4-Achsen-CNC-Bearbeitung: Fähigkeiten, Anwendungen und wann Sie sie benötigen

CNC-Bearbeitung mit 4 Achsen: Was es tut, wie es funktioniert und wann es 3 Achsen oder 5 Achsen schlägt

Schnelle Spezifikationen, CNC-Bearbeitung mit 4-Achsen-Augenblick

Ein einfaches 3-Achsen-Fräser eignet sich hervorragend für die Bearbeitung flacher Teile. Wenn Ihre Merkmale jedoch auf mehreren Seiten angeordnet sind, ein abgewinkeltes Bohren erforderlich ist oder eine Schrägachsenführung erforderlich ist, beginnen sich die Vorrichtungen zu stapeln, die Zykluszeiten steigen sprunghaft an und die Toleranzstapel wachsen mit jedem Viseswap. Die CNC-Bearbeitung mit 4 Achsen fügt den standardmäßigen drei linearen Achsen eine zusätzliche Drehachse (bekannt als A-Achse) hinzu, und diese einzelne Drehachse ermöglicht den Zugang zu vier Seiten des Werkstücks, ohne die Vorrichtungen kontinuierlich zurückzusetzen, was enge Toleranzen an komplexen Teilen ermöglicht Der Vorteil: weniger Aufbauten, verbesserte Toleranzstapel zwischen den Merkmalen und Teile, die schneller aus der Tür herauskommen. Dies erklärt genau, was es macht es sinnvoll oder sinnvoll,5.

Wenn Ihre Projekte erfordern CNC-Fräsen Lesen Sie weiter, abgesehen vom einfachen Einstecken.

Wie 4-Ax-Bearbeitung funktioniert CNC-Setup, Bewegung und

Alle CNC-Fräsmaschinen haben drei Achsen der Linearbewegung, die standardmäßig fixiert sind, Die X-Achse verschiebt den Werkstücktisch nach links und rechts, die Y-Achse nach vorne und hinten, und die Z-Achse verschiebt die Spindel vertikal, mit einem Standardschneidwerkzeug ist es möglich, die Oberseite des Teils mit Taschen, Schlitzen oder Konturen zu bearbeiten.

Um eine zweite Seite zu bearbeiten, muss das Programm gestoppt und das Teil von Hand gelöst und gedreht werden. Jedes Werkstück wird dann neu eingeklemmt und erneut angezeigt. Auch hier muss das Teil wieder in die Maschine eingesetzt werden.

Dieser Prozess erzeugt einen Positionsfehler innerhalb seiner Neuklemmprozesse - typischerweise 0,002 bis 0,005 der Bezugsverschiebung.

Eine 4-Achsen-CNC-Maschine fügt eine zusätzliche Drehachse (die A-Achse) hinzu: eine Drehachse, die sich um die Mittellinie der X-Achse dreht Das Werkstück wird auf einem Drehtisch oder Zapfen gehalten, der das Teil dreht, während die Spindel weiter schneidet Dieser Bearbeitungsprozess ermöglicht es der Maschine, dem Schneidwerkzeug verschiedene Seiten des Werkstücks ohne Stopp zu präsentieren.

Indiziert vs. Kontinuierliche Rotation

Die A-Achse kann in zwei verschiedenen Modi funktionieren, im Indexmodus wird der Drehtisch, auf dem er montiert ist, in einer Drehung bis zu einem Punkt indexiert, dann mechanisch eingespannt oder Hirth gekoppelt, so dass das Schneidwerkzeug wie beim 3-Achsenfräsen in dieser Ausrichtung bearbeiten kann, indizierte Positionen sind dank der Verriegelung sehr starr, mit einer Orientierungsgenauigkeit von ungefähr 0,001 (3,6 Bogensekunden).

Der Indexmodus eignet sich zum Bohren von Löchern auf mehreren Flächen, zum Fräsen von Ebenen und zum Gravieren von Kreisen.

