Kaip 5 ašių apdirbimas sumažina operacijas ir padidina tikslumą

Pašalindami kelias įrangas naudodamiesi 5-asio mašinavimas

Suprantimas 5-asio mašinavimas procesas ir jo poveikis darbo eigiui

Penkių ašių CNC mašinos leidžia pjovimo įrankiams laisvai judėti visomis penkiose ašyse vienu metu, todėl jos gali pasiekti dalis beveik iš visų galimų krypčių. Nebereikės sustabdyti mašinos per darbą, kad ranka pakeistumėte pozicijas – kažkas, kas anksčiau reikėdavo sustabdyti veiklą, vėl viską sureguliuoti ir susidorojti su galimais nesuderinamumo klausimais. Viską palikus vienoje paruošimo vietoje, šie nepatogūs darbo proceso pertraukimai sumažėja maždaug 63 procentais, lyginant su senesnėmis trijų ašių sistemomis. Praėjusiais metais paskelbti apdirbimo ataskaitos tai patvirtina, rodydamos reikšmingą laiko taupymą įmonėms, gaminančioms sudėtingas dalis.

Sumažinimas paruošimo laiko ir operacijų skaičiaus per integruotą pozicionavimą

Senamadiškis 3 ašių apdirbimas dažnai reikalauja kelių įstatymų, kad būtų apdirbama sudėtingos detalės iš visų pusių. Kalbame apie 4–6 įstatymus labai sudėtingoms detalėms. Kiekvieną kartą, kai jie sustoja ir perkuria, prarandama apie 30–45 minutes, kai iš esmės nėra pjaunamas metalas. Tai greitai kauptis, kai gaminama kaip aviacijos detalė, kurios tik įstatymui prarandama apie 165 minutes. Dabar pažvelkite, kas vyksta naudojant 5 ašių mašinas. Šios mašinos dažnai gali apdirbti daugelį detalių tik per 1 ar 2 įstatymus, sumažinant šį laiką iki maždaug valandos. Stebuklas slypi įmontuotose pozicionavimo sistemose, kurios automatiškai koreguoja kampą pagal poreikį. Tai leidžia technikams toliau dirbti be pertraukimų dėl sudėtingų formų ir nestandartinių kampų. Imkime vieną didelę aviacijos kompaniją kaip įrodymą. Ji sugebėjo sumažinti reikalingus penkis atskirus įstatymus turbinos mentėms iki vieno vienintelio įstatymo. Rezultatas? Stulbinantis 37 % mažinimas viso gamybos laiko.

Kaip 5 ašių CNC automatizacija sumažina žmogaus klaidas perėjimo metu

Kai darbuotojai rankiniu būdu nustato dalių pozicijas, jie linkę sukelti lygiavimo problemas maždaug vieną kartą kas aštuonis įrengimus, pagal pramonės efektyvumo ataskaitą, paskelbtą pernai. Penkių ašių mašinos sumažina šias problemas, nes jos automatiškai keičia įrankių kelią ir sukioja apdirbamą objektą. Daugelis šiuolaikinių sistemų yra sukonstruotos su susidūrimų aptikimo funkcijomis, kurios užtikrina sklandų judėjimą visomis ašimis. Kai kurios gamintojų įmonės praneša, kad atliekų kiekis sumažėjo beveik 30 % sektoriuose, kur svarbiausia tikslumas, pavyzdžiui, gaminant medicinos priemones. Nors automatizuoti procesai tikrai padidina tikslumą, vis tiek operatoriams reikia įvaldyti tam tikrą mokymosi kreivę, nes jiems reikia valdyti kelias mašinas vienu metu, o ne koncentruotis tik į vieną įrengimą.

Dalinės tikslumo ir paviršiaus kokybės gerinimas

5 ašių apdirbimas padidina tikslų gamybą, leisdamas įrankiui nuolat dirbti su sudėtingomis geometrijomis. Ši savybė sumažina operatoriaus intervencijas, išlaikant ±0,005 mm tikslumo ribas, kurios yra kritiškai svarbios aviacijos ir medicinos komponentams, tokiems kaip turbinos mentės ar ortopediniai implantai.

