CNC-Bearbeitung ist eine Methode, die in den meisten Produktionsabläufen verwendet wird und in den meisten Branchen weit verbreitet ist. CNC ist die Abkürzung für ‚Computer Numeric Control‘ und befasst sich mit der Verwendung einer einzelnen Struktur oder mehrerer Computer zur Steuerung verschiedener Maschinen wie Industrieeinheiten, Fräser und Drehmaschinen.

Computer Numerical Control (CNC) ist eine subtraktive Fertigungsmethode, die Herstellern ermöglicht, präzise und kosteneffizient hochpräzise Werkzeuge herzustellen. CNC-Bearbeitung entfernt zu viel Rohstoff von Werkstücken durch das Trimmen von Teilen, um eine genaue fertige Form aus Materialien wie Kunststoff, Metall und Verbundstoffen zu erstellen.

CNC-Bearbeitung ist eine Methode in einer computerbetriebenen Maschine, die verwendet wird, um ein rohes Material in eine andere Form zu bringen. Diese Methode basiert auf digitalen Befehlen, die auf CAM (Computer Aided Manufacturing) oder CAD (Computer-Aided Design) erstellt wurden, wertvolle Software zum Schreiben von G-Code. Der Steuerungseinheit der CNC-Maschine kann diese Codes mit numerischen Punkten lesen, um den Vorgang von Anfang bis Ende auszuführen.

Heutzutage haben Teams viele Optionen, wenn es um Mehrachsen-CNC-Bearbeitung geht, von 3 bis 5 Achsen oder sogar 9 Achsen. Was ist der Hauptunterschied zwischen den einzelnen Gruppen? In diesem Artikel werden wir die wichtigsten Vergleiche und Unterschiede zwischen zwei kommerziellen Arten der CNC-Bearbeitung (3-Achsen vs. 5-Achsen) zusammenfassen — und erklären, wann es sinnvoll sein könnte, die eine gegenüber der anderen zu verwenden.

Alle Arten von CNC-Maschinen

Es gibt insgesamt zehn Arten von CNC-Maschinen. Ihre Namen sind:

1. CNC-Fräsmaschine
2. CNC-Drehmaschine
3. CNC-Bohrmaschine
4. CNC-Laserschneidemaschine
5. CNC-Schleifmaschine
6. CNC-Wasserstrahlschneidemaschine
7. CNC-Plasmaschneidemaschine
8. CNC-Elektroerosionsmaschine
9. CNC-Fräsmaschine
10. 3D-Drucker

Was ist eine 5-Achsen-CNC-Maschine?

5-Achsen ist eine Methode, die den Einsatz von CNC-Bearbeitung erfordert, um Schneidwerkzeuge oder andere Teile gleichzeitig über fünf entgegengesetzte Achsen zu verschieben. 5-Achsen ermöglicht die Herstellung sehr komplexer Teile, weshalb 5-Achsen besonders in der Luft- und Raumfahrt sehr verbreitet ist. Ein Faktor, der die Nutzung der 5-Achsen-CNC-Bearbeitung maßgeblich beeinflusst, ist die Notwendigkeit, die Fähigkeiten zu erweitern und die Fertigungszeit vom Beginn des eigentlichen Prozesses bis zur Fertigstellung zu verkürzen.

Die Fähigkeit, das Halten von Teilen durch Drehen der Platte oder des Schneidstücks zu verhindern, schafft Raum für einen schnellen Zugriff auf die Geometrie des Teils, ein weiterer beitragender Faktor. Schließlich ist die längere Lebensdauer eines Produkts das Ergebnis des Drehens der Platte oder des Schneidstücks, um die beste Schneidposition und eine gleichmäßige Späneabfuhr aufrechtzuerhalten.

5-Achsen-Maschinen basieren auf einem Gerät, das sich in fünf entgegengesetzten Richtungen bewegen kann — X, Y, Z sowie A und B, durch die das Werkzeug rotiert.

