Kaip 5 ašių CNC sumažina paruošimo laiką ir pagerina detalių tikslumą

Paruošos Laiko Mažinimas Dėka Apdorojimo Vienoje Paruošoje

Supratimas Apie Paruošos Laiko Mažinimą Dėka Apdorojimo Vienoje Paruošoje

The 5 Ašių CNC Įrenginiai leidžia atlikti apdirbimą vienu nustatymu, nereikiant nuolat perkelti detalių. Pagal pramonės duomenis iš HWacheon Asia, detalių, kurios įprastai užtrunka tris ar keturis atskirus nustatymus senesnėse CNC sistemose, dabar galima apdirbti vienu ciklu naudojant šią pažangią technologiją. Privalumai yra dideli. Susijusios su nustatymais klaidos sumažėja apie 37 procentų, o pertraukos tarp pjovimų trukmė sutrumpėja beveik dvigubai, pagal 2023 metų Įrangos efektyvumo ataskaitą. Kas tai daro įmanoma? Na, operatoriai dirba su šiomis mašinomis naudodami unifikuotas koordinačių sistemas ir specialius tvirtinimo įrenginius, kurie visą apdirbimo proceso trukmę palaiko detalę tinkamoje padėtyje. Toks nuoseklumas ir yra priežastis, kodėl daugelis gamyklų persikelia prie šios technologijos nepaisant pradinių investicijų sąnaudų.

Mažiau nustatymų ir greitesnis apdorojimas 5 ašių apdirbime

Kai gamintojai taiko SMED metodą savo 5 ašių apdirbimo procesams, dažnai šios ilgos paruošimo procedūros sutrumpinamos nuo kelių valandų iki maždaug 15 minučių daugelyje taikymų. Tikras stebuklas įvyksta dėl šių greitų maršrutų koregavimų, kurie leidžia mašinoms sklandžiai perjungtis tarp skirtingų užduočių be būtinybės kiekvieną kartą visko reguliuoti rankiniu būdu. Paimkime pavyzdžiui aviacijos induklio profiliavimą. Tai, kas anksčiau reikalavo penkių atskirų paruošimų, dabar gali būti atlikta vienu ciklu, todėl bendras gamybos laikas žymiai sutrumpėja lyginant su tradiciniais metodais.

Atvejo analizė: Efektyvumo padidėjimas tikslumine gamyboje

Oro erdvės gamintojas, įsikūręs Šenzhenyje, įdiegė 5 ašių vieno paruošimo protokolus 47 darbo vietose, pasiekdamas:

Šis 12 mėnesių projektas sumažino bendrą projekto trukmę 19 %, tuo pat metu pirmojo bandymo sėkmingumo rodiklį pakeldamas iki 98,2 % (2024 m. Taupios gamybos auditas).

Siekiant aukštesnio detalės tikslumo naudojant pažangų įrankio judėjimo kelių valdymą

Pagerintas detalės tikslumas naudojant pažangų įrankio judėjimo kelių valdymą

Pažangiausi penkių ašių CNC staklės gali pasiekti nepaprastai didelį tikslumą dėl gebėjimo adaptiškai optimizuoti įrankio judėjimo trajektorijas. Šios staklės nuolat koreguoja pjaunamąsias kampus ir reguliuoja padavimo greitį veikimo metu, kad pjaunamasis įrankis būtų tinkamai susietas su apdirbamu detaliu. Toks požiūris pašalina tuos varginančius pozicionavimo klaidų šaltinius, kurie kliudo tradicinėms trijų ašių sistemoms, taip pat sumažina vibracijas, sukeliančias apdirbimo nukrypimus, maždaug 60 procentų – taip teigia pramonės ataskaitos iš praėjusiais metais. Sistema nuolat perskaičiuoja šias įrankio judėjimo trajektorijas realiu laiku, remdamasi integruotų jutiklių duomenimis ir analizuodama, kaip skirtingi medžiagų tipai elgiasi esant apkrovai. Paimkime, pavyzdžiui, aviacijos pramonę, kur kontūrinių lygiagrečių frezavimo technikos naudojimas padeda išlaikyti stabilius turbinos mentžių matmenis. Mažindamos šonines pjaunamąsias jėgas, gamintojai gali pasiekti tarpusienio tikslumą siauresnį nei ±0,002 milimetro be jokių papildomų apdailos etapų po apdirbimo.

Kaip 5 ašių vienu metu vykstantis kontūravimas pagerina paviršiaus apdorojimą ir matmeninę stabilumą

Vienu metu vykstantis 5 ašių judėjimas leidžia neprekintam įrankio kontaktui su sudėtingais paviršiais, tokiais kaip turbinės ar medicininiai implantai. 2024 m. tyrimas parodė 38 % mažesnį paviršiaus šiurkštumą (Ra ≤ 0,4 μm) lyginant su 3 ašių laiptelių formos defektais. Tolygus pjovimo judesys taip pat sumažina šilumos kaupimąsi, neleidžiant terminei deformacijai aliuminio ir titano lydiniuose.

