CNC-bewerking in 4 xis: mogelijkheden, toepassingen en wanneer u het nodig heeft

CNC-bewerking in 4 xis: wat het doet, hoe het werkt en wanneer het 3 xis of 5 xis verslaat

Snelle specificaties 4-assig CNC-bewerking in één oogopslag

Een eenvoudige 3-assige molen is geweldig voor het bewerken van onderdelen, maar wanneer uw product functies vereist die zich aan meerdere zijden bevinden, onder een hoek boren of routering langs een spiraalvormig pad, beginnen de armaturen op te stapelen, schieten de cyclustijden omhoog en groeien tolerantiestapels met elke viseswap CNC-bewerking met 4 assen voegt één extra roterende as (bekend als de A-as) toe aan de standaard drie lineaire assen, en die enkele rotatie-as biedt toegang tot vier zijden van het werkstuk zonder de bevestiging voortdurend opnieuw in te stellen, waardoor strakke toleranties op complexe onderdelen mogelijk zijn Het voordeel: minder opstellingen, verbeterde tolerantiestapels tussen functies en onderdelen die sneller de deur uit gaan Deze tutorial legt precies uit hoe het werkt, wat het kan doen, 5 wat het meer zin heeft.

Als uw projecten dit vereisen CNC frezen naast eenvoudig potten, blijf lezen.

Hoe 4-A-CNC-bewerking werkt met assen, beweging en installatie

Alle CNC freesmachines hebben drie assen van lineaire beweging die standaard vast zijn De X-as vertaalt de werkstuktafel naar links en rechts, de Y-as vertaalt deze naar voren en naar achteren, en de Z-as vertaalt de spil verticaal Met behulp van een standaard snijgereedschap op deze drie-assige opstelling is het mogelijk om de bovenzijde van het onderdeel te bewerken met zakken, sleuven of contouren.

Om een tweede vlak te bewerken moet het programma worden gestopt en het onderdeel worden losgemaakt en handmatig worden gedraaid. Elk werkstuk wordt vervolgens opnieuw geklemd en opnieuw aangegeven. Opnieuw moet het onderdeel terug in de machine worden geplaatst.

Dit proces creëert een positionele fout binnen de herklemprocessen, doorgaans 0,002 tot 0,005 datumverschuiving.

Een 4-assige CNC-machine voegt een extra draaias toe (de A-as): een draaias die om de middellijn van de X-as draait Het werkstuk wordt vastgehouden op een draaitafel of trunion die het onderdeel draait terwijl de spil doorsnijdt, Door dit bewerkingsproces kan de machine verschillende zijden van het werkstuk aan het snijgereedschap presenteren zonder te stoppen.

Geïndexeerd versus continue rotatie

De A-as kan in twee verschillende modi functioneren, in geïndexeerde modus wordt de draaitafel waarop deze is gemonteerd in een rotatie geïndexeerd tot één punt, vervolgens mechanisch vastgeklemd of Hirth gekoppeld zodat het snijgereedschap als in 3-assig frezen in die richting kan worden geïndexeerde posities zijn zeer stijf dankzij de vergrendeling, met een oriëntatienauwkeurigheid van ongeveer 0,001 (3,6 boogseconden).

Geïndexeerde modus is geschikt voor het boren van gaten op meerdere vlakken, freesplaten en graveercirkels.

In continue modus (ook wel gelijktijdige 4-assige genoemd) is het de A-as die draait terwijl de andere assen, X, Y & Z, gelijktijdig voeden Alle vier de assen interpoleren in koor onder CNC-besturing Continue bewerking is vooral geschikt voor het snijden van spiraalvormige spiebanen, nokprofielen en omwikkelde contouren waarin het gereedschap een complex pad moet volgen waarbij zowel lineaire als roterende bewegingsassen betrokken zijn.

De nauwkeurigheid van continue interpolatie wordt sterk beïnvloed door de servofeedbacksysteem-gesloten lus-encoders 0,005 onder gesneden voedingslimieten, open lus-stepper kan 0,01 of meer terugdrijven

Dit is een eenvoudig mechanisch systeem Een draaitafel bevestigt (bouten) aan het bestaande werkoppervlak van de molen Onderdeel wordt geladen in een spankop of spantang bevestigd aan de draaitafel (roterende indexeertafel) Zijn A-as middellijn loopt parallel aan machine X-as Sommige CNC machines hebben een speciale 4 th as opgenomen in de machine werktafel In dit geval zou een add on roterende indexer worden gebruikt Ongeacht het ontwerp van de tafel moet de CNC controller de capaciteit hebben voor 4-as geïnterpoleerde machinethe overgrote meerderheid van de moderne Fanuc, Siemens en Haas controllers doen.

