4-osové obrábacie centrum: Ako štvrtá os zlepšuje presné obrábanie

4-osové obrábacie centrum je v podstate stále frézou – frézou pohybujúcou sa cez X, Y a Z – ale nesie jeden pohyb navyše, ktorý mení to, čo je možné v rámci jediného nastavenia. Touto štvrtou osou je zvyčajne otočný stôl alebo čapy, ktoré otáčajú obrobok, takže súčiastka môže byť indexovaná na novú plochu a opracovaná bez toho, aby ju niekto uvoľnil, znova označil a začal odznova.

Pre ľudí, ktorí nakupujú opracované diely , na tomto detaile záleží viac, ako sa na prvý pohľad zdá. Každý krok opätovného upevnenia stojí čas a každý posúva tolerancie novým smerom. Keď obchod môže dosiahnuť štyri strany dielu v jednom programe, cena aj opakovateľnosť majú tendenciu sa zlepšovať – preto túto schopnosť ponechávame blízko našej každodennej práci a nepovažujeme ju za špeciálnu službu.

Čo štvrtá os skutočne pridáva

Na väčšine strojov je dodatočná os označená ako A a otáča sa okolo osi X. Namiesto toho, aby nástroj dosiahol novú plochu, súčiastka samotná sa otočí, aby predstavila túto plochu nástroju. Dva prevádzkové režimy pokrývajú takmer všetky výrobné práce.

Indexované obrábanie (3 1)

Stôl sa otočí do pevného uhla, zablokuje sa a stroj reže ako pri trojosovej operácii. Časť s otvormi na štyroch stranách môže byť dokončená v jednom programe so štyrmi indexmi namiesto štyroch samostatných prípravkov. Toto je najbežnejší a najhospodárnejší spôsob použitia štvrtej osi a vyhovuje väčšine výrobných dielov.

Kontinuálne obrábanie

Rotačná os sa otáča, kým lineárne osi režú, takže nástroj sleduje obtočenú dráhu okolo dielu. To zvláda valcové prvky, špirálové drážky, profily vačiek a radiálne vzory, ktoré by inak potrebovali sústruh alebo vlastný prípravok. Programovanie je náročnejšie a časy cyklov sú dlhšie, preto ho vyhradzujeme pre geometriu, ktorá skutočne potrebuje simultánny pohyb.

Tri osi, štyri osi, päť osí: Rýchle porovnanie

Samotný počet osí nerozhoduje, na ktorom stroji má dielec bežať. Počet plôch, ktoré je potrebné opracovať, použité uhly a veľkosť dávky sú zvyčajne dôležitejšie. Nižšie uvedená tabuľka je skratka, ktorú používame pri kontrole výkresu.

Kde štyri osy zarábajú svoje živobytie

Po dostatočnom množstve prác sa vzory stanú známymi. Časť je zvyčajne vhodná pre 4-osové obrábacie centrum, ak je splnených niekoľko z nich:

• Prvky sú umiestnené na troch alebo štyroch plochách, najmä rovnomerne rozmiestnené radiálne otvory alebo štrbiny.
• Diel je sústruženého tvaru s vyfrézovanými plôškami, krížovými otvormi alebo drážkami, ktoré by inak potrebovali dva stroje.
• Dlhé, štíhle časti potrebujú podporu koníka, zatiaľ čo prvky sú rezané pozdĺž dĺžky.
• Skutočná poloha medzi tvárami je dostatočne tesná na to, aby opätovné upevnenie zhltlo rozpočet na toleranciu.
• Veľkosti sérií sú dostatočne veľké na to, aby sa v cenovej ponuke začal zobrazovať čas na manipuláciu s dielom.

Opak je tiež potrebné povedať na rovinu. Ak každý prvok žije na jednej ploche, trojosový stroj s jednoduchým upínaním je často rýchlejší a lacnejší. Pridanie osí automaticky nepridáva hodnotu – pridáva schopnosť a schopnosť sa vypláca len vtedy, keď si to geometria vyžaduje.

Časti, ktoré vidíme najčastejšie

Naša vlastná dielňa prevádzkuje kombináciu sústruženia, frézovania a brúsenia švajčiarskeho typu, pričom obrábacie centrum zvláda prácu s viacerými tvárami. Časti, ktoré ním prechádzajú, majú tendenciu spadať do niekoľkých rodín.

CNC presne obrábané automobilové diely OEM a prispôsobené automobilové komponenty, ako sú hriadele, ventilové cievky a vodiace kolíky, podporované švajčiarskym sústružením, frézovaním a brúsením pre mnohofunkčné diely. Zobraziť produkt →

Automobilové komponenty sú stálym prúdom: kryty snímačov, puzdrá tlmičov, hnacie hriadele a prevodové hriadele, kde musia byť zarovnané krížové otvory, rovina a vŕtanie. Indexovanie dielu namiesto opätovného upevnenia je často jediným praktickým spôsobom, ako udržať polohu medzi týmito prvkami.

