8 wichtige Fakten zu 5-Achsen-Bearbeitungszentren und Hochleistungsbearbeitung

Sind Sie unsicher über den Wert der 5-Achs-Bearbeitung für Ihre Maschinenwerkstatt? Suchen Sie nicht weiter als diese hilfreiche Liste mit Fakten, die Sie sicher durch die Vorteile führen wird.

Vielleicht denkt Ihr Betrieb über die Anschaffung von 5-Achs-CNC-Maschinen nach. Oder vielleicht hat Ihr Geschäft dies bereits getan und Sie finden immer noch heraus, wie Sie die Maschine am besten programmieren und ausrüsten können. Wie auch immer, es gibt eine Menge zu beachten, wenn Sie diese ultraproduktiven Werkzeugmaschinen optimal nutzen wollen.

Die Beherrschung der 5-Achs-Bearbeitung verspricht eine stark verbesserte Teilequalität, reduzierte Arbeit im Prozess und niedrigere Vorrichtungskosten, erfordert jedoch einige neue Denkweisen. Bevor Sie sich viel weiter auf die 5-Achsen-Straße begeben, sollten Sie die folgenden Konzepte in Betracht ziehen – einige dienen dazu, die Gerüchte um diese wichtige Bearbeitungstechnologie zu zerstreuen, während andere einfach darauf ausgelegt sind, Ihnen einen schnellen Start zu ermöglichen.

1. Sie brauchen keine 5-Achsen-Arbeit, um ein 5-Achsen-Bearbeitungszentrum zu rechtfertigen

Brauche ich eine Maschine? Viele Werkstätten zögern, die beträchtliche Investition in ein 5-Achs-Bearbeitungszentrum zu tätigen, weil sie nicht die Turbinenschaufeln, Blisks, orthopädischen Implantate und ähnliche Teile herstellen, die auf der Vorderseite jedes 5-Achs-Maschinenprospekts verputzt sind. Mach dir keine Sorgen; Sie brauchen im Allgemeinen keine simultane 5-Achsen-Bearbeitung, um ein 5-Achsen-Bearbeitungszentrum zu rechtfertigen. Jedes Teil, das auf mehr als einer Seite bearbeitet wird, profitiert von der reduzierten Teilehandhabung, die mit der 3+2-Bearbeitung einhergeht, wodurch fünf der sechs Seiten der meisten orthogonalen Werkstücke fertiggestellt werden können.

2. Die 5-Achsen-Bearbeitung auf einer Multitasking-Drehmaschine ist möglicherweise effektiver als auf einem 5-Achsen-Bearbeitungszentrum

Vielleicht sind Ihre Teile eher rund als orthogonal, enthalten aber dennoch Merkmale, die sich gut für die 5-Achsen-Bearbeitung eignen. Es könnte an der Zeit sein, eine Multitasking-Drehmaschine oder ein 5-Achsen-Fräs-Dreh-Zentrum in Betracht zu ziehen. Diese bieten weitgehend die gleiche Funktionalität wie 5-Achsen-Bearbeitungszentren und sind in der Lage, komplexe Werkstücke mit mehreren Oberflächen herzustellen, aber da sie oft eine sekundäre Spindel tragen, können viele Teile oft in einem einzigen Arbeitsgang fertiggestellt werden.

„Ich habe große Vorteile beim Einsatz von Fräs-Dreh-Maschinen gesehen“, sagt Dr. Thomas Kurfess, Professor und Inhaber des HUSCO/Ramirez Distinguished Chair in Fluid Power and Motion Control am Georgia Institute of Technology. „Um diese Werkzeugmaschinen jedoch wirklich zu nutzen, muss man wirklich um die Ecke denken. Fräs-Dreh-Maschinen sind viel mehr als eine Kombination aus Mühle und Drehbank; Sie bieten ein kompaktes und viel wiederholgenaueres 4- oder 5-Achsen-Bearbeitungssystem mit einer sehr einzigartigen und vielseitigen Konfiguration. Außerdem haben sie einen relativ geringen Platzbedarf, was sie zu idealen Maschinen für diejenigen macht, die ihre Vorteile zu nutzen wissen.“

