Как пятиосная обработка с ЧПУ решает пять основных задач сложной поверхностной обработки в производстве форм?

Как пятиосная обработка с ЧПУ решает пять основных задач сложной поверхностной обработки в производстве форм?

В производстве форм обработка сложных поверхностей всегда была технической задачей. Традиционные трёхосевые станки с ЧПУ часто требуют множества настроек и процессов при работе со сложными геометрическими формами, такими как глубокие полости, подкопы и неправильные конструкции, что приводит к низкой эффективности и возможным проблемам с точностью из-за накопленных ошибок. Появление технологии обработки с ЧПУ с пятью осями произвело революцию в этой области. Как профессиональная инженерная команда Brightstar Prototype CNC Co., Ltd, мы глубоко испытали трансформационное влияние пятосевой обработки в высокоточном производстве форм в таких отраслях, как аэрокосмическая отрасль, автомобильная и медицинская промышленность.

В этой статье мы рассмотрим, как пятосевой ЧПУ механическая обработка эффективно решает пять основных проблем сложной поверхностной обработки в производстве форм, демонстрируя его технические преимущества на основе реальных примеров.

1. Глубокая обработка форм в полости: предотвращение помех инструмента и повышение эффективности резки

Глубокие полости часто встречаются в автомобильных панельных формах, больших литочных формах и т. д., характеризуются значительной глубиной и крутыми боковыми стенками. На трёхосевых станках из-за ограничений длины инструмента обработка глубоких полостей часто приводит к вибрациям, прогибу инструмента или даже поломке, что приводит к низкому качеству поверхности.

Пятосевые станки с ЧПУ динамически регулируют угол инструмента, чтобы избежать помех заготовки при сохранении оптимальной точки контакта с резкой. Например, при обработке формы для автомобильного бампера компания Brightstar Prototype CNC Co., Ltd использует технологию пятосевой одновременной боковой фрезерной обработки, обеспечивая всегда сцепление инструмента под наибольшим углом, снижая радиальные резовые силы и повышая устойчивость обработки. Согласно исследованию, опубликованному в International Journal of Machine Tools and Manufacture, пятосевой глубокий механический процессор может снизить износ инструмента более чем на 50% и увеличить скорость снятия материала более чем на 30% по сравнению с трёхосевой механической обработкой (Источник: IJMTM, 2021).

2. Обработка в области подрезки: одноступенчатое формирование и уменьшение износа электродов

Подрезные конструкции широко распространены в пластиковых и литых формах под давлением. Традиционные методы основаны на электрической разрядной обработке (EDM), которая требует индивидуальных электродов, что приводит к высоким затратам и длительным срокам поставки. Пятосевые станки используют векторное управление осями инструмента для подхода к заготовке под разными углами, что позволяет непосредственно фрезеровать подкопные участки и значительно снижает количество процессов EDM.

Например, медицинское устройство требовало формы для коленного сустава со сложными внутренними вырезами. Использование трёхосевой машины потребовало бы разделения формы на несколько частей для сборки. Однако команда Brightstar приняла пятосевую стратегию одновременной обработки, завершив всю форму за одну операцию. Это не только сократило время доставки, но и улучшило характеристики герметизации и срок службы формы.

3. Свободная поверхностная обработка: высокоточная шлифовка и уменьшающая ручная полировка

Свободные поверхности часто встречаются в автомобильных наружных деталях и в формах элитной потребительской электроники. Традиционные методы механической обработки часто оставляют видимые следы инструмента, требуя тщательной ручной полировки, что занимает много времени и является непоследовательным.

Пятосевые ЧПУ-станки используют непрерывное движение по пути (CPM), чтобы инструмент оставался перпендикулярным поверхности и обеспечивал равномерное резение. Например, при обработке формы решётки радиатора люксового автомобиля Brightstar использовала высокоскоростную пятосевую стратегию финишной обработки, достигнув шороховатости поверхности Ra 0,4μм практически без полировки после обработки. По данным CIRP Annals, пятосевая свободная поверхностная обработка может сократить время ручной отделки на 80% (Источник: CIRP, 2022).

 4. Тонкостенная обработка деталей: минимизация риска деформаций и повышение устойчивости размеров

Тонкостенные формы (например, рамы смартфонов, корпуса дронов) подвержены деформации или даже обрыву во время обработки из-за резких сил. Трёхосевые машины с их жёсткими механизмами подачи с трудом адаптируются к гибким требованиям тонкостенных деталей.

Пятосевая обработка использует стратегии резания под переменным углом для динамической корректировки направлений подачи, равномерно распределяя режещие силы. Например, при обработке тонкостенного аэрокосмического компонента из титанового сплава Brightstar использовала трохоидальную фрезерную обработку в сочетании с пятосевой одновременной обработкой, контролируя деформацию с точностью до 0,02 мм — значительно превышая требование клиента по допуску 0,05 мм.

5. Многоугольная обработка композитных конструкций: снижение сложности и повышение точности позиционирования

Высококлассные формы (например, лопатки турбины, прецизионные редукторы) часто имеют многоугольную композитную геометрию. Традиционные методы требуют множества настроек, что приводит к неэффективности и возможным ошибкам из-за сдвигов данных. Функция RTCP (Rotational Tool Center Point) у пятосевых станков позволяет выполнять полную обработку в одной установке путём вращения рабочего стола.

Например, большая форма с энергетическим импеллером с 12 каналами потока под разными углами, с ошибками согласованности ≤0,03 мм. Brightstar использовала технологию динамического преобразования системы координат на пятосевой машине, завершая все функции в одной конфигурации и избегая ошибок при перестановке. Итоговая проверка показала 100% сдаче.

Преимущества пятосевой обработки компании Brightstar Prototype CNC Co., Ltd

Как профессиональный поставщик услуг по обработке ЧПУ с пятью осями, Brightstar Prototype CNC Co., Ltd обладает обширным опытом в производстве форм. Наши пятосевые центры обработки DMG MORI оснащены высокожёсткими вращающимися столами и интеллектуальными системами противостолкновения, способными решать самые сложные задачи формы. Кроме того, наша инженерная команда использует современное программное обеспечение CAM, такое как Hypermill и PowerMill, для оптимизации путей инструмента, обеспечивая эффективные и точные результаты обработки.

Если вы ищете надежное решение для обработки форм с пятью осями, свяжитесь с командой Brightstar для индивидуальных услуг!

Ссылки:  

1. International Journal of Machine Tools and Manufacturing (2021), «Оптимизация пути инструмента при 5-осевой обработке глубоких полостей»  

2. CIRP Annals (2022), «Продвинутые стратегии отделки свободных поверхностей»  

(Эта статья написана оригинально технической командой компании Brightstar Prototype CNC Co., Ltd. Пожалуйста, укажите источник для повторного поста.)