Im kontinuierlichen Modus (auch simultane 4-Achse genannt) dreht sich die A-Achse, während die anderen Achsen, X, Y & Z, gleichzeitig zuführen Alle vier Achsen interpolieren unisono unter CNC-Steuerung. Kontinuierliche Bearbeitung eignet sich besonders zum Schneiden von spiralförmigen Keilnutprofilen, Nockenprofilen und umwickelten Konturen, bei denen das Werkzeug einem komplexen Weg folgen muss, der sowohl lineare als auch rotierende Bewegungsachsen umfasst.

Die kontinuierliche Interpolationsgenauigkeit wird stark durch die Encoder 0,005 mit geschlossenem Regelkreis des Servo-Rückkopplungssystems beeinflusst. Unter ausgeschnittenen Vorschubgrenzen kann der Schritt mit offenem Regelkreis um 0,01 oder mehr zurückdriften

Dies ist ein einfaches mechanisches System Ein Drehtisch befestigt (Bolzen) an der vorhandenen Arbeitsfläche der Mühle Teil wird in ein Spannfutter oder Spannzange geladen, die am Drehtisch befestigt ist (Drehindexiertisch) Seine A-Achs-Mittellinie verläuft parallel zur Maschine X-Achse Einige CNC-Maschinen haben eine dedizierte 4-th-Achse in den Arbeitstisch der Maschine eingebaut In diesem Fall würde ein Add-on-Drehindexer verwendet Unabhängig von der Tischkonstruktion muss der CNC-Regler die Kapazität für 4-Achsen-interpolierte Maschinen haben, die überwiegende Mehrheit der modernen Fanuc-, Siemens- und Haas-Regler tun.

Arten von 4-A-CNC-Maschinen mit Index vs. kontinuierlich

Die Unterschiede zwischen indizierter 4-Achsen-Bearbeitung und kontinuierlicher 4-Achsen-Bearbeitung werden numerisch hinsichtlich Kosten, Programmierung und produzierter Teile zusammengefasst.

Die gebräuchlichste Art der 4. Achse ist ein Indextisch, da diese kostengünstiger sind und eine bekanntere Programmierung haben. Von Haas, Tsudakoma oder Nikken (oder einem gleichwertigen Gerät) bolzen Schrauben-Getriebe-Drehtische direkt zum Frästisch und stecken Sie in die Steuerung 4. Achsenanschluss Wenn Ihr Bearbeitungsbedarf lediglich darin besteht, Löcher auf vier Seiten eines Verteilers zu bohren, Abflachungen auf Sechskantmaterial zu fräsen oder die Seriennummer um einen Zylinder zu gravieren, sind dies alle 4. Achsen, die Sie benötigen.

Die kontinuierliche 4-Achsen-Bearbeitung erfordert eine servogetriebene Dreheinheit mit Encoder-Rückkopplung. Die kontinuierliche Interpolation der A-Achse gleichzeitig mit den X-, Y- und Z-Achsen ermöglicht glatte Spiral- und Helix-Werkzeugwege. Dies markiert den Zeitpunkt, an dem Multitasking-bearbeitung Funktionen beginnen sich mit den Automatisierungsfunktionen der Mühlendrehplattform zu überschneiden.

4-Axis-Bearbeitungskapseln CNC, was es tun kann (und kann)

Das Hinzufügen einer Drehachse zu Ihrer Maschine erhöht die Bearbeitungshülle erheblich. Diese Art von Bearbeitungsanwendung ist jedoch kein Aushärtungsmittel für die 4-Achsen-Bearbeitung. Hier ist eine echte ehrliche Einschätzung.

Die größte Fähigkeitseinsparung ergibt sich durch Setup-Reduktion, wenn ein rechteckiges Gehäuse Merkmale auf allen vier Flächen aufweist, benötigt man bei einer 3-Achsen-Maschine sechs Setups (eine für jede Fläche), bei einer 4-Achsen-Maschine, die zwei, eine für die Oberseite/unten (über Z) und eine für die Drehung, die die vier Seiten handhabt Jedes Setup hat eine 10-20 minütige Handhabungszeit sowie die Wiederholbarkeit (.002-.005), die mit dem Umklemmen verbunden ist.