3. Warum Sie anstelle einer 5-Achsen-Maschine keinen Trunnion verwenden können

Vielleicht denken Sie, dass Sie einem Ihrer 3-Achsen-Vertikal-Bearbeitungszentren einen Kipp-Dreh-Trunnion-Tisch verpassen werden, wodurch die Notwendigkeit einer 5-Achsen-Fräsmaschine entfällt. An diesem Ansatz ist nichts auszusetzen, und es ist ein guter Einstieg in die 5-Achsen-Bearbeitung, aber denken Sie daran, dass eine dedizierte 5-Achsen-Werkzeugmaschine Steuerungsoptionen wie Tool Center Point Control (TCPC) für 5 Achsen bietet Autotuning, dynamische Werkstückversätze und andere Funktionen, die für eine schnelle und einfache Einrichtung entwickelt wurden, ganz zu schweigen von einer weitaus steiferen, genaueren Maschinenkonstruktion. Einfach ausgedrückt, ein 3-Achsen-VMC mit Drehzapfen kann nicht mit einem echten 5-Achsen-Bearbeitungszentrum mithalten.

„Das Hinzufügen eines Schwenkdrehtisches ist eine großartige Möglichkeit, auf die 5-Achs-Bearbeitung umzusteigen“, erklärt Kurfess. „Wenn Sie jedoch eine 5-Achsen-Konfiguration von einem OEM kaufen, sind die Maschine und ihre unterstützenden Systeme vollständig für den 5-Achsen-Betrieb integriert, was zu reibungsloseren Programmierungen und Arbeitsabläufen führt.“

4. Nicht alle 5-Achsen-Bearbeitungszentren sind gleich

Apropos Maschinenbau:Beachten Sie, dass im Bereich der 5-Achsen-Bearbeitung nicht alle Werkzeugmaschinen gleich gebaut sind. Es stehen drei verschiedene Maschinentypen zur Verfügung – solche mit Kipp-Dreh-Tischen, die in ein 3-Achsen-Bearbeitungszentrum integriert sind; jene Maschinen mit integriertem Dreh-Schwenk-System, die jedoch eine verfahrbare X-Achsen-Säule verwenden – und jene Maschinen, bei denen der Fräskopf über einem mit einem Drehtisch ausgestatteten Bett von links nach rechts schwenkt. Jedes hat seine Vor- und Nachteile, und Käufer müssen Dinge wie Werkzeuginterferenz, Werkstückgröße, erforderliche Teilegenauigkeit und Maschinenkosten berücksichtigen, um die beste Entscheidung für ihre spezielle Anwendung zu treffen.

Sobald Sie sich für 5-Achsen entschieden haben, möchten Sie sicher wissen, wie Sie das Beste daraus machen können. Hier finden Sie einige hervorragende Anleitungen im Artikel:„Erfahren Sie, wie Sie die Leistung Ihrer 5-Achsen-Maschine steigern können.“

5. Das Fixieren mehrerer Teile ist einfacher als Sie denken:Sie sind nicht auf einzelne Teile beschränkt

Sie haben vielleicht schon davon gehört, dass Sie bei der 5-Achs-Bearbeitung nur ein Teil pro Maschinenzyklus herstellen können. Nicht wahr. Zugegeben, die gebräuchlichste Methode zum Greifen von Teilen auf einem 5-Achsen-Bearbeitungszentrum ist ein einzelner Schraubstock mit erweiterter Höhe, der einen vorbearbeiteten Schwalbenschwanz an der Unterseite des Werkstückrohlings festklemmt. Aber für diejenigen, die 3, 4, 6 oder mehr Teile pro Zyklus bearbeiten müssen, gibt es eine immer breitere Palette an Optionen für die Werkstückspannung. Das Ergebnis ist, dass das Aufspannen mehrerer Teile auf einer 5-Achsen-Maschine einfacher und flexibler ist, als Sie vielleicht denken.

