3 Axis Machining Center vs 5 Axis Machining Center for Mold Manufacturing

Η κατεργασία καλουπιών είναι ένας από τους τομείς όπου η διαφορά μεταξύ της μηχανικής κατεργασίας 3 αξόνων και 5 αξόνων γίνεται εύκολα ορατή.

Ένα κέντρο κατεργασίας 3 αξόνων μπορεί να χειριστεί μια μεγάλη γκάμα εξαρτημάτων καλουπιού, συμπεριλαμβανομένων των βάσεων καλουπιού, επίπεδες επιφάνειες, τσέπες, οπές, σχισμές και πολλές τυπικές κοιλότητες. Για πολλά καταστήματα γενικών καλουπιών, ένα κάθετο κέντρο κατεργασίας παραμένει μια πρακτική μηχανή παραγωγής.

Ένα κέντρο κατεργασίας 5 αξόνων προσθέτει δύο περιστροφικούς άξονες στα X, Y και Z. Η πρόσθετη κίνηση αλλάζει τον τρόπο με τον οποίο το εργαλείο κοπής προσεγγίζει την επιφάνεια του καλουπιού. Αυτό γίνεται ιδιαίτερα χρήσιμο όταν το καλούπι περιέχει βαθιές κοιλότητες, απότομα τοιχώματα, πολύπλοκες επιφάνειες ελεύθερης μορφής ή περιοχές που είναι δύσκολο να προσεγγιστούν με ένα κατακόρυφο εργαλείο.

Ο Όμιλος HCNC παρέχει κάθετα κέντρα μηχανικής κατεργασίας και κέντρα κατεργασίας 5 αξόνων για την κατασκευή καλουπιών. Η γκάμα VMC περιλαμβάνει μοντέλα όπως VMC650, VMC850, VMC855QS, VMC855QC, VMC1160 και VMC1370, ενώ η γκάμα πέντε αξόνων περιλαμβάνει μηχανήματα της σειράς HMU και HMC.

3 Axis vs 5 Axis for Mold Machining: Basic Difference

Η βασική διαφορά είναι ο τρόπος με τον οποίο το μηχάνημα προσεγγίζει το τεμάχιο εργασίας.

Ένα κέντρο μηχανικής κατεργασίας 3 αξόνων ελέγχει:

• άξονας Χ
• Άξονας Υ
• άξονας Z

Το καλούπι παραμένει σταθερό ενώ το κοπτικό εργαλείο κινείται σε τρεις γραμμικές κατευθύνσεις.

Ένα κέντρο κατεργασίας 5 αξόνων προσθέτει δύο περιστροφικούς άξονες, συνήθως A/C ή B/C ανάλογα με τη δομή της μηχανής. Το εργαλείο ή το τεμάχιο εργασίας μπορεί να αλλάξει προσανατολισμό κατά τη μηχανική κατεργασία, επιτρέποντας στον κόφτη να πλησιάσει μια επιφάνεια καλουπιού από διαφορετικές κατευθύνσεις.

Χαρακτηριστικό	3 Axis Machining Center	5 Axis Machining Center
Γραμμικοί άξονες	X / Y / Z	X / Y / Z
Περιστροφικοί άξονες	Κανένας	2 περιστροφικοί άξονες
Τυπική μηχανική κατεργασία	Φρέζα 3 αξόνων	3+2 ή ταυτόχρονα 5 αξόνων
Κοιλότητα μούχλας	Κατάλληλο για πολλές τυπικές κοιλότητες	Κατάλληλο για περίπλοκες κοιλότητες
Πρόσβαση σε βαθιά κοιλότητα	Περιορίζεται από τη γωνία και την εμβέλεια του εργαλείου	Καλύτερη πρόσβαση στο εργαλείο
Κατεργασία καμπύλης επιφάνειας	Δυνατότητα με κατάλληλες διαδρομές εργαλείων	Πιο ευέλικτος προσανατολισμός εργαλείου
Απαίτηση εγκατάστασης	Περισσότερες ρυθμίσεις για κατεργασία πολλαπλών γωνιών	Λιγότερες ρυθμίσεις για πολλά σύνθετα μέρη
Προσανατολισμός εργαλείου	Σταθερό σε σχέση με το τεμάχιο εργασίας	Μπορεί να αλλάξει κατά τη διάρκεια της κατεργασίας
Προγραμματισμός	Σχετικά ευθύς	Πιο απαιτητικό
Επένδυση μηχανών	Χαμηλότερος	Πιο ψηλά
Τυπική χρήση καλουπιού	Βάσεις καλουπιών, τυπικές κοιλότητες, ένθετα	Σύνθετες κοιλότητες, βαθιές επιφάνειες, καλούπια ελεύθερης μορφής

