Что такое 4-я ось на вертикальном обрабатывающем центре?

Застряли при обработке только трех сторон детали? Многократная настройка выполняется очень медленно и приводит к дорогостоящим ошибкам. 4-я ось решает эту проблему, вращая деталь за вас.

Четвертая ось на вертикальном обрабатывающем центре - это поворотная ось, обычно ось A, которая вращает заготовку. Это позволяет станку получить доступ к нескольким сторонам детали за один установ, что дает возможность выполнять сложные виды резания, такие как спиральные канавки и многогранные элементы, без ручного повторного зажима.

Многие небольшие магазины полностью меняют свои возможности с помощью одного этого обновления. Это все равно что перейти от простой дрели к многофункциональному инструменту. Это открывает целый мир новых деталей, которые вы можете сделать. Но важно понимать, что не все поворотные оси одинаковы. Некоторые просто "индексируют" или поворачивают деталь в новое положение для обработки. Другие обеспечивают "истинное" движение по 4-й оси, непрерывно вращая деталь во время резания. Давайте разберемся, что такое 4-я ось и чем она может быть полезна.

В чем разница между индексирующим столом и вращением шпиндельной бабки?

Запутались в различных типах поворотных осей? Выбор неправильной конфигурации может ограничить будущие возможности вашего станка. Давайте проясним два основных способа установки четвертой оси на VMC.

Основное различие заключается в расположении и назначении. Индексирующий стол располагается на станине станка и вращает деталь, обычно позиционируя ее перед резкой. Вращающаяся шпиндельная головка является частью самого шпиндельного узла и вращает инструмент, а не деталь.

Это различие очень важно, потому что от него зависит, какую работу вы сможете выполнять. Большинство из Станки с 4-й осью¹ Я вижу, как в мастерских используют поворотный стол. Это универсальный и распространенный способ добавить возможность вращения. При использовании индексируемого стола станок поворачивает деталь на определенный угол, фиксирует ее на месте, а затем начинает резку. Вращающаяся шпиндельная бабка - это более интегрированное и зачастую более жесткое решение, но оно меняет фундаментальную механику станка. Она перемещает инструмент вокруг детали, что идеально подходит для некоторых высокоточных работ. Один перемещает деталь к инструменту для позиционирования, а другой перемещает инструмент вокруг детали для резки.

Основные различия с первого взгляда

Какие сложные формы может обрабатывать 4-я ось?

Ограничиваетесь простыми, блочными деталями на своем 3-осевом станке? Самые прибыльные работы часто требуют сложных форм. 4-я ось открывает возможности для простой и эффективной обработки таких сложных деталей.

Четвертая ось позволяет обрабатывать детали, которые оборачиваются вокруг цилиндра. Сюда входят винтовые передачи, резьба, шнеки, распределительные валы и любые детали, требующие обработки нескольких угловых поверхностей, причем за одну операцию зажима.

Когда вы добавляете ось вращения, ваши возможности значительно расширяются. Вместо того чтобы просто перемещать деталь влево-вправо, вперед-назад и вверх-вниз, вы теперь можете поворачивать ее. Это простое дополнение меняет ситуацию. Я помню одного клиента, который изготавливал корпуса клапанов. Для обработки одной детали им приходилось использовать три отдельные установки на 3-осевом станке. После добавления 4-я ось³Они сделали все это за один зажим. Время производства сократилось вдвое, а точность значительно повысилась, поскольку были устранены ошибки, возникающие при повторном зажиме. В этом и заключается реальная сила 4-й оси. Вы можете изготавливать детали со сложными цилиндрическими контурами, такие как поршни и кулачки, или детали, которым необходимы элементы на разных поверхностях, например крыльчатки или корпуса двигателей.