 

Arten von 5-Achsen-Maschinen

Es gibt mehrere Effekte, bei denen 5-Achsen-CNC-Maschinen viel Ihrer Zeit einsparen und Ihre moderne Methode verstärken können. Diese Maschinen gibt es in verschiedenen Typen, um den Bedürfnissen der ständig wachsenden Fertigungsindustrie gerecht zu werden. Ein individueller Unterschied in 5-Achsen-CNC-Maschinen ist die Einstellung der Drehachsen. Sie haben drei Typen: Tisch/Tisch, Kopf/Kopf und Tisch/Kopf.

1-Kopf/Kopf

Die rotierenden Achsen dieser Art von CNC-Maschine befinden sich im Kopf. Sie sind mit einer 5-Achsen-Spitze auf einer speziellen Plattform ausgestattet und bewegen sich über einen festen Tisch, der das Werkstück an Ort und Stelle hält. Daher besteht keine Notwendigkeit, sich um Werkzeuginterferenzen der Maschinenachse Kopf zu sorgen. Dies gibt der Spitze die Möglichkeit, sich um ein bestimmtes Werkstück zu bewegen, was 5-Achsen-CNC-Maschinen ideal für die Herstellung großer Teile macht. Ihr Design hat in der Regel begrenzte Bewegungen in den rotierenden Achsen und Neigungen aufgrund ihres Aufbaus.

2-Tisch/Tisch

Hier befinden sich alle rotierenden Achsen in der Mitte des Tisches und eine regulierte Ausdehnung in der rotierenden Achse. Der Radius in seiner rotierenden Achse ist nicht begrenzt. Diese Maschineneinstellung hat im Vergleich zu den anderen Arten eine geringere Abdeckung. Andere sind mit einem speziellen Motor ausgestattet, der sie schnell arbeiten lässt.

3-Tisch/Kopf

Bei dieser Maschinengestaltung befindet sich eine der rotierenden Achsen im rotierenden Tisch, die andere im Kopf. Die rotierende Achse befindet sich im Kopf und hat einen begrenzten Radius, während die rotierende Stange auf dem Tisch eingerichtet ist und ihre Ausdehnung nicht eingeschränkt ist. Da das Werkstück auf der rotierenden Achse ruht, ist diese Einstellung auf die Anzahl der herstellbaren Artikel beschränkt. Ein Grund, warum diese Art der Struktur dem Kopf/Kopf-Typ geringfügig vorzuziehen ist, ist die Fähigkeit, das Gerät häufig zu drehen, ohne sich Sorgen machen zu müssen, eine bestimmte Steuerung zu erreichen.

5-Achs-CNC-Bearbeitungsdienste

5-Achsen-CNC-Maschinen bieten unvergleichliche Arbeitsfähigkeit und Geschwindigkeit für komplexe und zeitkritische Werkzeuge. Das erfahrene Team von MS Machining kann Ihnen helfen, Ihre Ideen zum Leben zu erwecken, von schnellen Prototypen bis hin zu Endverbrauchsgrößen, für Schutz- und Sicherheitsanwendungen. Die 5-Achs-Fräsfähigkeiten von MS Machining qualifizieren uns, präzise Segmente mit komplexer Geometrie herzustellen.

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5-Achsen-CNC-Maschinenprozess

 5-Achsen-Bearbeitung ist eine Struktur der CNC-Bearbeitung, bei der das Schneidwerkzeug entlang von fünf Achsen bewegt werden kann, anstelle der üblichen drei.

Lassen Sie uns also darüber sprechen, wie funktioniert das? Mit einer 3-Achsen-CNC-Maschine bewegt sich die Achse nach oben und unten, seitlich nach seitlich, vor und zurück. 5-Achsen-Maschinen haben zusätzlich zu dieser 3-Achsen-Bewegung zwei weitere Achsen im Ruhezustand: entweder schaukelt der Tisch seitlich auf zwei verschiedenen Achsen, oder die Spindel selbst dreht auf zwei Achsen.