Το σημαντικό σημείο είναι ότιΟι 5 άξονες δεν αντικαθιστούν αυτόματα την κατεργασία 3 αξόνων. Η σωστή επιλογή εξαρτάται από τη γεωμετρία του καλουπιού, το υλικό, το απαιτούμενο φινίρισμα επιφάνειας, τον όγκο παραγωγής και τη διαδικασία κατεργασίας.

 

1. Όταν η κατεργασία 3 αξόνων είναι αρκετή για την κατασκευή καλουπιών

Πολλά καλούπια δεν απαιτούν ταυτόχρονη κίνηση πέντε αξόνων.

Ένα συμβατικό κέντρο μηχανικής κατεργασίας 3 αξόνων μπορεί να εκτελέσει κατεργασία φρεζαρίσματος, διάτρησης, διάτρησης, κοπής και κατεργασίας περιγράμματος. Για εξαρτήματα καλουπιού με προσβάσιμες επιφάνειες, το εργαλείο κοπής μπορεί να φτάσει στις απαιτούμενες περιοχές χωρίς να αλλάξει τον προσανατολισμό του.

Αυτό καθιστά την κατεργασία 3 αξόνων ιδιαίτερα πρακτική για:

• Βάσεις καλουπιών
• Επίπεδες πλάκες καλουπιού
• Τυπικά ένθετα
• Απλές κοιλότητες
• Κατεργασία ηλεκτροδίων
• Εξαρτήματα στερέωσης
• Τρύπες στερέωσης
• Ίσιες τσέπες
• Κουλοχέρηδες
• Χαρακτηριστικά καλουπιού 2D και 2.5D

Για αυτά τα εξαρτήματα, η προσθήκη δύο περιστροφικών αξόνων μπορεί να αυξήσει το κόστος εξοπλισμού και τις απαιτήσεις προγραμματισμού χωρίς να παρέχει αντίστοιχο όφελος παραγωγής.

Η σειρά VMC της HCNC έχει σχεδιαστεί για γενικές εφαρμογές μηχανικής κατεργασίας, συμπεριλαμβανομένων καλουπιών και εξαρτημάτων ακριβείας. Η σειρά VMC του καλύπτει διαφορετικά μεγέθη τραπεζιών και διαδρομές μηχανικής κατεργασίας, επιτρέποντας στους κατασκευαστές καλουπιών να επιλέξουν εξοπλισμό σύμφωνα με τις διαστάσεις του τεμαχίου εργασίας και τις απαιτήσεις παραγωγής.

Παράδειγμα: Μηχανική Βάσης Καλουπιών

Σκεφτείτε μια βάση καλουπιού με:

• Μεγάλες επίπεδες επιφάνειες
• Κάθετα πλαϊνά τοιχώματα
• Ίσιες τσέπες
• Τρύπες στερέωσης
• Τρύπες με οδηγούς πείρους
• Απλά βήματα και κουλοχέρηδες

Τα περισσότερα από αυτά τα χαρακτηριστικά μπορούν να επεξεργαστούν χρησιμοποιώντας κινήσεις X, Y και Z.

Το κατεργαζόμενο τεμάχιο μπορεί να παραμείνει σφιγμένο στο τραπέζι ενώ το μηχάνημα ολοκληρώνει τις κύριες εργασίες φρεζαρίσματος. Για ένα κατάστημα καλουπιών που παράγει μεγάλο αριθμό τυπικών εξαρτημάτων καλουπιού, αυτή η απλή διαδικασία μπορεί να είναι ευκολότερη στον προγραμματισμό, τη ρύθμιση και τη συντήρηση.