Kurfess drückt es so aus:„Es gibt nicht nur eine große Auswahl an hervorragenden Vorrichtungen für die 5-Achs-Bearbeitung, viele von ihnen sind auch gut in die Programmierfähigkeit der Maschine integriert, was eine noch höhere Produktivität Ihrer Vorrichtung ermöglicht. Auch dies ist ein wesentlicher Vorteil beim Kauf eines echten 5-Achsen-Systems.“

6. Sie müssen Ihre eigenen Rohlinge nicht verzahnen

Hat jemand Schwalbenschwanz gesagt? Wenn Ihnen der Gedanke graut, Werkstückrohlinge nicht nur zu sägen, sondern auch die Schwalbenschwänze darauf zu schneiden, sollten Sie sich auf das konzentrieren, was Sie am besten können, und vorgeschnittenes, vorverzinktes Material bei Ihrem Stahllieferanten bestellen . Sie sollten sich auch Schraubstöcke ansehen, die auf einer Reihe von Stiften, Messerkanten oder sogar photoaktiviertem Klebstoff beruhen, um Werkstücke sicher an Ort und Stelle zu halten.

7. Verbesserte Genauigkeit, weniger Handhabung bei der 5-Achsen-Bearbeitung

Betrachten Sie die herkömmliche Bearbeitungsmethode, bei der ein 6-seitiges Teil sechs separate Bearbeitungen und mehrere Vorrichtungen zur Fertigstellung erfordert. Wie jeder Maschinist weiß, geht bei jedem Vorgang ein kleiner Teil der Teilegenauigkeit verloren, egal wie gut die Vorrichtung konstruiert ist. Da die 5-Achsen das gesamte Werkstück bis auf die Unterseite fertigstellen, ohne das Teil neu zu positionieren, ist das Einzige, was die perfekte Genauigkeit verhindert, die Werkzeugmaschine selbst.

8. „Done In One“ 5-Achsen-Bearbeitung macht Spaß

Ein bekannter Werkzeugmaschinenhersteller schlägt vor, dass die Annahme eines „Done in One“-Bearbeitungsansatzes eines der besten Dinge ist, die Sie für das Endergebnis Ihrer Werkstatt tun können. Sie haben recht. Mit 5-Achs sind die Körbe und Behälter mit teilweise fertiggestellten Werkstücken, die in der Werkstatt herumstehen, Geschichte. Der Cashflow wird verbessert. Die Durchlaufzeiten werden verkürzt, während die Flexibilität erhöht wird. Die Grate, die beim Brechen in ein sich schneidendes Merkmal entstehen, lassen sich leichter entfernen.

„5-Achs-Maschinen tragen nicht nur dazu bei, den Work-in-Process zu reduzieren, sondern ermöglichen es Unternehmen auch, ihre hochqualifizierten Arbeitskräfte und Geräte besser auszulasten“, sagt Kurfess. „Erstens verbringen ein Teil und eine Maschine keine Leerlaufzeit mit Be- und Entladevorgängen. Zweitens führen erfahrene Bediener keine Funktionen mit geringem Mehrwert wie Laden/Entladen durch. Stattdessen können sie bei Bedarf Zeit mit dem Programmieren und Einrichten anderer Maschinen verbringen.“

Vielleicht kratzen Sie ab und zu noch ein Werkstück aus, aber Sie werden es eher früher als später entdecken. Einfach gesagt, 5-Achsen ist das Beste, was Bearbeitungszentren seit automatischen Werkzeugwechslern passieren kann.

Haben Sie Ihre Zehen nur in die 5-Achsen-Bearbeitung eingetaucht? Was hält dich zurück? Teilen Sie Ihre Erfahrungen.