Beide Verfahren ermöglichen es den Schneidwerkzeugen, sich dem Werkstück aus einer unendlich größeren Anzahl von Richtungen zu nähern, was die Herstellung hochkomplexer Formen ermöglicht.

Es reduziert auch die Anzahl der benötigten Systeme: Die Bediener müssen das Werkstück nicht manuell drehen, da das Schneidwerkzeug sich weiter ausdehnen kann. Dadurch wird die gesamte CNC-Bearbeitung deutlich schneller.

3-Achsen-CNC-Bearbeitung vs. 5-Achsen-Maschine

Der Hauptunterschied zwischen 3-Achsen- und 5-Achsen-Maschinen besteht darin, dass das Werkstück bei ersteren aus drei Achsen bearbeitet werden kann, bei letzteren aus fünf. Beide sind hochflexible, computergesteuerte und reproduzierbare Fertigungsverfahren, die es Ihnen ermöglichen, schnell und kosteneffizient identische Elemente herzustellen. Sie können jedoch aus verschiedenen Gründen eine über die andere bevorzugen.

Wenn Sie sich auf eine Prognose stützen oder nur eine obere Ebene schneiden müssen, könnten 3-Achsen-Maschinen die Methode sein, die Sie wählen sollten. Zusätzlich zu ihrer größeren Flexibilität im Vergleich zu Maschinen mit fünf Achsen sind 3-Achsen-Maschinen einfach zu planen, sodass Sie nicht die Kosten für spezialisierte Programmierer und Ingenieure tragen müssen. Außerdem ist die Vorbereitungszeit bei 3-Achsen-CNC-Bearbeitung geringer.

Wenn Sie ein tiefgehendes Teil oder mit komplexer Geometrie herstellen müssen, werden Sie sicherlich die Verwendung von 5-Achsen-CNC-Bearbeitung bevorzugen. Mit 5-Achsen-CNC-Bearbeitung haben Sie höhere Kapazitäten, größere Präzision, erweiterte Bewegungsfreiheit und die Fähigkeit, größere Stücke schnell zu produzieren.

Teile einer CNC-Maschine

Es gibt 13 Teile einer CNC-Maschine. Ihre Namen sind:

1- Eingabegerät

2- Steuerungseinheit der Maschine

3- Werkzeugmaschinen

4- Antriebssystem

5- Rückkopplungsmechanismus

6- Anzeigeeinheit

7- Bett

8- Kopfstock

9- Schwanzstock

10- Schwanzstockkiel

11- Pedal oder Fußschalter

12- Spannfutter

13- Bedienfeld

Vorteile der 5-Achsen-CNC-Bearbeitung

5-Achsen-CNC-Bearbeitung wird mit hoher Leistungsfähigkeit und hoher Präzision in Verbindung gebracht, und das Werkstück kann durch einmaliges Spannen fertiggestellt werden. Die Herstellung moderner Formen wie Autoteile und systematische Flugzeugproportionen ist möglich. 5-Achsen-CNC-Bearbeitung wird in der industriellen Fertigung sowie in der Luft- und Raumfahrt, im Militär, in der wissenschaftlichen Forschung, bei Instrumentengenauigkeit und bei der Herstellung hochpräziser medizinischer Geräte eingesetzt. Es ist eine Hochtechnologie, die aus dem Unmöglichen das Mögliche macht, und alle dimensionalen Ebenen oder unregelmäßigen Formen oder Konstruktionen können bearbeitet werden. Es kann nicht nur die Bearbeitungskosten für komplexe Teile und kommerzielle Legacy vollständig reduzieren, sondern auch die Verarbeitungskapazität schnell steigern und die Bearbeitungsabweichung verringern.

