Kuinka 5-akselinen koneistus vähentää työvaiheita ja parantaa tarkkuutta

2025-09-11 19:21:00
Kuinka 5-akselinen koneistus vähentää työvaiheita ja parantaa tarkkuutta

Useiden kiinnitysten poistaminen 5-akselinen mäkiminen

A 5-axis CNC machine precisely machining a complex metal component in a factory.

Ymmärtäminen 5-akselinen mäkiminen prosessi ja sen vaikutus työnkulkuun

Viiden akselin CNC-koneet mahdollistavat työkalujen vapaan liikkumisen kaikkiin viiteen akseliin samanaikaisesti, jolloin ne voivat työstää osia lähes kaikista mahdollisista suunnista. Ei enää tarvitse pysäyttää konetta kesken työn manuaalisia säätöjä varten – toimenpide, johon aiemmin liittyi käyttökatko, asetusten uudelleen teko ja mahdollisten kohdistusongelmien hallinta. Kaiken tekeminen yhdessä asennossa vähentää työvaiheiden keskeytyksiä noin 63 prosenttia verrattuna vanhempiin kolmen akselin järjestelmiin. Viimevuotiset koneistusraportit vahvistavat tämän, ja ne osoittavat merkittävät aikasäästöt monimutkaisten komponenttien valmistuksessa.

Asetusaikojen ja työvaiheiden määrän vähentäminen integroidulla kohdistuksella

Vanhahtava 3-akselinen koneistus vaatii yleensä useita asennuksia saadakseen kaikki monimutkaisen osan sivut. Puhumme 4–6 asennuksesta erityisen hankalille komponenteille. Joka kerta kun kone pysäytetään ja osaa uudelleen asetetaan, kuluu noin 30–45 minuuttia ei varsinaista metallin leikkausta. Tämä aika kertyy nopeasti, kun valmistetaan esimerkiksi lentokoneen osaa, jossa pelkästään asennuksissa kuluu noin 165 minuuttia. Katsotaanpa sitten, mitä 5-akselisilla koneilla tapahtuu. Nämä koneet pystyvät käsittelemään suurimman osan osista vain 1–2 asennuksella, jolloin tuhlatut aika vähenevät noin yhteensä tunniksi. Tämä temppu johtuu sisäänrakennetuista asettamisjärjestelmistä, jotka säätävät kulmaa automaattisesti tarvittaessa. Tämä mahdollistaa sen, että koneistajat voivat jatkaa työtä pysähtymättä näille mutkikkaalle kaareville ja epätavallisille kulmille. Otetaan suuri lentokonealan yritys esimerkiksi. He onnistuivat vähentämään tarvittavat viisi erillistä asennusta turbiinilapeille vain yhteen asennukseen. Tuloksena? Valtava 37 % vähennys kokonaisvalmistusaikaan.

Automaation vaikutus 5-akselisessa CNC-koneistuksessa ihmisen aiheuttamien virheiden vähentämiseen siirtymävaiheissa

Kun työntekijät asettavat osia manuaalisesti, heidän asennossaan esiintyy kohdistusongelmia noin kerran kahdeksassa asennossa viime vuonna julkaistun Machinery Efficiency Report -teollisuusraportin mukaan. Viisiakselikoneet vähentävät näitä ongelmia, koska ne hoitavat työkalupolun muutokset ja kääntävät työkappaleita automaattisesti. Useimmissa modernissa järjestelmissä on törmäysten havaitsemisjärjestelmä, joka varmistaa kaikkien akselien läpi tasaisen liikkeen. Joidenkin valmistajien mukaan jätteen määrä on vähentynyt jopa 30 % tarkkuudesta riippuvaisissa aloissa, kuten lääkinnällisten laitteiden valmistuksessa. Vaikka automaattiset prosessit parantavat tarkkuutta selvästi, koneenkäyttäjillä on edelleen oppimiskäyrä, koska heidän on hallittava useita koneita yhtä aikaa sen sijaan, että keskittyisivät vain yhteen asento.

Osaltaan tarkkuuden ja pinnanlaadun parantaminen

viisiakselinen konepurskinta nostaa tarkkuusvalmistusta mahdollistaen jatkuvan työkalun käytön monimutkaisten geometrioiden kanssa. Tämä ominaisuus minimoitaa käyttäjän väliintulot ja säilyttää ±0,005 mm tarkkuudet, jotka ovat kriittisiä lentokone- ja lääkintäkomponenteille, kuten turbiinilapeille ja ortopedisille implantteille.