Soorten 4-Axis CNC-machines 4-Axis-index versus continu

De verschillen tussen geïndexeerde 4-assige bewerking en continue 4-assige bewerking worden numeriek samengevat met betrekking tot de kosten, programmering en geproduceerde onderdelen.

Het meest voorkomende type 4e as is een geïndexeerde tafel, omdat deze goedkoper zijn en een meer bekende programmering hebben. Van Haas, Tsudakoma of Nikken (of gelijkwaardig) bouten een draaitafel met wormwiel rechtstreeks aan de molentafel en aansluiten op de poort met 4e as van de controller. Als uw bewerkingsbehoeften slechts bestaan uit het boren van gaten aan vier zijden van een verdeelstuk, het frezen van platte vlakken op zeskantkanten of het graveren van serienummer rond een cilinder, zijn dit alle 4e assen die u nodig heeft.

Continue 4-assige bewerking vereist een servogestuurde roterende eenheid met encoderfeedback Continue interpolatie van A-as gelijktijdig met X, Y - en Z-assen maakt vloeiende spiraal - en helixgereedschapspaden mogelijk Dit markeert het punt wanneer multitasking machining functies beginnen te overlappen met mogelijkheden voor automatisering van molendraaiplatforms.

4-assige bewerkingsmogelijkheden CNC-bewerkingsmogelijkheden, wat het kan (en kan) doen

Het toevoegen van een roterende as aan uw machine vergroot de bewerkingsomhulling aanzienlijk, maar dit type bewerkingstoepassing is geen uitharding voor bewerking met 4 assen. Hier is een echte openhartige beoordeling.

De grootste capaciteitsbesparing komt van setup reductie Als een rechthoekige behuizing kenmerken heeft op alle vier de vlakken, heb je zes setups nodig (één voor elke zijde) op een 3-assige machine Op een 4-assige machine die twee wordt, één voor de boven/onder (via Z) en één voor de draaimachine die de vier zijden aanpakt Elke setup heeft een 10-20 minuten behandelingstijd evenals de herhaalbaarheid (.002-.005) die gepaard gaat met het opnieuw klemmen.

Met continue 4-assige kunt u elk onderdeel met roterende geometrie bewerken: wormwielen, nokkenassen, spiraalvormige fluiten op eindmolens en cilindrische nokken Als u de geometrie kunt omschrijven als een lijn (gereedschapspad) die om een cilinder is gerold, is 4-assige waarschijnlijk de machine van uw kant. Op onze productievloer draaien aluminium behuizingen met vier vlakken een 35% hogere doorvoer op 4-assige opstellingen vergeleken met VMC's met drie assen met handmatige indexering.

3- versus 4-assig versus 5-assig CNC-assig Wanneer elk zinvol is

Een 3-assige CNC heeft 3 assen, een 4-assige en 5-assige hebben roterende beweging die aan de 3 lineaire assen is bevestigd De beslissing wordt genomen door onderdeelgeometrie, assemblagetolerantie en budget-hoe het juiste gereedschap voor het juiste onderdeel te vinden Hier zijn enkele reële getallen:

Mensen zijn vaak verbaasd over de kostenverhouding Stel dat u een 6 gezicht aluminium behuizing, met 0.003 tolerantie eis tussen functies op twee tegenoverliggende gezichten te maken Op een 3 as (alleen drie assen) met een $40 per uur winkeltarief, het aantal opstellingen op $100 per (armaturen plus deel holding) komt tot 6, voor $600 per onderdeel kosten Op een 4 as (5 oppervlakken plus rotatie-as) op $65/uur, het aantal opstellingen op $160 per komt tot 2, voor een bewerkingsprijs van 1 4.4.4 u refinal assen u 3.

Als het onderdeel echter geen multi facedoos is, maar een gemakkelijke platte beugel met alle kenmerken aan één zijde, zal de 3-as het prima doen Verspillingscapaciteit op de 4-assige machine is geen goede business, en voor vrije vormoppervlakken (dat wil zeggen waaierbladen, contouren voor botimplantaten) is de volledige 5-assige mogelijkheid vereist.U vindt veel catalogi van CNC-bewerkingsdiensten (hit top 5 bij googlen) die kan helpen om onderdeel aan proces te koppelen.