 

2. Όπου η κατεργασία 5 αξόνων αρχίζει να κάνει τη διαφορά

Η κατάσταση αλλάζει όταν το καλούπι περιέχει επιφάνειες που δεν μπορούν να προσεγγιστούν αποτελεσματικά με ένα σταθερό κατακόρυφο εργαλείο.

Τυπικά παραδείγματα περιλαμβάνουν:

• Βαθιές κοιλότητες
• Απότομοι τοίχοι κοιλοτήτων
• Τομείς που σχετίζονται με τις υποτιμήσεις
• Πολύπλοκες καμπύλες επιφάνειες
• Εσωτερικά καλούπια αυτοκινήτων
• Σύνθετα καλούπια έγχυσης πλαστικού
• Καλούπια χύτευσης
• Μεγάλες επιφάνειες ελεύθερου σχήματος
• Καλούπια ακριβείας με δύσκολη πρόσβαση στο εργαλείο

Η HCNC απαριθμεί συγκεκριμένα καλούπια ακριβείας και σύνθετα καλούπια μεταξύ των εφαρμογών για τις λύσεις μηχανικής κατεργασίας πέντε αξόνων. Τα συστήματα 5 αξόνων της εταιρείας υποστηρίζουν ταυτόχρονη κατεργασία πέντε αξόνων, RTCP, βαθμονόμηση πέντε αξόνων και αντιστάθμιση σφαλμάτων.

 

Το κύριο πλεονέκτημα: Πρόσβαση στο εργαλείο

Για μια βαθιά κοιλότητα καλουπιού, το πρόβλημα συχνά δεν είναι απλώς εάν το μηχάνημα μπορεί να φτάσει στον πυθμένα της κοιλότητας.

Το εργαλείο κοπής χρειάζεται επίσης αρκετή απόσταση γύρω από:

• Τοίχοι κοιλοτήτων
• Παϊδάκια
• Κορυφογραμμές
• Καμπύλες μεταβάσεις
• Παρακείμενες επιφάνειες
• Εξαρτήματα

Με μια μηχανή 3 αξόνων, ο προσανατολισμός του εργαλείου παραμένει σταθερός κατά την κανονική κατεργασία. Εάν το εργαλείο πλησιάζει κατακόρυφα έναν απότομο τοίχο, μπορεί να χρειαστεί ένα μακρύ εργαλείο.

Ένα μακρύ εργαλείο εισάγει ένα άλλο πρόβλημα: την εκτροπή του εργαλείου.

Μια μηχανή 5 αξόνων μπορεί να γείρει το εργαλείο προς την επιφάνεια κατεργασίας. Αυτό επιτρέπει στον προγραμματιστή να χρησιμοποιεί ένα πιο κοντό εργαλείο κοπής σε πολλές περιπτώσεις και να διατηρεί μια πιο ευνοϊκή θέση κοπής.

Το HCNC εντοπίζει πιο κοντά εργαλεία κοπής, βελτιωμένο προσανατολισμό του εργαλείου και καλύτερη πρόσβαση σε πολύπλοκη γεωμετρία μεταξύ των πλεονεκτημάτων μηχανικής κατεργασίας που σχετίζονται με την επεξεργασία πέντε αξόνων.

 

3. Επεξεργασία κοιλότητας καλουπιού: 3 άξονες έναντι 5 αξόνων

Η κατεργασία με κοιλότητα καλουπιού είναι ένα από τα πιο ξεκάθαρα παραδείγματα.
Με μηχάνημα 3 αξόνων

Το εργαλείο κοπής γενικά προσεγγίζει την κοιλότητα από μια σταθερή κατεύθυνση.

Για σχετικά ανοιχτές κοιλότητες, αυτό λειτουργεί καλά.

Ωστόσο, καθώς η κοιλότητα γίνεται βαθύτερη ή οι τοίχοι γίνονται πιο απότομοι, το εργαλείο μπορεί να χρειαστεί να επεκταθεί για να φτάσει στις χαμηλότερες περιοχές.

