Wat is een 5-assige CNC-machine en hoe werken ze?

Neem even de tijd om je voor te stellen hoe uitdagend het zou zijn geweest voor machinisten in het begin van de 20e eeuw om onderdelen en constructies te fabriceren. De beste werktuigmachines die op dat moment beschikbaar waren, waren beitel-, hamer- en handbediende draaibanken. Maar alles veranderde nadat Richard Kegg in 1952 de eerste computer numerieke besturing (CNC) machine ontwikkelde.

En sindsdien is de CNC-bewerkingstechnologie blijven evolueren, van een eenvoudige drie-assige machine die wordt bestuurd met ponskaarten naar een meer geavanceerde 5-assige CNC-machine.

Een 5-assige CNC-machine is een bewerkingstechnologie die oneindige mogelijkheden biedt met betrekking tot de onderdeelgrootte en vormen die u kunt fabriceren. Het biedt een hoge nauwkeurigheid en precisie en er wordt sterk op vertrouwd door eersteklas machinewerkplaatsen om vrijwel elk ontwerp dat u bedenkt te vervaardigen.

In dit artikel behandelen we de basisprincipes van 5-assige CNC-machines. We zullen beginnen met uit te leggen wat een 5-assige CNC-machine is en hoe deze werkt voordat we de voordelen ervan ten opzichte van conventionele soorten CNC-machines bespreken.

Wat is een 5-assige CNC-machine?

Om te helpen begrijpen wat een 5-assige machine is, laten we beginnen met uit te leggen wat een aantal assen betekent bij CNC-bewerking.

Het aantal bewerkingsassen beschrijft het aantal richtingen waarin het CNC-snijgereedschap (of werkstuk) kan bewegen om het gewenste bewerkte onderdeel te produceren. Conventionele CNC-machines hebben bijvoorbeeld meestal een telling van drie assen, wat betekent dat hun snijgereedschap over de X-, Y- en Z-assen kan bewegen - zijwaarts op de X-as, verticaal op de Y-as en heen en weer op de Z-as (zie afbeelding 1).

Een 5-assige CNC-machine voegt aan deze drie lineaire assen toe door ook de tafel die het werkstuk vasthoudt, te kunnen kantelen (en roteren), zoals weergegeven in figuur 1. Deze twee nieuwe rotatie-assen worden meestal de A-as (of kanteltafel) genoemd. as) en de C-as (of tafelrotatie-as); hiermee kunt u complexere geometrieën bewerken dan de 3-assige CNC-machines.

Afb. 1 De vijf assen van een typische 5-assige CNC-freesmachine

Hoe werkt een 5-assige CNC-machine?

Net als elke andere CNC-machine, vertrouwt een 5-assige CNC-machine op computerinstructies om de beweging van het snijgereedschap (en werkstuk) te regelen om het gewenste onderdeel te vervaardigen.

Het 5-assige CNC-bewerkingsproces begint wanneer de ontwerper een 3D CAD-model (computer-aided design) van het gewenste onderdeel maakt met behulp van CAD-tools zoals SolidWorks en Autodesk Inventor. Vervolgens exporteert de machinist dit CAD-model naar CAM-software (computer-aided manufacturing), die de tekening omzet in een computerprogramma (ook wel G-code genoemd).

De G-code bevat instructiesets die de beweging van de snijgereedschappen langs de lineaire assen (X-, Y- en Z-assen) en de beweging van de werktafel langs de roterende assen (A- en C-assen) regelen om de gewenste onderdelen te produceren .

5-assig – waar komt het vandaan

Het komt allemaal neer op Rene Descartes, een Franse filosoof en wiskundige. Het verhaal lijkt erg op de appel van Newton. Op een dag lag Descartes in bed toen hij een vlieg opmerkte. Toen hij ernaar keek, realiseerde hij zich dat hij zijn positie in de kamer kon beschrijven met behulp van drie getallen, vertegenwoordigd door de variabelen X, Y en Z - iets dat we nu het cartesiaanse coördinatenstelsel noemen en dat nog steeds in gebruik is ondanks de feit dat er meer dan 300 jaar zijn verstreken sinds Descartes' overlijden.

Nu vraag je je misschien af ​​waar de andere twee vandaan komen. Naast het beschrijven van de positie van de vlieg in de ruimte, is het ook mogelijk om zijn oriëntatie te beschrijven. Dus de vlieg die rond X rolt zou de vierde as zijn, terwijl de vijfde as de vlieg zou zijn die rond Y draait. Sommigen beweren ook dat er een zesde as is, die rond de Z-as draait.

5-assig – Mogelijke configuraties

De configuratie die u kiest voor de 5-assige CNC-freesmachine bepaalt welke van de drie rotatie-assen wordt gebruikt. Er zijn twee hoofdconfiguraties:een machine in tap-stijl en een machine in draai-rotatie-stijl.

De 5-assige CNC-freesmachine in tapstijl gebruikt de A-as die rond de X-as draait en de C-as die rond de Z-as draait, terwijl de 5-assige CNC-freesmachine in draaibare stijl de B- as die rond de Y-as draait en de C-as die rond de Z-as draait.