Parannettu tarkkuus ja toistettavuus monimutkaisissa geometrioissa

Toisin kuin 3-akseliset koneet, jotka vaativat uudelleenasennuksen, 5-akseliset järjestelmät pitävät optimaaliset leikkauskulmat käyräviivaisten pintojen käsittelyssä. Ruuvimainen työkalureitti voi koneistaa turbiinilapun siiven profiilin yhdessä asennossa – vähentäen mittojen vaihteluita 18 % verrattuna monivaiheisiin prosesseihin.

Tiukempien toleranssien saavuttaminen parhaella työkalureitin ohjauksella

Edistynyt CAM-ohjelmisto optimoi työkalun suunnan estäen taipumista, erityisesti syvien kolojen jyrsinnässä. Pitämällä työkalu kohtisuorassa kaarevia pintoja vasten, 5-akseliset järjestelmät vähentävät jäntevirheitä kaarissa 32 % ja takaavat tasaisen pinnanlaadun tuotantosermissä.

Tietotulkinta: Pintakäsittelyn Parannukset Jopa 40 % Vertailussa 3-akselisiin Järjestelmiin

Kyky yllättää optimaalista jakekuormaa ja leikkausnopeutta yhdistetyillä kulmilla vähentää työkaluviivoja ja jälkikäsittelytarvetta. Autoteollisuuden valmistajat ilmoittavat Ra (karheuden keskiarvo) -arvoja alle 0,8 μm 5-akselisille koneistettuihin vaihdelaatikkoihin – 40 % parannus perinteisiin 3-akselisiin tuloksiin nähden.

Valmistuksen Toimintojen Yhdistäminen Tehokkuuden Parantamiseksi

Kierrettävien ja Jyrsitysten Integrointi 5-akselisissa Järjestelmissä

Uusimmat 5-akseliset koneistusjärjestelmät yhdistävät hionnan ja jyrsinnän, mikä mahdollistaa useiden toimintojen suorittamisen ilman koneen vaihtamista. Osien siirtäminen edestakaisin sorvien ja jyrsinkoneiden välillä ei enää aiheuta saman verran kohdistusongelmia. Machinery Trendsin teollisuuskatsauksen 2024 mukaan nämä järjestelmät vähentävät kohdistusongelmia noin 30 prosenttia. Monimutkaisiin osiin, jotka vaativät sekä pyörimis- että suoraviivaista leikkausta, nämä järjestelmät tarjoavat mahdollisuuden valmistaa osat yhdessä kiinnityksessä. Tämä säästää aikaa ja kustannuksia, ja vähentää virheiden mahdollisuutta perinteisessä valmistuksessa, jossa osia käsitellään usein liikaa.

Tuotannon tehostaminen vähentämällä koneensiirtoja ja kiinnikkeitä

A modern manufacturing line where a technician supervises 5-axis CNC machines processing parts with minimal fixturing.

Ilmailuteollisuuden yritykset, jotka käyttävät 5-akselijärjestelmiä turbiinilapojen valmistuksessa, ovat huomanneet kiinnikkeiden tarpeen laskevan noin puoleen. Tämä vähennys johtaa vähemmäisiin asetusten määrään, mikä puolestaan lyhentää valmistusaikaa ja vähentää työkalukustannuksia. Esimerkkinä voidaan mainita yhden autonosien valmistajan, joka onnistui vähentämään osien valmistusaikaa noin 22 % jokaisesta osasta, koska koneiden väliset siirrot vähenivät. Tämän lähestymistavan hyvä puoli on myös se, että osat eivät vaurioidu jatkuvien kiinnitysvaiheiden aikana, ja sijainnin tarkkuus säilyy alle 5 mikronin tarkkuudella. Tiukkojen toleranssien kanssa työskenteleville tehtaille tällaiset parannukset tarkoittavat paljon päivittäisessä toiminnassa.

Trendi: Hybridimallin hyväksyminen 5-akselin koneet korkean tuotantotehokkuuden vuoksi

Yhä useampi valmistavaan teollisuuteen kuuluva yritys on siirtymässä hybridimallisiin 5-akselijärjestelmiin, jotka yhdistävät perinteisen koneenlähistön ja lisäävän valmistusteknologian osien valmistamiseen, joihin liittyy vähäinen jälkikäsittelytarve. Nämä integroidut alustat vähentävät komponentin valmistukseen tarvittavien vaiheiden määrää, jopa 40 % vähemmän kuin aikaisemmin oli yleistä. Eräs lääketieteellisten laitteiden valmistajan tapaustutkimus osoittaa myös kustannusten säästymisen – heidän koneensa aiheuttamat työkustannukset laskivat noin 15 %, kun ne ryhtyivät automaattisesti vaihtamaan työkaluja ja käyttämään yhden ohjelmoinnin asetuksia useiden eri asetusten sijaan. Todella mielenkiintoista on kuitenkin se kehityssuunta, jossa koneet kalibroivat itsensä. Tämä kehitys on saanut aikaan sen, että tuotantolinjat toimivat sulavammin eri erien välillä, mikä vähentää odotusaikoja noin 18 % viimeisimpien tietojen mukaan. Valmistajat ovat huomanneet, että nämä parannukset ovat kustannustehokkaita ja myös välttämättömiä pysyäkseen mukana modernien tuotantovaatimusten kanssa.