Το μηχάνημα μπορεί επίσης να απαιτεί:

• Τραχιά μηχανική κατεργασία
• Αλλαγή εργαλείου
• Επανατοποθέτηση
• Εκ νέου σύσφιξη
• Ημιτελής
• Τελειώνοντας από άλλη κατεύθυνση

Κάθε πρόσθετη ρύθμιση εισάγει μια άλλη ευκαιρία για σφάλμα τοποθέτησης.

Με μηχάνημα 5 αξόνων

Οι περιστροφικοί άξονες επιτρέπουν στο εργαλείο κοπής να αλλάξει τον προσανατολισμό του.

Αντί να πιέσει ένα μακρύ εργαλείο σε μια βαθιά κοιλότητα, το μηχάνημα μπορεί να γείρει τον κόφτη προς την επιφάνεια.

Αυτό μπορεί να παρέχει:

• Καλύτερη προσβασιμότητα στο εργαλείο
• Κοντύτερος προεξοχή εργαλείου
• Ευνοϊκότερες συνθήκες κοπής
• Λιγότερες αλλαγές εξαρτημάτων
• Καλύτερος έλεγχος πολύπλοκων επιφανειών

Το HCNC περιγράφει την κατεργασία πέντε αξόνων ως μια μέθοδο που μπορεί να μειώσει πολλαπλές ρυθμίσεις εξαρτημάτων, σφάλματα τοποθέτησης και χρόνο προετοιμασίας μηχανικής σε σύγκριση με τη συμβατική κατεργασία 3 αξόνων.

 

4. Φινίρισμα επιφάνειας σε σύνθετες επιφάνειες καλουπιού

Το φινίρισμα καλουπιών είναι συχνά πιο απαιτητικό από την ακατέργαστη κατεργασία.

Η τελική επιφάνεια της κοιλότητας μπορεί να καθορίσει:

• Εμφάνιση πλαστικού εξαρτήματος
• Έκδοση μέρους
• Γυάλισμα φόρτου εργασίας
• Ποιότητα υφής
• Συνοχή διαστάσεων

Σε μια σχετικά απλή επιφάνεια, μια μηχανή 3 αξόνων μπορεί να πετύχει καλό φινίρισμα με κατάλληλο εργαλείο και στρατηγική κοπής.

Για πολύπλοκες καμπύλες επιφάνειες, ωστόσο, ο προσανατολισμός του εργαλείου γίνεται πιο σημαντικός.

Μια μηχανή 5 αξόνων μπορεί να αλλάζει συνεχώς τη γωνία του εργαλείου ενώ ακολουθεί την επιφάνεια. Η HCNC σημειώνει ότι η μηχανική κατεργασία πέντε αξόνων μπορεί να διατηρήσει μια πιο κατάλληλη σχέση εργαλείου με περιγραμμένες επιφάνειες, κάτι που μπορεί να βελτιώσει το φινίρισμα της επιφάνειας σε πολύπλοκη γεωμετρία.

Για τους κατασκευαστές καλουπιών, το πρακτικό όφελος δεν είναι απλώς η ομαλότερη κίνηση του μηχανήματος. Ο στόχος είναι να μειωθεί η ποσότητα χειροκίνητου φινιρίσματος που απαιτείται μετά την κατεργασία.

Ένα καλούπι που απαιτεί εκτεταμένο γυάλισμα στο χέρι μπορεί να καταναλώσει σημαντική εργασία μετά την κατεργασία με CNC. Η καλύτερη πρόσβαση στο εργαλείο και ο πιο ελεγχόμενος προσανατολισμός του εργαλείου μπορούν να μειώσουν τα σημάδια κατεργασίας σε δύσκολες περιοχές και να κάνουν τη διαδικασία φινιρίσματος πιο προβλέψιμη.

Το πραγματικό αποτέλεσμα εξακολουθεί να εξαρτάται από τον κόφτη, τη διαδρομή εργαλείων, την ταχύτητα του άξονα, τον ρυθμό τροφοδοσίας, το υλικό, την ακαμψία του μηχανήματος και τη στρατηγική CAM.

 

5. 3+2 Μηχανική εναντίον Ταυτόχρονων 5 αξόνων για καλούπια

Δεν απαιτείται κάθε εργασία καλουπιού πέντε αξόνων συνεχή κίνηση πέντε αξόνων.

Υπάρχουν δύο κοινές προσεγγίσεις.