Den optimalen Bruchteil aufrechterhalten / Die Schneideform verbessern

Es wäre hilfreich, wenn Sie den Drehtisch verschieben, um eine perfekte Schnittform aufrechtzuerhalten. Und wenn wir eine gebogene Ebene perfekt bearbeiten wollen, müssen wir den Drehtisch manchmal in entgegengesetzten Richtungen mit einem schrägen Drehtisch drehen. Es ist sichtbar, dass die 5-Achsen-CNC-Bearbeitung höhere Standards für filigranere Ebenen erreichen kann, indem sie verhindert, dass die Mittellinengeschwindigkeit des Globusschneiders auf 0 kommt.

Zeitsparend | Herstellungszeit verkürzen

5-Achsen-CNC-Maschinen werden Ihnen helfen, viel Zeit in globalen CNC-Bearbeitungszentren zu sparen. Die meisten CNC-Handwerksbetriebe müssen Proportionen auf fünf Stützpunkten bearbeiten. 5-Achsen-CNC-Fräsen hilft, die Arbeit schnell und effizient in der Fertigung zu erledigen. Es ist eine einzigartige Struktur erforderlich, die die Kreiszeit und die Kosten reduziert. Daher ist es eine kosteneffektive Verbindung und beschleunigt Ihren letzten Markteintritt.

Bei der 5-Achsen-Bearbeitung wird der Schneidkopf verwendet, um den aufrechten Zustand der komplexen Formbearbeitungsfläche beizubehalten, was die Achsbelastung erheblich verbessern kann. Das Konzept der 5-Achsen-Bearbeitung ist auch bedeutend für das seitliche Fräsen mit einer geneigten Ebene, was die ribbenartigen Linien, die durch den Globusschneider verursacht werden, beseitigen kann. Dies macht die Ebenenqualität der Form perfekter und reduziert die Arbeitszeit für die Reinigung der Formfläche.

Bearbeitungsgenauigkeit verbessern

Bei der 5-Achsen-CNC-Fräsbearbeitung ist die Präzision erhöht, da nur sehr wenige Strukturen benötigt werden. Zusätzliche Strukturen führen nur zu mehr Fehlern. Es hilft auch, die Lebensdauer eines bestimmten Werkzeugs zu verlängern. Dies ist hauptsächlich auf die Reduzierung der Schneidwerkzeuge zurückzuführen.

Durch die 5-Achsen-Bearbeitungstechnologie wurde das Problem der wiederholten Neupositionierung des Werkstücks an einer komplexen Position in der Präzision gelöst. Es hat die Zeit verkürzt und die Bearbeitungsfähigkeit erheblich verbessert. Die hohen Kosten für die Herstellung zahlreicher Vorrichtungen im herkömmlichen Verfahren wurden ebenfalls eingespart. 5-Achsen-Bearbeitung kann komplexe Teile bearbeiten, wie Bohren, Kegelfräsen, Kavitäten für komplexe Ebenen usw., was mit herkömmlichen Verfahren nicht möglich ist.

Standardflächenfinish | Komplexe Formen

Diese Art der Anordnung hilft auch, Flächen mit einem Standardfinish zu produzieren. Die Position der Teile ist bei 5-Achsen-Maschinen viel näher an den Schneidwerkzeugen. Die beiden hinteren Achsen ermöglichen den Einsatz weniger Schneidwerkzeuge, die weniger vibrieren, was zu einem standardmäßigen Flächenfinish beiträgt.

Ein weiterer Vorteil der 5-Achsen-CNC-Maschinen ist, dass sie komplexe Formen schneiden. Für alle fünf Achsen sind mehrere Teile erforderlich. Die zusätzlichen Entwicklungen in diesen Bewegungen bieten Raum für Produktionsrichtungen und Kurven. Früher waren dafür zusätzliche Formate und einzelne Vorrichtungen notwendig.