Programinės įrangos integracija 5 ašių CNC apdirbimas tikrojo laiko tikslumo korekcijai

CAM programinės įrangos platformos, tokios kaip BobCAD su adaptuojamais įrankių judėjimo takeliais, iš tiesų gali taisyti klaidas net tuomet, kai mašina jau veikia, dėka realaus laiko matavimų, atliekamų gaminant. Pavyzdžiui, dirbant sudėtingus automobilių injekcinių formų darbus, gamintojai praneša, kad medžiagų atliekas pavyko sumažinti beveik dvigubai, tiesiog todėl, kad šios sistemos automatiškai kompensuoja, kai įrankiai pradeda dilti per darbą. Galimybė koreguoti operacijas realiu laiku užtikrina, kad dauguma pjovimo operacijų visą beveik visą apdirbimo trukmę išliktų reikiamose ribose – tai vyksta apie 9 iš 10 atvejų skirtingose gamyklėse.

5 ašių CNC pranašumai prieš 3 ir 4 ašių sistemas

5 ašių CNC apdirbimas Pranašumai prieš 3 ir 4 ašių sistemas apdorojant sudėtingas geometrines formas

Penkių ašių CNC staklės siūlo kažką ypatingo, kai reikia gaminti sudėtingas formas, tokius kaip reikalingos lėktuvų variklių detalėms ar chirurginiams įrenginiams. Įprastos trijų ašių staklės gali judėti tik tiesiomis linijomis X, Y ir Z plokštumose. Tačiau penkių ašių staklės turi papildomas A ir B sukimosi ašis, kurios leidžia pjovimo įrankiams pasiekti detalių paviršius patogesnėmis pozicijomis. Nebereikia nuolat apvartyti dalių per gamybos procesą. Pagal pramonės duomenis iš praėjusiais metais paskelbto Tikslinio Apdirbimo Ataskaitos, šie dažni perkėlimai ir persitvarkymai sukelia apie 30 procentų visų gamybos užlaikymų tradicinėse trijų ašių dirbtuvėse.

Aviacijos gamintojai, naudojantys penkių ašių sistemas, sumetė 48 % mažesnes tvirtinimo priemonių sąnaudas lyginant su keturių ašių alternatyvomis, apdirbdami kuro sraigtus vienu etapu.

Detalės tikslumas 5 ašių CNC apdirbimas palyginus su 3 ir 4 ašių sistemomis

5 ašių CNC sistemos gali pasiekti tokias tiksliai ±0,005 mm tolerancijas, nes visą procesą pjovimo įrankis išlaiko pastovią kampinę padėtį prie apdirbamojo gaminio. Tai yra labai svarbu srityse, kur tikslumas yra viskas, pvz., optinių komponentų gamyboje. Grįžimas prie senesnių 3 ašių technikų reiškia nuolatinį stabdymą ir dalių perkėlimą, o kiekvieną kartą atsiranda mažų suderinimo problemų. Kalbame apie potencialių klaidų kaupimąsi iki 0,02 mm po vieno tiesioginio perdavimo. Tačiau tai, kas išskiria 5 ašių apdirbimą, yra tai, kaip jis vienu metu tvarko įrankių trajektorijas, o ne žingsnis po žingsnio. Rezultatas? Žymiai mažiau įrankių lenkimosi ar deformacijos per veiklą. Pagal praėjusiais metais paskelbtą tyrimą „Advanced Manufacturing Journal“, šis metodas leidžia gauti 62 procentais lygesnes paviršiaus savybes, palyginti su 4 ašių staklių sekiniamuoju darbu.

Darbo eigos optimizavimas ir pramonės taikymai

5 ašių CNC planavimas ir darbo eigos optimizavimas siekiant didesnio efektyvumo

5 ašių CNC mašinų revoliucija leidžia gamykloms sujungti anksčiau buvusius kelis etapus į vieną sklandų darbo procesą dėka protingo įrankio judėjimo maršrutų planavimo. Kai inžinieriai iš pat pradžių įvertina detalės sudėtingumą ir su kuria medžiaga dirbama, jie sumažina nuobodų rankinį perkėlimą apie 70 procentų, kaip nurodyta praėjusiais metais paskelbtame Tikslaus apdirbimo ataskaitoje. Šiuolaikinė CAM programinė įranga šiuolaikiniu metu atlieka didžiąją dalį sudėtingų užduočių, nustatydama optimaliausią pjovimo seką, kad mašinos praleistų mažiau laiko tiesiog besisukdamos nieko nepjaudamos, taip pat išvengdamos brangių įrankių susidūrimų. Padėties tikslumas visą laiką išlaikomas neviršijant ±0,005 mm. Paimkime, pavyzdžiui, aviacijos kompanijas. Jos pavyko sutrumpinti ilgas 14 valandų sparno rėmo apdirbimo užduotis iki vos devynių valandų, kurios vykdomos naktį be žmogaus stebėjimo, visiškai dėka geresnių sluoksniuotų įrankio kelių, kurie efektyviai padengia kiekvieną kampą.