3+2 Axis Machining

Οι περιστροφικοί άξονες τοποθετούν πρώτα το τεμάχιο εργασίας ή το εργαλείο σε μια καθορισμένη γωνία.

Στη συνέχεια, το μηχάνημα εκτελεί συμβατική κατεργασία X/Y/Z.

Αυτό είναι χρήσιμο για:

• Γωνιακές επιφάνειες
• Συστατικά καλουπιού πολλαπλών όψεων
• Κεκλιμένες τρύπες
• Χαρακτηριστικά που απαιτούν διαφορετικούς προσανατολισμούς εργαλείων
• Ένθετα καλουπιών με πολλές επιφάνειες μηχανικής κατεργασίας

Τα συστήματα πέντε αξόνων της HCNC υποστηρίζουν μηχανική κατεργασία με σταθερό προσανατολισμό και ταυτόχρονο έλεγχο πέντε αξόνων.

Ταυτόχρονη κατεργασία 5 αξόνων

Και οι πέντε άξονες μπορούν να κινηθούν κατά την κοπή.

Αυτό είναι πιο σχετικό όταν το καλούπι έχει συνεχώς μεταβαλλόμενες καμπύλες επιφάνειες.

Τυπικά παραδείγματα περιλαμβάνουν:

• Σύνθετα καλούπια αυτοκινήτων
• Κοιλότητες ελεύθερης μορφής
• Επιφάνειες που μοιάζουν με στροβίλους
• Καλούπια με υψηλό περίγραμμα
• Δύσκολες επιφάνειες βαθιάς κοιλότητας

Για αυτές τις εφαρμογές, το RTCP γίνεται σημαντικό.

 

6. Γιατί το RTCP έχει σημασία στη μηχανική επεξεργασία καλουπιών 5 αξόνων

Το RTCP σημαίνει Rotational Tool Center Point.
Όταν μετακινούνται οι περιστροφικοί άξονες, αλλάζει η σχέση μεταξύ του άξονα, της άκρης του εργαλείου και του τεμαχίου εργασίας.

Το σύστημα CNC πρέπει να αντισταθμίσει αυτή την κίνηση, έτσι ώστε η άκρη του εργαλείου να ακολουθεί σωστά την προγραμματισμένη διαδρομή κατεργασίας.

Η HCNC προσδιορίζει το RTCP ως βασική λειτουργία για κατεργασία πέντε αξόνων και δηλώνει ότι τα συστήματα CNC πέντε αξόνων υποστηρίζουν RTCP, βαθμονόμηση πέντε αξόνων, αντιστάθμιση σφαλμάτων και ενσωμάτωση CAM.

Για σύνθετη κατεργασία καλουπιού, το RTCP βοηθά το μηχάνημα να διατηρεί την προγραμματισμένη θέση στο κέντρο του εργαλείου ενώ αλλάζει ο προσανατολισμός του εργαλείου.

Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό κατά τη διάρκεια:

• Φινίρισμα καμπύλης επιφάνειας
• Κατεργασία απότομων τοίχων
• Συνεχείς διαδρομές εργαλείων 5 αξόνων
• Μηχανική πολυγωνικής κοιλότητας

 

7. Μήκος εργαλείου: Μία από τις πρακτικές διαφορές

Το μήκος του εργαλείου είναι ένα σημαντικό κριτήριο στη βαθιά κατεργασία καλουπιών.

Με την κατεργασία 3 αξόνων, μια βαθιά κοιλότητα μπορεί να απαιτεί κόφτη μεγάλης απόστασης επειδή ο άξονας παραμένει κάθετος στην επιφάνεια εργασίας.

Όσο περισσότερο εκτείνεται το εργαλείο από τη θήκη, τόσο πιο ευαίσθητο μπορεί να γίνει:

• Εκτροπή
• Δόνηση
• Φορτίο κοπής
• Ποιότητα επιφάνειας
• Ζωή εργαλείων

Η μηχανική κατεργασία πέντε αξόνων μπορεί να αλλάξει τον προσανατολισμό του εργαλείου, έτσι ώστε να μπορεί συχνά να χρησιμοποιείται κοντύτερος κόφτης.