Kontinuierliche 4-Achse ermöglicht die Bearbeitung jedes beliebigen Teils mit Drehgeometrie: Schneckengetriebe, Nockenwellen, Spiralflöten auf Endmühlen, und zylindrische Nocken, Wenn Sie die Geometrie als eine Linie (Werkzeugweg) beschreiben können, die um einen Zylinder gerollt ist, ist 4-Achse wahrscheinlich die Maschine für Ihren Teil Auf unserer Produktionsetage laufen vierseitige Aluminiumgehäuse auf 4-Achsen-Setups mit 351TP3 T höherem Durchsatz im Vergleich zu dreiachsigen VMCs mit manueller Indizierung.

3-Achse vs. 4-Achse vs. 5-Achse CNC 5-Achse, wenn jeder Sinn ergibt

Ein 3-Achsen-CNC hat 3 Achsen, eine 4-Achse und 5-Achse sind mit Drehbewegung an den 3 linearen Achsen befestigt. Die Entscheidung wird durch Teilegeometrie, Montagetoleranz und Budget-How getroffen, um das richtige Werkzeug für den rechten Teil zu finden Hier sind einige reelle Zahlen:

Die Leute sind oft überrascht über das Kostenverhältnis Angenommen, Sie stellen ein 6-Flächen-Aluminiumgehäuse her, mit einer Toleranzanforderung von 0,003 zwischen Merkmalen auf zwei gegenüberliegenden Flächen. Auf einer 3-Achse (nur drei Achsen) mit einer Ladenrate von $40 pro Stunde beträgt die Anzahl der Aufbauten $100 pro (Vorrichtungen plus Teilehaltung) 6, für $600 pro Teil Kosten. Auf einer 4-Achse (5 Oberflächen plus Drehachse) bei $65 beträgt die Anzahl der Aufbauten bei 1 TP40 30 X.

Wenn das Teil jedoch kein mehrseitiger Kasten ist, sondern ein einfacher flacher Bügel mit allen Merkmalen auf einer Seite, wird die 3-Achse genau das Richtige tun Verschwendung von Kapazität auf der 4-Achsen-Maschine ist kein gutes Geschäft, und für Freiformflächen (also Laufradklingen, Konturen für Knochenimplantate) ist die volle 5-Achsen-Fähigkeit erforderlich Sie finden viele Kataloge von CNC-Bearbeitungsdienstleistungen (Top 5 beim Googeln treffen), das dabei helfen kann, Teile an die Verarbeitung anzupassen.

Es gibt einen Mittelweg, 3+2 Bearbeitung; einen 5-Achsen-Kopf, der in einem bestimmten Winkel titriert wird, während er in drei Achsen schneidet Unterschiede in den Maschinenzeitkosten zu 4 Achsen sind etwas weniger als volle 5-Achse Wenn Ihr Teil nur Merkmale bei diskreten Handelswinkeln fordert, ist 3+2 möglicherweise eine wirtschaftlichere Option als die vollständige Drehung Es gibt andere fokussierte CNC-Operationen, wie Draht-edm, und CNC-Drehen, was möglicherweise auch besser geeignet ist.

Branchen und Anwendungen für die 4-Achsen-CNC-Bearbeitung

Luft- und Raumfahrt (35% des 4-Achsen-Marktes)

Teile für die Luft - und Raumfahrt erfordern enge Toleranzen auf mehreren Flächen, mit Materialien wie Ti-6Al-4 V, Inconel 718, und 7075-T6 Aluminium Titan Motormontagehalterungen zum Beispiel halten alle Bolzenlochtoleranzen auf ±0.001 “auf verschiedenen Ebenen mit einem 4-Achsen-Betrieb Turbinenblatt-Rillenverschlüsse, die dem radialen 4-Achsen-Verfahren folgen, machen Sie alle Bolzenlochtoleranzen mit kreuzgelenkter Strömung erfordern auch 4-Achsen-Bearbeitungspuren AS9100 D-Zertifizierung ist erforderlich Lernen Sie mehr über flugkritische Komponenten. Luft - und Raumfahrt CNC-Bearbeitung Anforderungen.