Padidinta tikslumo ir kartojamumo sudėtingose geometrijose

Skirtingai nei 3 ašių įrenginiai, kuriems reikia perkėlimo, 5 ašių sistemos išlaiko optimalius pjūvio kampus kontūravimo operacijoms. Sraigtinės įrankio trajektorijos leidžia apdirbti turbinos mentės aerodinaminį paviršių vienoje pozicijoje – sumažinant matmenų nukrypimus 18 % lyginant su daugiapakopėmis procedūromis.

Gilesnių tolerancijų pasiekimas per patobulintą įrankio trajektorijos kontrolę

Pažengusi CAM programa optimizuoja įrankio orientaciją, kad būtų išvengta jo lenkimo, ypač giluminiame frezavime. Išlaikant įrankio statmenumą kreivinėms paviršiams, 5 ašių sistemos sumažina lankstumo klaidas lankuose 32 %, tuo tarpu užtikrina vienodą paviršiaus kokybę visose gamybos partijose.

Duomenų įžvalga: 40 % pagerintas paviršiaus apdorojimas lyginant su 3 ašių sistemomis

Galimybė palaikyti idealų drožlių apkrovą ir pjūvio greitį sudėtingomis kryptimis mažina įrankių žymas ir poreikį papildomai apdoroti. Automobilių gamintojai nurodo Ra (vidutinio šiurkštumo) reikšmes žemiau 0,8 μm 5 ašių pavarų korpusams – 40 % pagerinimą lyginant su tradiciniais 3 ašių rezultatais.

Gaminimo operacijų konsolidavimas siekiant didesnio efektyvumo

5 ašių sistemose integruotos sukiojimo ir frezavimo operacijos

Naujausios 5 ašių apdirbimo sistemos sujungia sukiojimo ir frezavimo funkcijas, leidžiant įmonėms atlikti kelias operacijas nepersijungiant tarp įrenginių. Nebereikia pernešinėti detalių tarp sukiojimo staklių ir frezavimo mašinų, todėl mažėja pritvirtinimo problemų. Pagal naujausius 2024 metų pramonės duomenis, pateiktus Machinery Trends, tokia sistema sumažina pritvirtinimo problemas maždaug 30 procentų. Sudėtingoms detalėms, reikalaujančioms tiek sukiojimo, tiek tiesioginio pjūvio kelių, šios sistemos viską atlieka vienu įtvirtinimu. Tai sutaupo laiką ir lėšas, o taip pat išvengiama klaidų, atsirandančių dėl pernelyg daug kartų perdirbinėjamų detalių tradiciniais gamybos procesais.

Gamybos procesų supaprastinimas mažinant mašinų ir įtaisų pakeitimą

Aerospace įmonės, dirbančios su 5 ašių sistemomis, pastebėjo, kad jų poreikis tvirtinimo įtaisams sumažėjo maždaug perpus, gaminant turbinos mentis. Šis sumažėjimas reiškia mažiau visų darbo vietų, todėl sutrumpėja tiek gamybos laikas, tiek įrankių kaina. Vienas automobilių detalių gamintojas sumažino apie 22 % gamybos laiko kiekvienai daliai tik dėl to, kad sumažėjo perkėlimų tarp mašinų skaičius. Tai taip pat sumažina dalies pažeidimo riziką dėl nuolatinio tvirtinimo, išlaikant tikslų padėties tikslumą – 5 mikronai arba geriau. Įmonėms, dirbančioms su mažomis paklaidomis, tokie patobulinimai daro tikrą skirtumą kasdieniame darbe.

Tendencija: Hibrido naudojimo plitimasis 5-asis mašinos gaminio našumo efektyvumui

Vis daugiau įmonių, veikiančių gamybos sektoriuose, renkasi hibridines 5 ašių sistemas, kurios sujungia tradicinį apdirbimą su pridėtinės gamybos galimybėmis, kad būtų gaminamos detalės, reikalaujančios minimalaus paskesnio apdirbimo. Šios integruotos platformos sumažina reikalingų žingsnių skaičių, kad būtų užbaigiamas vienas komponentas – kartais net 40% mažiau nei anksčiau. Tikroje pasaulio atvejų analizėje, atliktos medicinos įrenginių firmos, parodyta, kaip šios sistemos gali padėti taupyti lėšas – jie pasiekė apie 15% mažesnių darbo kaštų, kai jų mašinos pradėjo automatiškai keisti įrankius ir naudoti vieną programavimo konfigūraciją vietoj kelių. Tačiau tikrai įdomu yra tendencija link mašinų, kurios kalibruoja save. Ši plėtra padarė, kad gamybos linijos tarp partijų veiktų sklandžiau, sumažinant laukimo laiką maždaug 18%, pagal naujausius duomenis. Gamintojai pastebi, kad šie patobulinimai yra ne tik pelno taupymo priemonė, bet ir būtini moderniems gamybos reikalavimams išlaikyti.