Er is een middenweg, 3+2 bewerking; een 5-assige kop getitlled naar een specifieke hoek tijdens het snijden in drie assen Verschillen in machinetijdkosten naar 4-assige zijn iets minder dan volledige 5-assige Wanneer uw onderdeel alleen functies vereist bij discrete handelshoeken, kan 3+2 een meer economische optie zijn dan volledige rotatie Er zijn andere gerichte CNC-bewerkingen, zoals draad EDM, en CNC draaien, wat ook geschikter kan zijn.

Industrieën en toepassingen voor 4-assige CNC-bewerking

Lucht - en ruimtevaart (35% van 4-assige Markt)

Lucht- en ruimtevaartonderdelen vereisen strakke toleranties op meerdere vlakken, met materialen als Ti-6Al-4V, Inconel 718 en 7075-T6 aluminium Montagebeugels voor titaniummotoren houden bijvoorbeeld alle boutgattoleranties op ±0,001″ op verschillende vlakken met een werking met 4 assen. Turbine bladtipafdichtingsgroeven 'small features' die het radiale profiel volgen 4-T6 maken gebruik van continue 4-wisselaar spruitstukstukken met dwarsgeboorde stroompaden vereisen ook bewerking met 4 assen AS9100D-certificering is vereist voor vluchtkritische componenten. Leer meer over. aerospace CNC machining vereisten.

Automotive (45% van 4-Axis Markt)

Automotive is de grootste consument van 4-assige bewerking Hogedruk brandstofinjector nozzles in 316L roestvrij staal worden bewerkt met geïndexeerde 4-assige boring en carbide micro-boren bij 30.000 RPM, met een inhoud van ±0.0005″ op spuitgat geometrie EV batterij trays in 6061-T6 aluminium met kronkelige koelkanalen aan de onderkant gebruikt u 4-assige om de zijvlakken van de bak en de machine om te draaien en randmontagefuncties in twee bewerkingen Andere klassieke 4-assige onderdelen zijn onder meer transmissiekleplichamen met dwarsgeboorde oliedoorgangen.

Medische apparaten

Titanium ruggengraatkooien (Ti-6Al-4V ELI) met poreuze roosterstructuren worden bewerkt met het kooilichaam en draadprofielen geproduceerd in een enkele 4-assige opstelling CoCr (kobalt-chroom) kniegewricht femorale componenten vereisen bewerking van condylaire oppervlakken op verschillende vlakken.

ISO 13485 kwaliteitsmanagementsystemen en FDA 21 CFR 820 compliance zorgen voor een gecontroleerde productie Ra 0,4-00,8 µm oppervlakteafwerking op scharnierende oppervlakken vereist 4-assige contouren gevolgd door polijsten Voor de kleinste implantaatcomponenten (minder dan 32 mm diameter), Zwitserse bewerkingsdiensten de productie afhandelen.

Elektronica en industriële apparatuur

Aluminium koellichamen met ingewikkelde vingeometrieën zijn zeer geschikt voor 4-assige bewerking wanneer vinnen rond ronde LED-behuizingen of motorbehuizingen worden vastgemaakt Telecombehuizingen met enkele vierzijdige connectoruitsparingen zijn perfect geschikt voor geïndexeerd 4-assig werk. Defensie precisiebewerking is een andere toepassing waarbij 4-assige bewerking een kosteneffectieve keuze is met radargolfgeleideronderdelen met multidimensionale kanaalgeometrie op meerdere vlakken.

Elektronische connectorbehuizingen in een oplage van 5.000-50.000 zijn een andere perfecte kandidaat voor een grafsteenarmatuur.

Hoe een 4-assige CNC-bewerkingspartner te kiezen

Als een winkel een draaitafel heeft, heeft deze dan een 4-assige bewerking?

Niet alle winkels met een draaitafel hebben 4-assige bewerkingsmogelijkheden, bij het vergelijken van leveranciers is hier een eenvoudige test om winkels te identificeren die slechts soms indexeren op een draaitafel van winkels die echte meerassige productie doen.

