Hogyan Csökkenti a 5-tengelyes Megmunkálás a Műveleteket és Növeli a Pontosságot

A több beállítás kiküszöbölése a 5-tengelyes megmunkálással 5-tengelyes gépfeldolgozás

A 5-tengelyes gépfeldolgozás folyamat és annak hatása a munkafolyamatra

Az 5-tengelyes CNC gépek lehetővé teszik a szerszámok szabad mozgását mind az öt tengely mentén egyszerre, ami azt jelenti, hogy a munkadarabokat majdnem minden lehetséges irányból el lehet érni. Már nem szükséges a gép leállítása a munka közben a manuális pozícióbeállításhoz – ez korábban a műveletek leállítását, az újraösszeállítást és az esetleges elmozdulási problémák kezelését jelentette. Az egyetlen beállítás fenntartása körülbelül 63 százalékkal csökkenti azokat az idegesítő munkafolyamat-megszakításokat, amelyeket a régebbi 3-tengelyes rendszerek okoztak. A tavalyi megmunkálási jelentések is ezt igazolják, számottevő időmegtakarítást mutatva a bonyolult alkatrészeket gyártó üzemeknél.

Beállítási idő és műveletek számának csökkentése az integrált pozicionálással

A hagyományos 3-tengelyes megmunkálás általában több beállítást igényel egy összetett alkatrész minden oldalának feldolgozásához. Nagyjából 4-től 6 beállításig beszélünk igazán bonyolult alkatrészek esetén. Minden egyes leállítás és újrapozicionálás során körülbelül 30 és 45 perc közötti idő megy el anélkül, hogy valóban fém lenne megmunkálva. Ez gyorsan összeadódik például egy repülőgépipari alkatrész esetében, ahol körülbelül 165 perc veszik el csupán a beállítások miatt. Nézzük meg most, mi történik 5-tengelyes gépek használatával. Ezek a gépek képesek a legtöbb alkatrészt mindössze 1-2 beállítással megoldani, ezzel csökkentve az elpazarolt időt körülbelül egy órára összesen. A varázslat a beépített pozicionáló rendszerekben rejlik, amelyek automatikusan állítják a szükséges szögeket. Ez lehetővé teszi a megmunkálóknak, hogy folyamatosan dolgozhassanak megállás nélkül azon a bonyolult íveken és furcsa szögeken. Vegyünk egy példát egy jelentős repülőgépipari vállalatra. Sikerült csökkenteniük a turbinapenge gyártásához szükséges öt különálló beállítást mindössze egyetlen beállításra. Mi volt az eredmény? Egy hatalmas 37%-os csökkenés az összesített gyártási időben.

Hogyan csökkenti az 5-tengelyes CNC gépek automatizálása az emberi hibákat átmenetek során

Amikor a munkások kézzel pozicionálják az alkatrészeket, hajlamosak pozicionálási hibákat elkövetni, amelyekből átlagban egyszer fordul elő nyolc felszerelésenként, az elmúlt évben megjelent Machinery Efficiency Report (Géppark Hatékonysági Jelentés) adatai szerint. Az 5-tengelyes gépek csökkentik ezeket a problémákat, mivel az eszközút-változásokat és az alkatrészek elforgatását automatikusan végzik. A legtöbb modern rendszer ütközésfelismerő funkcióval van felszerelve, amely biztosítja a zavartalan mozgást minden tengely mentén. Egyes gyártók szerint a hulladék mennyisége akár 30%-kal is csökkenthető olyan szektorokban, ahol a pontosság a legfontosabb, például orvostechnikai eszközök gyártásakor. Míg az automatizált folyamatok valóban javítják a pontosságot, az üzemeltetőknek továbbra is van egy tanulási görbéjük, hiszen egyszerre több géppel kell foglalkozniuk, ahelyett, hogy csak egyetlen felszerelésre koncentrálnának.

Az alkatrészek pontosságának és felületi minőségének javítása

az 5-tengelyes megmunkálás növeli a precíziós gyártást, mivel lehetővé teszi a szerszám folyamatos érintkezését összetett geometriákkal. Ez a képesség csökkenti az operátor beavatkozását, miközben ±0,005 mm tűrést tart, amely kritikus az aerospace és orvostechnikai alkatrészeknél, mint például turbinapenge vagy ortopédiai implantátum.

