Что такое 4-осевая обработка: Процесс, станки, применение, преимущества и недостатки

4-осевая обработка с ЧПУ — это многоосевой процесс обработки, в котором используются станки с ЧПУ, оснащенные дополнительной поворотной осью. В этом процессе участвует станок с ЧПУ, который одновременно перемещается по четырем различным осям. Обычно это X, Y, Z (три линейные оси) и дополнительная ось A, которая является осью вращения вокруг оси X. Эта уникальная характеристика позволяет обрабатывать сложные детали и фрезеровать под нестандартными углами, что невозможно при 3-осевой обработке.

• ЧПУ означает числовое программное управление;
• Оси X, Y и Z означают три взаимно перпендикулярных направления;
• Ось A обеспечивает возможность поворота заготовки вокруг оси X.

4-осевые станки с ЧПУ работают плавно, перемещая режущий инструмент по осям X, Y и Z и одновременно вращая заготовку по оси A. Эта дополнительная ось позволяет станку работать с заготовкой под разными углами и помогает создавать сложные детали с высокой точностью.

1. CAD-проектирование: Сначала формируется дизайн изделия с помощью программного обеспечения для автоматизированного проектирования (CAD).
2. CAM-траектория: После завершения проектирования программное обеспечение для автоматизированного производства (CAM) создает траекторию инструмента для станка с ЧПУ.
3. Установка: Заготовка устанавливается на станок с ЧПУ, и станок настраивается на соответствующий режущий инструмент.
4. Обработка: Затем станок начинает процесс обработки. Режущий инструмент перемещается в направлениях X, Y и Z, в то время как установленная заготовка вращается по оси A, что позволяет вести непрерывную обработку под разными углами.
5. Отделка: После завершения процесса обработки выполняются все необходимые отделочные операции, такие как полировка, шлифовка, анодирование и т.д.

Существуют различные типы 4-осевых станков с ЧПУ, каждый из которых имеет свои уникальные возможности и подходит для различных областей применения.

Фрезерные 4-осевые станки это, пожалуй, наиболее часто используемые 4-осевые станки с ЧПУ. Они идеально подходят для создания сложных деталей с такими особенностями, как угловые вырезы и отверстия. Дополнительная ось А позволяет режущему инструменту фрезеровать пазы и отверстия под любым необходимым углом.

4-осевые токарные станки с ЧПУ используются для токарной обработки. Добавленная ось позволяет токарному инструменту приближаться к заготовке под любым углом, что дает возможность изготавливать сложные геометрические фигуры. Токарные станки могут работать с различными материалами, такими как металл, дерево и пластмассы, предлагая широкий спектр возможностей для обрабатывающей промышленности.

Используемые в основном в деревообрабатывающей промышленности, 4-осевые фрезерные станки с ЧПУ обеспечивают точность и возможность обработки крупных деталей. Прочная конструкция и простота настройки делают их ценным активом на любой производственной линии.

Четырехкоординатные станки с ЧПУ имеют широкий спектр применения благодаря своей способности создавать сложные детали и компоненты. Вот несколько отраслей, где эти станки оказали значительное влияние:

• Аэрокосмическая промышленность: Благодаря своей точности и способности работать со сложной геометрией, 4-осевые станки с ЧПУ широко используются в аэрокосмической промышленности. Они могут производить сложные детали, такие как компоненты турбин и каркасов самолетов, с высокой точностью и скоростью.
• Автомобильная промышленность: От компонентов двигателя до деталей кузова, автомобильная промышленность в значительной степени полагается на 4-осевую обработку с ЧПУ в производстве. Способность работать под разными углами и эффективно изготавливать сложные детали делает их основными станками в этой отрасли.
• Электронная промышленность: Производство электронных компонентов требует высокого уровня точности. Четырехкоординатные станки с ЧПУ позволяют достичь этого при создании таких компонентов, как печатные платы и корпуса.
• Нефтегазовая промышленность: В нефтегазовой промышленности требуются детали, способные выдерживать экстремальные условия. Четырехкоординатные станки с ЧПУ могут обеспечить это требование за счет создания высококачественных и долговечных компонентов.

Четырехкоординатная обработка с ЧПУ обладает целым рядом преимуществ, которые повышают эффективность и обеспечивают экономически выгодные решения для различных отраслей производства. Вот несколько существенных преимуществ:

• Расширенные возможности: Дополнительная ось А позволяет создавать более сложные детали, которые было бы трудно получить с помощью трех осей. Это открывает новые возможности в проектировании и производстве.
• Повышенная эффективность: Благодаря возможности непрерывной обработки под разными углами без необходимости подгонять заготовку вручную, 4-осевая обработка с ЧПУ позволяет значительно сократить время производства.
• Повышенная точность: Дополнительная ось обеспечивает больший контроль над процессом обработки, что приводит к повышению точности и аккуратности.
• Универсальность: Четырехкоординатные станки с ЧПУ могут обрабатывать различные материалы и размеры деталей - от мелких электронных деталей до крупных аэрокосмических компонентов, что делает их универсальными инструментами в любом производстве.

Хотя преимущества 4-осевой обработки с ЧПУ очевидны, необходимо признать некоторые ее ограничения.

• Высокая стоимость: Покупка и настройка 4-осевого станка с ЧПУ может быть довольно дорогой, что делает его значительной инвестицией для любого предприятия. Однако, учитывая эффективность и возможности, которые он предлагает, инвестиции могут окупиться в долгосрочной перспективе.
• Требуются квалифицированные операторы: Хотя станки с ЧПУ автоматизируют большую часть работы, они все равно требуют квалифицированных операторов для настройки, программирования и контроля станка. Это увеличивает общую стоимость и сложность работы.
• Ограничение геометрии: Хотя дополнительная ось А обеспечивает большую гибкость, все же существуют некоторые геометрические формы и углы, с которыми 4-осевой станок может справиться с трудом. В таких случаях более подходящим вариантом может стать 5-осевой станок с ЧПУ.

В целом, 4-осевая обработка с ЧПУ — это сложный процесс, который обеспечивает повышенную эффективность, универсальность и точность по сравнению с 3-осевой обработкой. Хотя он имеет некоторые ограничения, преимущества в целом их перевешивают.

Эта технология произвела революцию в различных отраслях промышленности, от аэрокосмической и автомобильной до электронной и нефтегазовой, позволяя создавать сложные детали с высокой точностью и скоростью. По мере дальнейшего развития технологий возможности этих машин будут только расширяться, что еще больше укрепит их неотъемлемую роль в современном производстве.

Советуем вам прочитать статьи опубликованные в нашем блоге ранее: «‎5 основных применений макросов для станков с ЧПУ»‎ и «‎15 советов по работе с фрезерными станками с ЧПУ»‎.

Если вам понравилась статья, то ставьте лайк, делитесь ею со своими друзьями и оставляйте комментарии!