Optimieren Sie die Werkstatt:Wechseln Sie von der 3-Achsen- zur 5-Achsen-CNC-Bearbeitung

Egal, ob Sie ein vertikales 3-Achsen-Bearbeitungszentrum besitzen oder den ganzen Tag eines betreiben, Sie sind wahrscheinlich ziemlich zufrieden damit. Mit der richtigen Befestigung und etwas Fantasie gibt es wenig, was Sie mit dieser Technologie nicht machen können. VMCs sind kostengünstiger als horizontale oder 5-Achsen-Bearbeitungszentren vergleichbarer Größe, und es sind keine speziellen Spannvorrichtungen oder Spanntürme erforderlich. Schließlich stehen mehr VMC-orientierte Bediener und Einrichter zur Verfügung als diejenigen, die mit 4- und 5-Achsen-Werkzeugmaschinen vertraut sind.

Warum den Apfelkarren aufregen, indem man sich etwas Neues ansieht? Der Hauptgrund besteht darin, eine hohe Produktionsleistung, Produktqualität und optimale Maschinen- und Werkzeugleistung zu gewährleisten – und Kunden davon abzuhalten, Bestellungen aus Ihrem Geschäft nachzufüllen.

Vielleicht haben Sie gehört, dass der Laden um die Ecke gerade eine schöne neue 5-Achsen-Maschine installiert hat, und Sie haben das Gefühl, dass einer Ihrer Kunden mit ihnen gesprochen hat. Sie haben in den letzten Jahren vielleicht auch bemerkt, dass die Vorlaufzeiten und Bestellmengen immer weiter sinken, wenn Teiledesigns und Materialien immer anspruchsvoller werden. Sie fragen sich vielleicht auch, wie Ihre Konkurrenz es schafft, sich über Wasser zu halten, indem sie Teile so günstig anbietet. Alles zusammen und die Situation schreit nach einer innovativen und flexiblen Bearbeitungslösung.

Wir werfen einen genaueren Blick darauf, wie sich mehrachsige Maschinen auswirken – und warum es sich für Hersteller aller Größen lohnt, nachzuforschen.

Das Argument für Komplexität in 4-Achs- und 5-Achs-Bearbeitungszentren

Dieses Wettbewerbsszenario ist einer Vielzahl von Maschinenwerkstätten zunehmend vertraut, vor allem aber denjenigen, die Teile für die Luft- und Raumfahrt und die Medizintechnik herstellen oder herstellen möchten, bei denen Komplexität und schwierige Materialien Hand in Hand gehen. Vielleicht ist es an der Zeit, Ihre traditionelle VMC-Denkweise gegen eine einzutauschen, die zusätzliche Achsen, einen höheren Durchsatz und eine bessere Teilequalität bietet. Wenn Sie über ein Upgrade nachdenken, kann eine Maschine mit höherer Achse Zeit und Mühe in einem Spektrum wiederholbarer Bereiche sparen, was letztendlich die Teileproduktion steigert und gleichzeitig die Qualität bewahrt. So geht's

4- und 5-Achsen-Maschinen reduzieren WIP und Vorlaufzeit

Auf einem 3-Achsen-Bearbeitungszentrum benötigen Sie oft bis zu sechs Operationen – eine für jede Seite des Teils – um ein orthogonales Werkstück wie einen Hydraulikverteiler oder ein Elektronikgehäuse fertigzustellen. Dies bedeutet erhöhte Umlauf- und Vorlaufzeit, zusätzliches Teilehandling, mehr Möglichkeiten, dass ein Teil beschädigt wird, während es auf den nächsten Vorgang wartet, und größere Chancen, dass eine Revision geändert oder storniert wird.

4- und 5-Achsen-Maschinen erfordern weniger Einrichtungszeit und weniger Vorrichtungen

Nach der ersten Operation auf einem VMC – die normalerweise in einem Schraubstock eines Maschinisten durchgeführt wird – erfordert jeder nachfolgende Bearbeitungsschritt eine Art Werkstückhalterung. Dieser Ansatz ist in mehrfacher Hinsicht kostspielig:Da ist die Zeit, die für das Entwerfen und Herstellen jeder Vorrichtung aufgewendet wird, aber auch die Einrichtungszeit für jeden einzelnen Vorgang, ganz zu schweigen von der Lagerung und Verfolgung all dieser Werkzeuge. Vorrichtungen sind ganz einfach kostspielig.