Fokozott pontosság és reprodukálhatóság összetett geometriák esetén

A 3-tengelyes gépekkel ellentétben, amelyek újrapozicionálást igényelnek, az 5-tengelyes rendszerek megőrzik az optimális vágási szöget kontúr megmunkálás közben. Egy spirális szerszámpálya egyetlen felfogásban megmunkálhatja a turbinapenge profilját – csökkentve a méreteltéréseket 18%-kal a többfokozatú folyamatokhoz képest.

Szűkebb tűrések elérése a szerszámpálya jobb vezérlésének köszönhetően

A fejlett CAM szoftver optimalizálja a szerszám pozícióját a kitérés elkerülése érdekében, különösen mélyedések marásakor. A szerszám merőleges tartásával a görbült felületekre, az 5-tengelyes rendszerek 32%-kal csökkentik az ívek húrhossz hibáit, miközben biztosítják a felületi minőség állandóságát a termelési tételen belül.

Adatok elemzése: Felületminőség javulása akár 40%-kal a 3-tengelyes rendszerekhez képest

A megfelelő forgácsolási terhelés és vágási sebesség fenntartásának képessége összetett szögek mentén csökkenti az esztergaképződést és a pótfeldolgozás szükségességét. Autóipari gyártók Ra (felületi érdesség) értékként 0,8 μm alatti értékeket jeleznek az 5-tengelyes megmunkálású sebességváltóházakhoz – ez 40%-os javulás a hagyományos 3-tengelyes megoldásokhoz képest.

Gyártási műveletek konszolidálása nagyobb hatékonyság érdekében

5-tengelyes rendszerekben az esztergálási és marási műveletek integrálása

A legújabb 5-tengelyes megmunkáló berendezések egyesítik a tokolás és marás funkcióit, lehetővé téve a gyártóüzemek számára, hogy több műveletet is elvégezzenek gépcsere nélkül. A megmunkálandó alkatrészek lathek és marógépek közötti mozgatásának megszüntetése csökkenti az igazítási problémák előfordulását. A Machinery Trends 2024-es jelentéséből származó ipari adatok szerint ez a megoldás körülbelül 30 százalékkal csökkenti az igazítási hibákat. Azoknál a bonyolultabb alkatrészeknél, amelyekhez mind forgó, mind egyenes vágási pályák szükségesek, ezek a rendszerek az összes megmunkálást egyetlen befogásban végzik el. Ez időt és pénzt takarít meg, miközben elkerülhetővé válnak azok a hibák, amelyek az alkatrészek túlzott kezelése során keletkeznének a hagyományos gyártási folyamatokban.

Gyártás egyszerűsítése kevesebb gépátállítással és befogóval

A repülőgépipari vállalatok, amelyek 5-tengelyes rendszerekkel dolgoznak, azt tapasztalták, hogy kb. felére csökkent a befogókra való szükségük, amikor turbinalapátokat gyártanak. Ez a csökkenés kevesebb összeállítást jelent összességében, ami rövidebb gyártási időt és alacsonyabb szerszámköltséget eredményez. Vegyünk péként egy autóalkatrész-gyártót: sikerült körülbelül 22%-kal lerövidíteniük az egyes alkatrészek gyártási idejét csupán azért, mert kevesebb áttételre volt szükség a gépek között. Ennek a megközelítésnek az előnye, hogy megakadályozza az alkatrészek sérülését a folyamatos befogás során, miközben a pozicionálási pontosságot 5 mikron vagy annál is pontosabb szinten tartja. Azoknak a műhelyeknek, amelyek szűk tűrésekkel dolgoznak, ezek az újítások valódi különbséget jelentenek a mindennapi működésben.

Trend: Hibrid rendszerek elfogadása 5-tengelyes gépek magas gyártási hatékonyság érdekében

Egyre több vállalat a különböző gyártási szektorokból hibrid 5-tengelyes rendszerekhez fordul, amelyek ötvözik a hagyományos megmunkálást a hozzáadó gyártási lehetőségekkel olyan alkatrészek előállításához, amelyek minimális utófeldolgozást igényelnek. Ezek az integrált platformok csökkentik az alkatrészek elkészítéséhez szükséges lépések számát, akár 40%-kal kevesebbre, mint korábban általános volt. Egy valós esettanulmány egy orvostechnikai cég részéről bemutatja, hogyan tudnak ezek a rendszerek költségeket is megtakarítani – a vállalatnál körülbelül 15%-os csökkenést tapasztaltak a munkaerőköltségekben, amikor a gépek elkezdték automatikusan kezelni az eszközcseréket, és egyetlen programozási beállítást használtak több helyett. Ugyanakkor különösen érdekes a kalibrálódó gépek irányába mutató tendencia. Ez a fejlesztés lehetővé tette a simább termelési folyamatot a tételváltások között, csökkentve a várakozási időt körülbelül 18%-kal, a legutóbbi adatok szerint. A gyártók egyre inkább azt tapasztalják, hogy ezek a fejlesztések nemcsak költséghatékonyak, hanem elengedhetetlenek is a modern termelési igények kielégítéséhez.