Hohe Produktionsproduktivität

Die 5-Achsen-Bearbeitung kann die Bearbeitungszeit und die Zeit für zusätzliche Teile effizient reduzieren. Sie verfügt über eine große Achsengeschwindigkeit und -zufuhr, was es der Maschine ermöglicht, eine große Schnittgröße auszuführen. Die 5-Achsen-Bearbeitung befindet sich im Zeitalter des Hochgeschwindigkeitsfräsens. Die schnelle Bewegung und Positionierung der 5-Achsen-Bearbeitung sowie das Hochgeschwindigkeits-Schneiden verringern die Durchlaufzeit für halbfertige Proportionen erheblich und steigern die Produktionsproduktivität und Genauigkeit.

Kein Wettbewerb

Nicht viele Werkstätten verfügen über eine 5-Achsen-CNC-Maschine. Der Besitz einer solchen Maschine verschafft Ihnen einen Vorsprung gegenüber Ihren Wettbewerbern im Fertigungsservice. Sie können Ihren Kunden etwas bieten, was Ihre Wettbewerber nicht leisten können. Probieren Sie diese Art von Maschinenstruktur aus und genießen Sie die Vorteile, die sie in Bezug auf Konstruktion, Produktivität und Qualitätsstandard bieten.

Nachteile der 5-Achsen-CNC-Maschine

Die Menschen haben die Vorteile und Werte der 5-Achsen-CNC-Technologie in der Montage- und Fertigungsindustrie erkannt. Sobald sie komplexe Probleme beim Design und der Montage von komplexen Teilen erleben, wenden sie sich der 5-Achsen-CNC-Bearbeitungstechnologie zu. Die zentralen High-Tech-Bedingungen für CNC-Maschinen sind Multi-Achsen, Hohe Geschwindigkeit, gute Inflexibilität und hohe Leistung; die Nachfrage nach entsprechenden Zahlen basiert hauptsächlich auf drei bis fünf Achsen. Allerdings ist die Anwendung der 5-Achsen-Bearbeitung in der Fertigung nicht so umfangreich, wie wir auf folgender Basis annehmen:

Der Preis ist zu hoch

Einerseits sind die Kosten für den Kauf von 5-Achsen-Maschinen und die erforderliche Software hoch, was viel höher ist als die Kosten für ein herkömmliches Drei-Achsen-CNC-Bearbeitungszentrum. Andererseits ist die Wartung des Geräts selbst aufwändiger als bei Standardmaschinen. Diese Details deuten auch darauf hin, dass die Kosten für 5-Achsen-bearbeitete Teile deutlich höher sein werden als bei herkömmlicher 3-Achsen-CNC-Bearbeitung.

Komplexe und anspruchsvolle Programmierung

Da die 5-Achsen-CNC-Bearbeitung im Gegensatz zur 3-Achsen-Bearbeitung steht, gibt es neben den drei linearen Bewegungen zwei komplexe rotatorische Bewegungen. Die dimensionalen Richtungen der künstlichen Bewegung sind herausfordernd und konzeptionell, was in der Regel schwer zu visualisieren und zu verstehen ist. Zum Beispiel ist es oft notwendig, zahlreiche miteinander verbundene Modifikationen und komplexe geometrische Kräfte in den Dimensionen zu durchlaufen, um die benötigte freie Struktur des Bereichs zu verwalten. Und die Wechselbeziehung der Bewegungen jeder Achse zu bewerten, um Eingriffe, Kollisionen und die geeignete Menge an Interpolationsbewegung zu verhindern, usw. Die Programmierungskomplexität ist noch bemerkenswerter, um die Bearbeitungsgenauigkeit und die Ebenenstandards zu gewährleisten.

Hohe mechanische Anforderungen an den Bediener

5-Achsen-CNC-Bearbeitung ist eine moderne Fertigungstechnik, und der zeitgemäße Ansatz erfordert höhere Fähigkeiten. Von der einzigartigen Programmierung bis zu den Bearbeitungsprozessen unterscheidet sie sich deutlich von herkömmlichen 3-Achsen-Maschinen. Daher ist ein hochqualifizierter Maschinenbediener erforderlich, was hohe Beschäftigungskosten bedeutet.