Gesamtqualität der Teile ist besser

Auch die Teilequalität ist zu berücksichtigen. Wenn Teile „in einem“ fertig sind, gibt es keinen Genauigkeitsverlust aufgrund von Toleranzstapelung zwischen Arbeitsgängen, keine Unterschiede in der Art und Weise, wie ein Bediener ein Teil im Vergleich zu einem anderen lädt, oder die Möglichkeit, dass ein Teil falsch geladen wird. Es ist auch nicht erforderlich, engere Toleranzen einzuhalten, als die Zeichnung vorschreibt – die Bohrung, die Sie zum Beispiel für die Positionierung bei der nächsten Operation verwenden wollten, kann wie jedes andere Teilemerkmal behandelt werden.

Verbesserte Oberflächengüte, längere Standzeit

Fünf-Achs-Bearbeitungszentren ermöglichen die Ausrichtung des Werkstücks in der günstigsten Bearbeitungsposition. Dies bedeutet in der Regel kürzere Schneidwerkzeuglängen, was wiederum für eine höhere Steifigkeit, längere Standzeiten und eine verbesserte Oberflächengüte sorgt. Geschwindigkeiten und insbesondere Vorschübe können in der Regel ebenfalls erhöht werden, was den Durchsatz verbessert. Und weil es einfacher ist, Werkstück und Fräser rechtwinklig zueinander zu halten, werden Standzeit und Produktivität weiter verbessert.

Die Quintessenz? Zusätzliche Maschinenachsen bedeuten höhere Gewinne und mehr Möglichkeiten für das Unternehmenswachstum. Ja, Sie müssen investieren – es müssen die Werkzeugmaschinen in Betracht gezogen werden, ebenso wie ein CAD/CAM-Upgrade, einige neue Werkstückaufnahmen, Schulungen für die Maschinenprogrammierer und Bediener – und möglicherweise müssen die Verantwortlichkeiten neu geordnet werden. Letztendlich bietet ein 4-Achsen-Horizontal- oder 5-Achsen-Vertikalzentrum jedoch deutliche Vorteile gegenüber dem herkömmlichen 3-Achsen-Paradigma.

Möchten Sie mehr über die Entwicklung von CNC-Maschinen erfahren? Lesen Sie „Was Sie über mehrachsige CNC-Bearbeitung wissen müssen.“

Mehrachsenbearbeitung:Nicht nur für Luft- und Raumfahrt oder medizinische Teile

Halten Sie jedoch fest:Jeder wird zustimmen, dass 5-Achsen-Werkzeugmaschinen perfekt für die Herstellung der geformten Oberflächen sind, die auf Turbinenschaufeln, Knieersatz und Formhohlräumen zu finden sind. Das Problem ist, dass Sie möglicherweise nichts davon herstellen, sodass Sie für die einfacheren Arbeiten in Ihrer Werkstatt nicht in 5-Achsen-Simultanbearbeitungsfunktionen investieren müssen, oder?

Das mag stimmen, aber denken Sie daran:Nur weil Sie denken, dass Sie keine simultane 5-Achsen-Bewegung benötigen, heißt das nicht, dass Sie nicht von der 5-Achsen-Positionierung, auch bekannt als 3+2, profitieren. Es ändert auch nichts an der Tatsache, dass zusätzliche Maschinenachsen im Allgemeinen mit den Vorteilen von weniger WIP, reduziertem Teilehandling, kürzeren Vorlaufzeiten, niedrigeren Einrichtungs- und Vorrichtungskosten, längerer Werkzeugstandzeit und besseren Teilen korrelieren – unabhängig davon, welche Teile bearbeitet werden.

Interessiert? Bereiten Sie sich vor. Es gibt mehrere unterschiedliche Arten von 5-Achsen-Maschinen, einschließlich Konfigurationen mit Zapfen und Schwenkrotation. Oft ist es am besten, auf einigen Testschnitten zu bestehen, um festzustellen, welches für Ihre spezielle Teilemischung am besten geeignet ist. [Anchor4] Sie sollten sich auch mit 5-Achsen-Maschinenoptionen wie der Werkzeugarbeitspunktsteuerung vertraut machen, die, wie der Name schon sagt, den Werkzeugmittelpunkt bei komplexen Bewegungen verfolgt und über eine automatische sichere Neupositionierung zum einfachen Zurückziehen tief vergrabener Werkzeuge verfügt innerhalb eines geneigten Werkstücks. Schließlich sollten Sie Ihre Teileverarbeitung überdenken – die Verwendung eines 3-Achsen-Ansatzes auf einer 5-Achsen-Maschine wird wahrscheinlich nicht die gewünschten Ergebnisse erzielen.

Wie sind Ihre Erfahrungen mit Multiaxis ? Bearbeitung wie 4- oder 5-Achsen-Zentren? Teilen Sie Ihre Erfahrungen.