Sumažinant paruošimo laiką per konstrukcijos ir įtvirtinimo optimizavimą

Mažinant įtvirtinimo sudėtingumą per dinaminį detalių orientavimą

Įtvirtinimo sudėtingumas žymiai sumažėja kalbant apie 5 ašių apdirbimą, nes mašina pati judina dalį, kai su ja dirba. Tradicinės 3 ašių sistemos kiekvieną kartą, kai keičiasi detalės padėtis, reikalauja įvairių specialių įtvirtinimų, tačiau šios naujesnės mašinos turi papildomą judėjimo galimybę per dvi ašis. Pagal 2023 m. AMT tyrimus, įmonės gali pašalinti maždaug nuo 60 iki 80 procentų šių įtvirtinimų, kalbant apie sudėtingas formas. Paimkime pavyzdžiui turbinos mentes. Anksčiau joms reikėdavo maždaug dvylika atskirų paruošimų senesnėse įrangose, tačiau dabar gamintojai pasitenkina vos viena iki trijų paruošimų dėka universaliems viceams, veikiantiems skirtingais kampais.

Išlaidų ir laiko taupymas dėl mažesnių įtvirtinimo reikalavimų

Paprastesnis įrengimas tiesiogiai sumažina darbo valandų ir medžiagos atliekų kiekį:

• Fiksavimo laiko mažinimas : 50–70 % greičiau vienai daliai (IMTS 2024 Įrankių naudingumo ataskaita)
• Įrengimo kaina : sutaupoma 2500–15 000 JAV dolerių vienam sudėtingam projektui, vengiant individualių įtaisų
  Tikslūs sukiojimo stulpai išlaiko padėties tikslumą ±5 mikronų ribose dinaminio perkėlimo metu, pašalindami rankinio matavimo tarp operacijų žingsnius.

Ciklo laiko mažinimas naudojant 5 ašių apdirbimą dėl sujungtų procesų

Kai įmonės vienoje sistemoje derina gręžimą, frezavimą ir apdailą, gamybos ciklai paprastai sutrumpėja nuo 30 iki 60 procentų. Puikių rezultatų pasiekė ir aviacijos pramonė. Viena gamintoja, pereidama prie 5 ašių sistemų, žymiai sumažino laukimo laiką. Kai kuriems svarbiems orlaivių komponentams, kuriuos anksčiau reikėdavo gaminti dvi savaites, dabar užtenka šiek tiek daugiau nei savaitės. Be to, dar daugiau laiko sutaupoma įvertinus įrankių judėjimą gamybos metu. Haas Automation atliktas bandomasis darbas parodė, kad optimalus judėjimo kelių planavimas gali pagreitinti procesus 15–20 procentų tiesiog dėl to, kad mašinos mažiau laiko leidžia judėdamos be darbo su medžiaga.

Dažniausiai paskyrančių klausimų skyrius

Kas yra 5-asis gamyba?

5 ašių apdirbimas leidžia pjūklams judėti išilgai penkių skirtingų ašių vienu metu, suteikiant galimybę apdirbti sudėtingas formas iš beveik bet kurios krypties.

Kaip 5 ašių apdirbimas sumažina paruošimo laiką?

Leidžiant apdirbti daugumą dalių tik vienoje ar dviejose pozicijose, 5 ašių apdirbimas žymiai sumažina būtinybę rankiniam perkėlimui, todėl sutrumpėja paruošimo laikas ir bendros gamybos išlaidos.

Kodėl 5 ašių CNC laikoma tikslamesne?

5 ašių CNC staklės naudoja pažengusią CAM programinę įrangą, kad būtų optimizuoti įrankių keliai ir išlaikyti tikslumo ribai, užtikrinant didesnį tikslumą ir nuolatinę paviršiaus kokybę sudėtingose geometrijose.

Kaip 5 ašių apdirbimas veikia pristatymo laikotarpį?

Mažinant tvirtinimo sudėtingumą ir integruojant kelias operacijas vienoje pozicijoje, 5 ašių apdirbimas žymiai sumažina gamybos ciklo trukmę.