Johtoaikojen lyhentäminen asetusten ja kiinnitysten optimoinnilla

Kiinnitysten monimutkaisuuden minimoiminen dynaamisella työkappaleen asennolla

Kiinnitysten monimutkaisuus vähenee huomattavasti, kun puhutaan 5-akselisesta koneistuksesta, koska kone liikuttaa työkappaletta sen ollessa käsiteltävänä. Perinteiset 3-akseliset järjestelmät vaativat erilaisia erikoiskiinnityksiä aina, kun työkappaleen asento muuttuu, mutta uudemmat koneet tarjoavat lisäliikeominaisuuksia kahta lisäakselia pitkin. AMT:n vuoden 2023 tutkimusten mukaan noin 60–80 prosenttia kiinnityksistä voidaan poistaa monimutkaisten muotojen käsittelyssä. Tuuliturbiinin lapojen valmistus voidaan ottaa yhtenä esimerkkinä. Aikaisemmin tällaisiin tarvittiin jopa kaksitoista erillistä asetusta vanhoilla laitteilla, mutta nykyään valmistajat voivat käyttää vain yhtä kolmeen asetukseen kiinnitysklepperiä, jotka toimivat eri kulmissa.

Kustannus- ja aikasäästöt kiinnitysten vähentymisestä

Yksinkertaisempi kiinnitys vähentää suoraan työtunteja ja materiaalihukkaa:

  • Kiinnityksen ajan säästö : 50–70 % nopeampi per osa (IMTS 2024 Työkalutuksen tehokkuusraportti)
  • Kiinnityslaitteiden kustannukset : 2500–15000 dollaria säästöä per monimutkainen projekti välttämällä räätälöityjä apukiskoja
    Tarkat pyöröpöydät pitävät paikannustarkkuuden 5 mikronin sisällä dynaarisessa uudelleenasennossa, mikä poistaa manuaalisten mittausvaiheiden välissä.

Kulkuajan lyhentyminen 5-akselikoneistuksella prosessien yhdistämisen vuoksi

Kun yritykset yhdistävät porauksen, jyrsinnän ja viimeistelyn yhteen asetukseen, tuotantosyklien kesto lyhenee tyypillisesti 30–60 prosentilla. Myös ilmailuteollisuus on nähnyt vaikuttavia tuloksia. Yksi valmistaja sai odotusaikojen merkittävästi lyhenemään siirryttyään 5-akselijärjestelmiin. Tärkeiden lentoihin tarvittavien osien valmistusaika, joka aiemmin kesti kaksi viikkoa, supistui alle viikon ja päivän mittaiseksi. Tuotantoprosessin aikana työkalujen liikkeitä optimoimalla saadaan vielä lisää säästöjä. Haas Automationin tekemässä testissä todettiin, että työskentelyaikaa voidaan nopeuttaa noin 15–20 prosenttia pelkästään vähentämällä tyhjäkäyntiliikkeitä.

UKK-osio

Mitä on 5-akselinen mäkiminen?

5-akselikoneistus mahdollistaa työkalujen liikuttamisen samanaikaisesti viittä eri akselia pitkin, mikä mahdollistaa monimutkaisten muotojen koneistuksen lähes mistä tahansa suunnasta.

Miten 5-akselikoneistus vähentää asetusaikoja?

Sallimalla suurimman osan osista koneistettavaksi vain yhdellä tai kahdella asennolla, 5-akselinen koneistus vähentää merkittävästi manuaalista uudelleenasennusta, jolloin asennusaikoja ja kokonaisvalmistuskustannuksia saadaan vähennettyä.

Miksi 5-akselista CNC-koneistusta pidetään tarkempina?

5-akseliset CNC-koneet käyttävät edistynyttä CAM-ohjelmistoa työkalureittien optimoimiseksi ja toleranssien ylläpitämiseksi, mikä takaa korkeamman tarkkuuden ja tasaisen pinnanlaadun monimutkaisissa geometrioissa.

Miten 5-akselinen koneistus vaikuttaa toimitusaikoihin?

Vähentämällä kiinnityksen monimutkaisuutta ja yhdistämällä useita työvaiheita yhdessä asennossa, 5-akselinen koneistus vähentää merkittävästi tuotannon läpimenoaikoja.

Copyright © DEPU CNC (Shenzhen) Co., Ltd.  -  Tietosuojakäytäntö