Automobil (45% des 4-Achsen-Marktes)

Automobil ist der größte Verbraucher von 4-Achsen-Bearbeitung Hochdruck-Kraftstoffeinspritzdüsen in 316 L Edelstahl werden mit indizierten 4-Achsen-Bohrungen und Carbid-Mikrobohrmaschinen bei 30.000 RPM bearbeitet, halten ±0,0005 auf Sprühloch-Geometrie. EV-Batterieschalen in 6061-T6 Aluminium Mit serpentinenförmigen Kühlkanälen auf der Unterseite verwenden Sie 4-Achsen zum Umdrehen der Tablett- und Maschinenseitenflächen und kantenmontierte Funktionen in zwei Arbeitsgängen. Weitere klassische 4-Achsen-Teile umfassen Getriebeventilkörper mit quer gebohrten Ölkanälen.

Medizinische Geräte

Titan-Wirbelsäulenkäfige (Ti-6Al-4 V ELI) mit porösen Gitterstrukturen werden mit dem Käfigkörper und den Gewindeprofilen bearbeitet, die in einem einzigen 4-Achsen-Aufbau hergestellt werden. CoCr-Femurkomponenten (Kobalt-Chrom) für Kniegelenke erfordern die Bearbeitung von Kondylenoberflächen auf verschiedenen Ebenen.

ISO 13485 Qualitätsmanagementsysteme und FDA 21 CFR 820 Compliance sorgen für kontrollierte Produktion Ra 0,4 µm Oberflächenbeschaffenheit auf Gelenkflächen erfordert 4-Achsen-Konturierung mit anschließender Politur Für kleinste Implantatkomponenten (unter 32 mm Durchmesser), Schweizer Bearbeitungsdienstleistungen Produktion handhaben.

Elektronik- und Industrieausrüstung

Aluminium-wärmesenken Mit komplizierten Flossengeometrien eignen sich gut für die 4-Achsen-Bearbeitung, wenn Flossen um kreisförmige LED-Gehäuse oder Motorgehäuse schnüren. Telekommunikationsgehäuse mit einigen vierseitigen Steckverbinderausschnitten eignen sich perfekt für indizierte 4-Achsen-Arbeiten. Verteidigung Präzisionsbearbeitung ist eine weitere Anwendung, bei der die 4-Achsen-Bearbeitung eine kostengünstige Wahl mit Radarwellenleiterteilen mit mehrdimensionaler Kanalgeometrie auf mehreren Flächen ist.

Elektronische Steckverbindergehäuse in einer Auflage von 5.000-50.000 Exemplaren sind ein weiterer perfekter Kandidat für die Grabsteinbefestigung.

So wählen Sie einen 4-Achsen-CNC-Bearbeitungspartner aus

Wenn ein Laden einen Drehtisch hat, hat er dann eine 4-Achsen-Bearbeitung?

Nicht alle Geschäfte mit Drehtisch verfügen über eine 4-Achsen-Bearbeitungsfähigkeit. Im Lieferantenvergleich finden Sie hier einen einfachen Test, um Geschäfte zu identifizieren, die nur manchmal auf einem Drehtisch von Geschäften indizieren, die echte Mehrachsenproduktion durchführen.

• Zertifizierungen:ISO 9001:2015 ebenfalls Bandy Standards-for automobile industries-A8975 D, for aerospace industries-ASOV0OD, for medical equipment-ISO 13485.
• Fähigkeit zur dokumentierten Toleranzen: Anforderung von Cpk-Daten, die angeben, dass sie 0,001 (0,025 mm) konstant halten können; nicht hin und wieder.
• Kompletter CAM-Stack: Mastercam, Fusion 360, Siemens NX oder ähnliche CAM-Funktion mit 4-Achsen-Dauerbearbeitung
• Tipologia di materiali: Metalli (leghe d'alluminio, acciaio inossidabile, titanio, ottone, rame) e plastiche tecniche (PEEK, Delrin, Ultem).
• DFM-Rezension im Angebot: Ein Partner, der vor der Bearbeitung auf Herstellungsprobleme aufmerksam macht, reduziert Nacharbeit und Zykluszeit
• KMG-Inspektion mit vollständigem Bericht: Bericht von Koordinatenmessgerät mit GD&T-Aufrufen statt Go/No-Go-Inspektionen.
• Prototyp zur Produktion: Können sie mit denselben Werkzeugen und Vorrichtungen von 1-10 Prototypen auf über 1.000 Produktionseinheiten skaliert werden?

