבט קדימה
הפעלת פונקציית ההסתכלות קדימה עוזרת למכונת CNC לחשב את הנתיב מראש לתהליך עיבוד חלק ויעיל יותר.

בחר את מערכת מחזיקי הכלים הנכונה
בחירת מערכת מחזיקי כלים יציבה היא חיונית כדי להבטיח שהכלי לא ירטוט במהלך תהליך העיבוד, ובכך להבטיח איכות ודיוק העיבוד.

בקרת קצב הזנה ומהירות הכלים
שליטה מדויקת בקצב ההזנה יכולה להאריך את חיי הכלי. התאמה נכונה של מהירות הכלי כך שתתאים לצרכי העיבוד של חומרים שונים יכולה לעזור להאריך את חיי הכלי.

השתמש בנוזל הקירור הנכון
השתמש בנוזל הקירור הנכון (כגון חומר סיכה או מערכת סילון מים) כדי להפחית את חום הציר, למנוע התחממות יתר של הכלי, להבטיח יציבות במהלך תהליך החיתוך ולנקות את חומר הפסולת באזור החיתוך.

סימולציית נתיב כלי
לפני עיבוד עיבוד ממשי, השתמש בתוכנת סימולציה כדי לבדוק את נתיב הכלי כדי לוודא שכל הנתיבים תוכננו בצורה נכונה ולאמת את התוצאות כדי להפחית שגיאות והפסדים מיותרים.

 

8. כלי חיתוך לעיבוד CNC
מכונות CNC של 5-ציר משתמשות בחומרי כלי חיתוך דומים כמו מכונות 3-ציר, אך יש בהן שיפור משמעותי בתחנות החזקת הכלים ויכולות החלפת הכלים. כלי המכונה 5-הציר מצויד במערכת אוטומטית להחלפת חלקי עבודה או משטחים, אשר מפחיתה התערבות ידנית ומשפרת את היעילות של ייצור רב-זנים ואצווה קטנה. מגזינים להחלפת כלים אוטומטיים מכילים בדרך כלל 60 עד 120 עמדות כלי עבודה ומתאימים לעיצובים מורכבים.

בחירת חומרי כלי חיתוך
בחירת חומר הכלי הנכון תלויה בחוזק, מוליכות תרמית ומקדם חיכוך. בדרך כלל, חוזק חומר הכלי צריך להיות גבוה ב-40% עד 60% מחומר העיבוד. חומרי הכלים הנפוצים כוללים:

פלדת פחמן:עלות נמוכה, זמין בקלות, בשימוש נרחב לעיבוד שגרתי, מכיל 0.6% עד 1.5% פחמן.
פלדה במהירות גבוהה:יש לו עמידות בפני שחיקה חזקה והוא משמש לעתים קרובות לעיבוד מורכב. הוא מכיל טונגסטן, כרום, מוליבדן ופלדת פחמן.
קרביד:מתאים לחיתוך במהירות גבוהה במיוחד, בעל עמידות בחום גבוהה ועמיד בטמפרטורות של עד 1000 מעלות. הרכבו כולל טונגסטן, טיטניום וטנטלום.
קֵרָמִי:בעל יציבות כימית מעולה ומהירות גבוהה, עמידות בפני קורוזיה, מורכבת בעיקר מסיליקון ניטריד ותחמוצת אלומיניום.
חומרים נוספים:כגון קצות יהלומים, פחמן בורון ניטריד או cermets, המתאימים לתנאי עבודה מיוחדים

9. 5-שירותי עיבוד CNC בציר

ככל שעיבוד CNC של 5-ציר הפך ליותר ויותר יתרון מבחינת דיוק, חלקות ופרודוקטיביות, הדרישה העולמית לטכנולוגיית עיבוד זו ממשיכה לעלות. עם זאת, עבור ייצור בנפח קטן, זה עשוי להיות יקר לרכוש מכונת CNC 5-באופן מוחלט, וייתכן שההתקנים הללו לא ינוצלו במלואם כאשר הביקוש הוא נדיר. לכן, חברות ויצרניות גדולות רבות מציעות שירותי עיבוד שבבי CNC על בסיס שעתי.
העמלות עבור שירותי עיבוד CNC של 5-ציר משתנים בהתאם לסוג כלי המכונה וצרכי ​​העיבוד. בדרך כלל, התעריפים השעתיים נעים בין $50 ל-$200. באמצעות שירותים אלה, לקוחות יכולים להתאים פתרונות ולהשיג ייצור חלקים מותאמים אישית ברמת דיוק גבוהה מבלי לשאת בעלויות ציוד גבוהות. ספקי שירות יספקו אפשרויות עיבוד גמישות המבוססות על צרכים ספציפיים ותוכניות ייצור.

 

קבל הצעת מחיר עכשיו