CNC presne opracované komponenty na chladenie kvapaliny OEM diely na chladenie kvapalinou vrátane jadier ventilov, trysiek, konektorov tekutín a rýchlospojok pre server AI, dátové centrá a vysokovýkonné počítačové chladiace systémy. Zobraziť produkt →

Chladenie kvapalín prináša rozvody, zostavy trysiek a konektory kvapalín, mnohé z nich s otvormi na niekoľkých plochách a tesniacimi plochami, ktoré neznesú stopy po nástroji. Tieto časti majú tiež tendenciu byť malé, vďaka čomu je limitujúcim faktorom skôr vôľa prípravku než dráha stroja.

CNC presne obrábané diely elektrického náradia OEM prevodové a výkonové komponenty vrátane hriadeľov planétových prevodov, hriadeľov motora, račne a excentrických hriadeľov s materiálmi a možnosťami povrchovej úpravy pre zákazkovú výrobu. Zobraziť produkt →

Komponenty pohonu elektrického náradia sú niekde medzi nimi – kompaktné kryty a hriadele s radiálnymi prvkami, ktoré sa zvyčajne vyrábajú v objemoch dostatočne vysokých na to, aby sa na faktúre objavilo oholenie nastavenia z procesu.

Praktické limity, ktoré stojí za to poznať

Štvrtá os je skutočne užitočná, ale nie je bez obmedzení a niekoľko z nich určuje, ako by mali byť diely navrhnuté.

Vôľa upevnenia a nástroja

Keď sa časť otáča, rohy prechádzajú priestorom. Funkcia, ktorá na plochom výkrese vyzerá jednoducho, sa môže stať nedostupnou, keď je diel upnutý v otočnom upínači. Extra zásoby na vonkajšej strane prírezu sú niekedy rozdielom medzi úlohou s jedným nastavením a úlohou s dvoma nastaveniami.

Presnosť rotačného polohovania

Indexované pozície sú len také dobré ako tabuľka. Pre väčšinu komerčných prác je opakovateľnosť v rámci tolerancie dielu, ale prvky opracované z opačných strán rotácie si zaslúžia poznámku na výkrese, aby si dielňa mohol naplánovať, ako ich overiť.

Evakuácia a prístup čipov

Hlboké vrecká smerujúce k stolu môžu zachytávať žetóny. Tam, kde je to pravdepodobné, upravíme poradie operácií tak, aby bola otvorená strana rezaná ako posledná, alebo okolo nej naplánujeme stratégiu chladenia počas kontroly procesu.

Programátorské úsilie

Programovanie a overovanie súvislých štvorosových dráh trvá dlhšie ako pri indexovaných. Ten čas je skutočný a patrí skôr do citátu, než aby bol ticho absorbovaný.

Ako pristupujeme k tomuto druhu práce

Diely obrábame od roku 1990 a zvyky, vďaka ktorým je práca predvídateľná, sa príliš nezmenili. Výkres sa skontroluje skôr, ako sa dostane na podlahu: ktoré plochy je potrebné vyrezať, ktoré nulové body nesú toleranciu a či diel vôbec patrí do obrábacieho centra, alebo či by lepšie fungoval na sústruhu alebo brúske.

Pre viactvárne diely naše schopnosť obrábacieho centra spracováva indexovanú prácu, zatiaľ čo CNC frézovanie a sústruženie pokrýva diely, ktoré kombinujú sústružené telo s frézovanými prvkami. Štíhle hriadele často začínajú na stroji švajčiarskeho typu a končia na brúske, čím sa pomer dĺžky a priemeru nestáva problémom. Kontrola sa riadi rovnakou logikou ako obrábanie: skontrolujte prvky, ktoré sa najťažšie obnovujú, ak sa posunú, a skontrolujte ich skôr, než diel opustí prípravok, a nie po ňom.

Čo nám pomáha rýchlo citovať

Ak posielate diel na štvorosovú prácu, niekoľko detailov v dopyte značne skráti pohyb tam a späť:

1. 2D výkres so základmi, toleranciami a popismi závitov plus 3D model, ak existuje.
2. Materiál a stav, keďže mosadz, hliník a nerez sa v reze správajú celkom inak.
3. Ktoré tváre sú funkčné a ktoré kozmetické – to mení poradie operácií.
4. Odhadovaný ročný objem a typická veľkosť šarže, ktoré rozhodujú o tom, či sa oplatí postaviť špeciálne zariadenie.
5. Akékoľvek požiadavky na povrchovú úpravu, značenie alebo čistenie, ktoré ovplyvňujú manipuláciu medzi operáciami.

S tými, ktorí sú v rukách, môžeme zvyčajne počas krátkej výmeny povedať, či sa diel hodí pre 4-osové obrábacie centrum, sústruh alebo kombináciu – a dať úprimnú odpoveď, kedy by jednoduchšie nastavenie zvládlo úlohu rovnako dobre.

Štvrtá os je skôr tiché zlepšenie ako dramatické. Odstraňuje manipuláciu, chráni tolerančné stohy a umožňuje dielni dosiahnuť geometriu, ktorá predtým vyžadovala dva stroje a medzi nimi výmenu prípravku. Pri použití na správnych dieloch je to merateľný rozdiel v nákladoch a konzistencii. Ak sa použije na nesprávnych, je to jednoducho pohyb navyše. Vedieť, ktorá je ktorá, je to, na čo je strojník.