• Certificeringen: ISO 9001:2015 eveneens bandy normen-voor auto-industrieën-A8975D, voor lucht - en ruimtevaartindustrieën-ASOV0OD, voor medische apparatuur-ISO 13485.
• Gedocumenteerde toleranties vermogen: verzoek om Cpk gegevens die aangeven dat ze in staat zijn om 0.001 (0.025mm) consistent te houden; niet zo nu en dan.
• Complete CAM-stack: Mastercam, Fusion 360, Siemens NX of vergelijkbare CAM-mogelijkheid met 4-assige continue bewerking
• Tipologia di materiali: Metalli (leghe d'alluminio, acciaio inossidabile, titanio, ottone, rame) e plastiche tecniche (PEEK, Delrin, Ultem).
• DFM-beoordeling opgenomen in de offerte: een partner die problemen met de maakbaarheid waarschuwt voordat hij wordt bewerkt, verkort de herbewerking en cyclustijd
• CMM inspectie met volledig rapport: rapport van Coördinaat meetmachine met GD & T call-outs in plaats van go/no-go inspecties.
• Prototype voor productie: zijn ze in staat om op dezelfde set gereedschappen en armaturen te schalen van 1-10 prototypes naar meer dan 1.000 productie-eenheden?

Zie gewoon voorbeeldonderdelen/casestudies die 4-assig werk illustreren - niet slechts 3-assig op een machine die toevallig een draaitafel heeft Vraag om CAM-simulatieschermopnamen te zien die duidelijk de A-as laten bewegen En zorg ervoor dat hun kwaliteitssysteem de hele procesketen bestrijkt, van certificering van inkomend materiaal tot definitieve CMM-inspectie.

Veelgestelde vragen

Wat is een 4-assige CNC machine?

Bekijk Antwoord

Wat is een 4 assen CNC machine?

Wat is het verschil tussen 4-assige en 5-assige CNC-bewerking?

Bekijk Antwoord

“4 axis” CNC verwijst naar een Freesmachine met een gecontroleerde 4e bewegingsas meestal aangeduid met A. Deze as is een rotatiecontrole rond de middellijn van een van de drie lineaire assen (normaal gesproken de X-as) Deze rotatiewerkzaamheden om het werk te draaien maakt het mogelijk een partij van het werk van meerdere kanten te bewerken met een frees, zonder dat het werk elke kant opnieuw hoeft te worden ingesteld.

Hoe werkt een 4-assige CNC-machine?

Bekijk Antwoord

Een “4 axis” CNC machine is één lineaire as gecombineerd met een roterende as Een 5 as machine is twee roterende assen, met beweging haalbaar vanuit elke hoek De 5 as machine maakt het snijden van vrije vorm, complexe curven betrokken bij een waaierblad of heupimplantaat mogelijk die een 4 as apparatuur kan het dubbele van het uurtarief van 4 as apparatuur kosten ($110-$220 per uur in vergelijking met $50-$80).

Wat kan een 4-assige CNC-machine doen?

Bekijk Antwoord

Een roterende as wordt bevestigd aan een werkstuk dat op een middellijn is gemonteerd. I een machine wordt gebruikt om te roteren. Een geïndexeerde snede kan plaatsvinden in 3 assen per rotatie, of continu waarbij de assen tegelijkertijd bewegen met CNC-interpolatie. De reden voor de beweging is gericht via G-code in de CNC-besturing van de machine.

Is 4-assige CNC-bewerking de investering waard?

Bekijk Antwoord

Een 4-assige machine is in staat om aan vier zijden van het werk in één opstelling te bewerken, spiraalvormige groeven en nokprofielen, cilindrische gravures, kruisboren onder samengestelde hoeken zonder speciale bevestiging, het wikkelen van een 2-dimensionaal programma dat op ronde oppervlakken werkt, en het snijden van een groot aantal boutgaten aan vele zijden. Onderdelen kunnen worden geëlimineerd die vier hoofdbewerkingen vereisen, en om de opstelling met ongeveer 70% te verminderen.

Wat is 3+2-bewerking versus continue 4-assige?

Bekijk Antwoord

Een 4-assige machine die voor drie of meer zijden wordt gebruikt, is vaak een voordeel voor de productietijd, kan de snijcyclustijd 25-40% minder zijn, en veel productiever dan een drieassige opstelling Met het bevestigen voor het hoofdwerk op een vierassige tabel, heeft elke bevestigingsverandering aangetoond dat het ongeveer 0,002-0,005 toevoegt aan de werkpositie, zelfs met het gebruik van een Tezputic indexertafel met elke bestaande drieassige machine in theorie Het is mogelijk dat het item gemaakt moet worden met behulp van een 4e as machine, en de ROI moet worden overwogen.