Открытие новых геометрий

• Спираль и спираль Особенности: Вот где настоящая 4-я ось действительно сияет. Она может создавать спиральные канавки, шнеки и резьбу, синхронизируя вращение детали с линейным перемещением станка.
• Многогранные призматические детали: Это огромный выигрыш в эффективности. Для детали коробчатой формы можно обрабатывать верхнюю часть и все четыре стороны, никогда не снимая зажим. 4-я ось просто поворачивает деталь, чтобы представить инструменту каждую новую грань.
• Цилиндрические контуры⁴: Она позволяет обрабатывать такие детали, как распределительные валы и детали с карманами или пазами. Ось вращения постоянно регулирует угол наклона детали по отношению к режущему инструменту.

Можно ли добавить 4-ю ось к существующему 3-осевому VMC?

Хотите получить возможность работы с 4 осями без покупки нового станка? Стоимость нового VMC может быть огромной. Хорошая новость заключается в том, что часто можно модернизировать то, чем вы уже владеете.

Да, 4-я ось обычно может быть добавлена к существующему 3-осевому VMC, если система управления станка может поддерживать дополнительную ось. Для этого необходимо установить поворотный стол на станину VMC и интегрировать его привод и систему управления.

Покупка совершенно нового 4-осевого станка с заводской интеграцией - это здорово, но это крупные капиталовложения. Модернизация существующего станка дает большую часть преимуществ за меньшую стоимость. Главное - убедиться, что контроллер станка поддерживает еще один осевой привод. Большинство современных контроллеров имеют такую возможность. Сам процесс установки прост для квалифицированного специалиста. Они прикручивают блок поворотного стола к Т-образным пазам станка, прокладывают кабели к электрошкафу, а затем настраивают систему ЧПУ на распознавание и управление новой осью. Это очень практичный путь к расширению возможностей вашего цеха.

Ключевые факторы для модернизации

1. Совместимость с системой управления⁵: Это самый важный шаг. Вы должны убедиться, что контроллер ЧПУ вашего станка может физически и логически поддерживать 4-ю ось.
2. Механическая установка⁶: Поворотный стол должен поместиться на станине вашего станка, не нарушая пределов его хода. Он должен быть закреплен болтами и тщательно выровнен.
3. Электрическая интеграция: Техник подключает серводвигатель поворотного стола к запасному осевому приводу в шкафу управления станка.
4. Настройка программного обеспечения и параметров: Последний шаг - настройка параметров управления, чтобы оно отправляло правильные команды перемещения и считывало обратную связь по положению. Программному обеспечению CAM также понадобится постпроцессор, способный выводить 4-осевой код.

Когда мастеру следует переходить на 4-ю ось вместо 5-осевого VMC?

Вы знаете, что вам нужно больше, чем 3 оси, но как далеко вы должны зайти? Переход от 4-осевого к 5-осевому станку - это огромный шаг как по возможностям, так и по стоимости, поэтому правильный выбор очень важен.

Переходите на 4-ю ось, если ваша главная цель - сократить время настройки призматических деталей или обрабатывать элементы вокруг одной оси вращения. Выбирайте 5-осевой станок, если вам необходимо обрабатывать сложные органические поверхности, требующие одновременного наклона инструмента.

Я постоянно разговариваю об этом с владельцами магазинов. Всех восхищает 5-осевая обработка⁷Но, честно говоря, большинству мастерских она не нужна. Четвертая ось решает самую большую проблему для большинства цехов: сокращение времени на установку. Она позволяет обрабатывать четыре или пять сторон детали за один раз. Настоящий 5-осевой станок добавляет еще одну ось вращения, обычно за счет наклона инструмента или стола. Это необходимо для деталей, где инструмент должен подходить к поверхности под бесконечным числом углов, например при обработке сложных лопастей крыльчатки или пропеллера. Но эти невероятные возможности сопровождаются резким увеличением стоимости станка, сложности программирования и уровня квалификации оператора. Для большинства мастерских 4-я ось - это более разумное и выгодное вложение средств.

Сделать правильный выбор

Заключение

Четвертая ось - это мощный инструмент, который расширяет диапазон обработки, повышает точность и эффективность. Зачастую это наиболее практичный и выгодный следующий шаг для растущей механической мастерской, желающей выполнять более сложную и ценную работу.