Poveikis mažinimui apdirbimo laiko ir sumontavimo efektyvumui automobilių prototipijos procese

Kalbant apie automobilių prototipavimą, 5 ašių CNC sistemos tikrai padarė įtaką tam, kiek laiko reikia stabdžių žnyplių apdirbimui. Tai, kas anksčiau užtrukdavo apie 18 valandų vienetui, dabar atliekama šiek tiek daugiau nei per 12,5 valandos. Šios mašinos gali dirbti su septyniomis svarbiomis paviršiaus sritimis vienu metu, todėl sumažinamas būtinybė keisti montavimo parinktis, kurių anksčiau reikėdavo. Vietoj to, kad keistų montavimo parinktis penkis kartus per gamybos ciklą, gamintojams dabar reikia tai daryti tik vieną kartą per partiją. Be to, jos pasiekia įspūdingą tikslumą – plius arba minus 0,02 mm, nepriklausomai nuo to, ar dirbama su aliuminiu, ar su kompozitinėmis medžiagomis. Remiantis 2024 m. paskelbtais tyrimais, komandos, kurios pereidavo prie 5 ašių darbo eigų, pastebėjo, kad liejimo formų pristatymo laikas sutrumpėjo beveik trečdaliu. Tuo pat metu paviršiaus apdorojimas tapo žymiai vientisesnis, pagerėjęs apie 41 %, palyginti su tradiciniais 4 ašių metodais. Toks efektyvumas daro šias pažangias sistemas vertas apsvarstymo bet kokiame rimtame automobilių kūrimo projekte.

Tendencijų analizė: Gamybos greičio ir pristatymo laiko mažinimas šiuolaikiniuose aviacijos komponentuose

Aviacijos pramonė šiuo metu pastebi didelius pagerinimus turbinos mentžių gamybos greityje dėka 5 ašių CNC apdirbimo technologijos, palyginti su senesniais 4 ašių metodais. Gamytojai teigia, kad pereidami prie šių pažangios technologijos sistemų, jie sutrumpina gamybos laiką maždaug dviejų trečdalių. Kas tai padaro įmanoma? Išsiskiria keletas pagrindinių inovacijų. Pirma – tai protingi grubiojo apdirbimo algoritmai, kurie sumažina laiką, reikalingą nuimti didelį kiekį medžiagos nuo detalių, beveik ketvirtadaliu. Antra – dinaminė įrankio lenkimosi kompensacija, kuri išlaiko nepanaudotų atliekų lygį nepaprastai žemą – tik 1,2 %. Ir nepamirškime automatu matavimų, atliekamų tiesioginio apdirbimo metu, kurie sutaupo beveik pusę kokybės užtikrinimo darbų po proceso pabaigos. Atsižvelgiant į praktinius taikymo atvejus, įmonės, gaminančios titano priekabas, pavyko radikaliai sutrumpinti pristatymo laiką nuo 22 dienų iki vos 9 dienų, neprarandant atitikties AS9100D standartams. Tai sudaro beveik 60 % pagerėjimą bendrame ciklo laike, paprasčiausiai todėl, kad 5 ašių darbo procesas gerokai efektyviau susitvarko su sudėtingomis gamybos užduotimis.

DUK: 5 ašių CNC apdirbimas

Kas yra apdirbimas viename įtvare?

Apdirbimas viename įtvare reiškia detalės apdirbimą per vieną kartą, o ne kelis kartus keičiant įtvartą, kas žymiai sumažina laiką ir galimus klaidų riziką dėl daugkartinio detalių perkėlimo.

Kaip 5 ašių apdirbimas sumažina įtvarkos laiką?

5 ašių apdirbimas leidžia atlikti mažiau įtvartų keitimų dėl gebėjimo apdirbti sudėtingas geometrijas viename įtvare, taip sutrumpinant paruošimo laiką ir padidinant bendrą efektyvumą.

Kokie yra 5 ašių CNC privalumai prieš 3 ir 4 ašių sistemas?

Pagrindiniai privalumai apima didesnį tikslumą, trumpesnius įtvarkos laikus, galimybę apdirbti sudėtingas geometrijas ir mažesnę klaidų tikimybę.

Kurios sritys praktiškai naudoja 5 ašių apdirbimą?

5 ašių CNC apdirbimas dažnai naudojamas tokiose pramonės šakose kaip aviacija, automobilių prototipavimas ir tikslusis gamybos sektorius, kur gaminamos sudėtingos detalės, tokios kaip turbinų mentės, mentoriai ir medicininiai implantai.