Het belangrijkste verschil tussen de twee is de manier waarop de roterende assen worden uitgedrukt - in tap-stijl gebeurt dit door de beweging van de tafel, terwijl in de draai-rotate-stijl van de 5-assige CNC-freesmachine wordt gedaan door de zwenken van de spindel. Beide hebben hun eigen voordelen, dus welke zal worden gebruikt, hangt vooral af van wat er moet gebeuren.

Wat zijn de voordelen van 5-assige CNC-machines?

Meer dan de helft van de met CNC geproduceerde onderdelen vereist een vijfzijdige bewerking, daarom besluiten steeds meer fabrikanten dit in hun diensten op te nemen. Bovendien biedt 5-assige CNC-bewerking veel voordelen in vergelijking met bijvoorbeeld 3-assige bewerking, zoals:

Voordeel #1 Enkele installatie

Door zijn vijf assen stelt 5-assige CNC-machines u in staat uw werkstuk eenmalig op te stellen; de machine handelt vervolgens elke bewerking af die nodig is om uw gewenste onderdeel te maken. Dit is heel anders dan conventionele 3-assige machines, waar je meerdere machine-instellingen nodig hebt om een ​​complexe geometrie te fabriceren.

Dankzij de single-setup-aard van 5-assige CNC-machines kunt u complexe onderdelen snel bewerken, terwijl u de kosten verlaagt en fouten vermindert die veel voorkomen in conventionele CNC-machines.

Voordeel #2 Kortere snijgereedschappen en betere oppervlakteafwerkingen

Met de vierde en vijfde as van 5-assige CNC-machines kunt u het werkstuk dichter bij het snijgereedschap brengen. Dit betekent dat u kortere snijgereedschappen kunt gebruiken, die minder gevoelig zijn voor trillingen en waarmee u betere oppervlakteafwerkingen kunt bereiken.

Voordeel #3 Betere precisie

Vanwege de bewegingsflexibiliteit zijn 5-assige CNC-machines veel nauwkeuriger dan 3-assige machines. Daarom produceren ze niet alleen soepelere onderdelen, maar kunnen ze ook onderdelen produceren die te complex zijn voor een 3-assige machine.

Voordeel #4 Meer zakelijk

5-assige CNC-bewerking kan worden gebruikt bij de productie van veel onderdelen waarvoor 3-assige bewerking gewoon niet geschikt is.

Hoewel er meer voordelen zijn verbonden aan het gebruik van 5-assige CNC-bewerking, zijn dit de belangrijkste.

Gerelateerde post: 9 soorten gereedschappen die in CNC-machines worden gebruikt om hoogwaardige precisie-onderdelen te maken

5-assige CNC-bewerking - veelvoorkomend gebruik

5-assige CNC-bewerking kan worden gebruikt om onderdelen te produceren die in tal van verschillende industrieën worden gebruikt vanwege hun efficiëntie en het vermogen om complexe vormen te produceren. Hier zijn een paar voorbeelden van industrieën die het meest profiteren van deze technologie:

• Lucht- en ruimtevaart – deze industrie vereist een zeer nauwkeurige machine, omdat de vormen zeer ingewikkeld en uniek zijn.
• Medisch – 5-assige CNC-bewerking kan fabrikanten van medische apparatuur helpen bij de productie van apparaten, implantaten en andere apparaten die met extra precisie moeten worden gemaakt om te voldoen aan de normen van de gezondheidszorg die (terecht) streng zijn .
• Militair – een andere industrie die 5-assige CNC-bewerking gebruikt om de benodigde onderdelen te produceren. Enkele van de mogelijke toepassingen zijn onderzeeëronderdelen, hoogwaardige motoronderdelen, turbine- en compressorbladen, slimme wapens, sensoren, stealth-toepassingen en, in sommige gevallen, kernwapens.
• Energieapparatuur – het produceren van onderdelen voor energieapparatuur vereist vaak het gebruik van moeilijk verwerkbare materialen. Met 5-assige CNC-bewerking kunt u het hele proces eenvoudiger en efficiënter maken.

5-assige CNC-bewerking:Gensun kan helpen

Nu je op zijn minst iets weet over 5-assige CNC-bewerking, kun je vrijwel elk ontwerp gaan maken dat je bedenkt met 5-assige CNC-machines, toch? Absoluut niet!

Zonder twijfel vereenvoudigen 5-assige CNC-machines de fabricage van complexe onderdelen. Niet alle ontwerpen zijn echter de moeite waard om te maken met 5-assige machines. U kunt bijvoorbeeld beter precisiegaten, uitsnijdingen en holtes maken met behulp van 3- of 4-assige CNC-machines. Daarom raden we je altijd aan om met een CNC-expert te praten voordat je de sprong in de productie waagt.

Gensun Precision Machining is een toonaangevende dienstverlener op het gebied van CNC-bewerking in Azië en de wereld. We hebben niet alleen experts en ingenieurs op het gebied van CNC-bewerking, maar we hebben ook een breed scala aan geavanceerde CNC-bewerkingstechnologieën, waaronder 3-, 4- en 5-assige CNC-machines.

Vertel ons over uw project, zodat we u kunnen helpen bepalen welke bewerkingstechnologie het beste bij uw behoeften past.