Sehen Sie sich einfach Beispielteile/Fallstudien an, die die Arbeit mit 4 Achsen veranschaulichen - nicht nur 3 Achsen an einer Maschine, die zufällig über einen Drehtisch verfügt. Bitten Sie darum, CAM-Simulationsbildschirmmotos zu sehen, die deutlich zeigen, wie sich die A-Achse bewegt. Und stellen Sie sicher, dass ihr Qualitätssystem die gesamte Prozesskette abdeckt, von der Materialeingangszertifizierung bis zur abschließenden CMM-Inspektion.

Häufig gestellte Fragen

Was ist eine 4-Achsen CNC Maschine?

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Was ist eine 4 Achsen CNC Maschine?

Was ist der Unterschied zwischen 4-Achsen - und 5-Achsen-CNC-Bearbeitung?

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“4-Achse” CNC bezeichnet eine Fräsmaschine mit einer gesteuerten 4-ten Bewegungsachse, die üblicherweise mit A bezeichnet wird. Diese Achse ist eine Drehsteuerung um die Mittellinie einer der drei Linearachsen (normalerweise der X-Achse).Diese Dreharbeit zum Drehen der Arbeit ermöglicht die Bearbeitung eines Stapels der Arbeit von mehreren Seiten mit einem Fräser, ohne dass die Arbeit auf jeder Seite zurückgesetzt werden muss.

Wie funktioniert eine 4-Achsen-CNC-Maschine?

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Eine “4-Achsen” - CNC-Maschine ist eine lineare Achse kombiniert mit einer Drehachse Eine 5-Achsen-Maschine ist zwei Drehachsen, mit Bewegung aus jedem Winkel erreichbar Die 5-Achsen-Maschine ermöglicht das Schneiden von Freiform, komplexen Kurven, die mit einem Laufradblatt oder Hüftimplantat verbunden sind, die eine 4-Achsen-Ausrüstung nicht bewerkstelligen kann.5-Achsen-Ausrüstung kann den doppelten Stundensatz von 4-Achsen-Ausrüstung kosten ($110-$220 pro Stunde im Vergleich zu $50-$80).

Was kann eine 4-Achsen-CNC-Maschine?

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An einem auf einer Mittellinie montierten Werkstück ist eine Drehachse angebracht, i eine Maschine dient zum Drehen er arbeitet ein indizierter Schnitt kann in 3 Achsen pro Drehung auftreten, oder kontinuierlich mit den Achsen gleichzeitig mit CNC-Interpolation bewegt Der Grund für die Bewegung wird durch G-Code in den Maschinen CNC-Steuerung gelenkt.

Ist die 4-Achsen-CNC-Bearbeitung die Investition wert?

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Eine 4-Achsen-Maschine ist in der Lage, auf vier Seiten des Werkstücks in einem Aufbau spiralförmige Nuten und Nockenprofile, zylindrische Gravuren, Kreuzbohrungen in zusammengesetzten Winkeln ohne spezielle Befestigung, das Umwickeln eines 2-dimensionalen Programms, das auf runden Oberflächen arbeitet, und das Schneiden einer vielen Bolzenlöcher auf vielen Seiten Teile, die vier Hauptoperationen erfordern, und um die Einrichtung um etwa 70% zu reduzieren.

Was ist 3+2-Bearbeitung vs. kontinuierliche 4-Achse?

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Eine 4-Achsen-Maschine, die für drei oder mehr Seiten verwendet wird, ist oft mal ein Vorteil für die Produktionszeit, die Schnittzykluszeit kann 25-40% weniger sein und viel produktiver als ein drei-Achsen-Aufbau Mit der Befestigung für das Hauptwerk auf einem vier-Achsen-Tisch hat sich gezeigt, dass jede Befestigungsänderung etwa 0,002-0,005 zur Arbeitsposition hinzufügt, selbst bei Verwendung eines Tezputic-Indexer-Tisches mit einer beliebigen existierenden drei-Achsen-Maschine in der Theorie Es ist möglich, dass der Artikel mit einer 4-Achsen-Maschine hergestellt werden sollte, und der ROI sollte in Betracht gezogen werden.