Előkészítési és befogástechnikai optimalizálással csökkentett előkészítési idő

Befogástechnikai bonyolultság minimalizálása dinamikus munkadarab-orientációval

A befogás bonyolultsága jelentősen csökken, ha 5-tengelyes megmunkálásról beszélünk, mivel a gép valójában mozgatja a munkadarabot, miközben dolgozik rajta. A hagyományos 3-tengelyes rendszerek minden egyes pozícióváltoztatáskor különféle speciális befogóeszközöket igényelnek, míg ezek az újabb gépek két további tengely mentén is rendelkeznek mozgási lehetőséggel. Az AMT 2023-as kutatása szerint a gyártóüzemek akár 60 és 80 százalékkal csökkenthetik a befogóeszközök számát bonyolult alakzatok esetén. Nézzük példaként a turbinalapátokat. Ezeket régebben akár tizenkét különálló befogással készítették el, de napjainkban már egyetlen univerzális tokmány segítségével, különböző szögek alkalmazásával, csupán egy-három befogással is megoldható a megmunkálás.

Költség- és időmegtakarítás a befogások számának csökkentésével

Egyszerűbb befogással közvetlenül csökkenthető a munkaóra és anyagszarvaság:

• Befogási idő csökkentése : 50–70%-kal gyorsabb darabonként (IMTS 2024 Szerszámbefogási Hatékonysági Jelentés)
• Befogóköltségek : 2500–15 000 USD megtakarítás komplex projektonként az egyedi sablonok elkerülésével
  Pontos forgóasztalok pozíciópontosságát 5 mikronon belül tartják dinamikus újrapozicionálás közben, megszüntetve a műveletek közötti manuális mérési lépéseket.

Előkészítési idő csökkentése 5-tengelyes megmunkálással a folyamatok összevonása miatt

Amikor a vállalatok egyetlen beállításban kombinálják a fúrást, marást és a simítást, akkor általában 30-60 százalékkal rövidülnek a termelési ciklusok. Az űripar is tapasztalt már meglepő eredményeket. Egy gyártó jelentősen csökkentette az várakozási időt, amikor áttért 5 tengelyes rendszerekre. A repülésekhez szükséges igazán fontos alkatrészek esetében, ami korábban két hetet vett igénybe, most már mindössze egy kicsit több mint egy hét alatt elkészül. Emellett további időmegtakarítás érhető el a gyártás során az eszközök mozgásának optimalizálásával. Egy Haas Automation által végzett teszt azt mutatta, hogy az útvonalak optimalizálásával a folyamat akár 15-20 százalékkal is felgyorsítható, pusztán azért, mert a gépek kevesebb időt töltenek mozgással anélkül, hogy közben anyagot dolgoznának fel.

GYIK szekció

Mi az a 5-tengelyes feldolgozás?

az 5-tengelyes megmunkálás lehetővé teszi, hogy a szerszámok egyszerre öt különböző tengely mentén mozoghassanak, így lehetővé téve a bonyolult alakzatok megmunkálását szinte bármely irányból.

Hogyan csökkenti a 5-tengelyes megmunkálás a beállítási időt?

A legtöbb alkatrész megmunkálását mindössze egy vagy két felfogásban engedélyezve, az 5-tengelyes megmunkálás jelentősen csökkenti a manuális újrapozicionálás szükségességét, ezzel csökkentve a beállítási időt és az összköltségeket.

Miért tartják az 5-tengelyes CNC-t pontosabbnak?

az 5-tengelyes CNC gépek korszerű CAM szoftvert használnak a szerszámút optimalizálására és a tűrések fenntartására, így biztosítva nagyobb pontosságot és a felületi minőség állandóságát összetett geometriák esetén.

Hogyan hat az 5-tengelyes megmunkálás a szállítási időkre?

A befogók körülményeinek egyszerűsítésével és több művelet integrálásával egyetlen felfogásban, az 5-tengelyes megmunkálás lényegesen csökkenti a gyártási időt.