Αυτός είναι ένας λόγος για τον οποίο η μηχανική κατεργασία πέντε αξόνων μπορεί να είναι χρήσιμη για βαθιές και πολύπλοκες κοιλότητες μούχλας. Η σύγκριση της κατεργασίας τριών αξόνων και πέντε αξόνων της HCNC προσδιορίζει συγκεκριμένα τα πιο κοντά εργαλεία κοπής και τις βελτιωμένες συνθήκες κοπής ως πλεονεκτήματα της μηχανικής κατεργασίας πέντε αξόνων.

Ωστόσο, η κατεργασία πέντε αξόνων δεν εξαλείφει τα προβλήματα επιλογής εργαλείων. Η διάμετρος του εργαλείου, το μήκος του αυλού, το διάκενο συγκράτησης, η ταχύτητα του άξονα και οι παράμετροι κοπής πρέπει να ταιριάζουν με το υλικό και τη γεωμετρία του καλουπιού.

 

8. Πολλαπλές ρυθμίσεις: Ένα σημαντικό ζήτημα κατασκευής καλουπιών

Ο χρόνος εγκατάστασης συχνά παραβλέπεται κατά τη σύγκριση των τιμών του μηχανήματος.

Ένα μηχάνημα 3 αξόνων μπορεί να έχει χαμηλότερη τιμή αγοράς, αλλά ένα περίπλοκο καλούπι μπορεί να απαιτεί πολλές ρυθμίσεις.

Για παράδειγμα:

Ρύθμιση 1 → Επάνω κοιλότητα

Ρύθμιση 2 → Πλαϊνή επιφάνεια

Ρύθμιση 3 → Γωνιακή επιφάνεια

Ρύθμιση 4 → Λειτουργίες πίσω

Κάθε ρύθμιση απαιτεί:

• Εκ νέου σύσφιξη
• Ευθυγράμμιση τεμαχίου εργασίας
• Προσαρμογή μετατόπισης εργασίας
• Επιθεώρηση
• Επαλήθευση διαδρομής εργαλείου

Μια μηχανή πέντε αξόνων μπορεί συχνά να επεξεργαστεί περισσότερες επιφάνειες χωρίς να αφαιρέσει το τεμάχιο εργασίας.

Η HCNC δηλώνει ότι η μηχανική κατεργασία πέντε αξόνων μπορεί να μειώσει πολλαπλές ρυθμίσεις εξαρτημάτων και σφάλματα τοποθέτησης, ιδιαίτερα κατά την κατεργασία σύνθετων εξαρτημάτων από πολλές κατευθύνσεις.

Αυτό δεν σημαίνει ότι κάθε καλούπι πρέπει να υποβάλλεται σε μηχανική επεξεργασία σε μία εγκατάσταση. Οι κατασκευαστές καλουπιών πρέπει ακόμα να αποφασίσουν πού θα συσφίξει το τεμάχιο εργασίας και ποιες επιφάνειες θα πρέπει να ολοκληρωθούν σε κάθε στάδιο.

 

9. Ακρίβεια: Λιγότερες ρυθμίσεις μπορούν να μειώσουν τα συσσωρευμένα σφάλματα

Η ακρίβεια τοποθέτησης του μηχανήματος είναι μόνο ένα μέρος της ακρίβειας κατεργασίας καλουπιών.

Η πλήρης αλυσίδα περιλαμβάνει:

Ακρίβεια μηχανήματος → Ακρίβεια στερέωσης → Τοποθέτηση τεμαχίου εργασίας → Γεωμετρία εργαλείου → Φθορά εργαλείου → Διαδρομή εργαλείων CAM → Συνθήκες κοπής → Επιθεώρηση

Όταν ένα καλούπι απαιτεί πολλές ρυθμίσεις, κάθε λειτουργία επανατοποθέτησης μπορεί να εισάγει μια άλλη πηγή παραλλαγής.

Η κατεργασία πέντε αξόνων μπορεί να μειώσει τον αριθμό των φορών που χρειάζεται να αφαιρεθεί και να επανατοποθετηθεί το καλούπι.

Ο οδηγός πέντε αξόνων της HCNC υπογραμμίζει τη μείωση των σφαλμάτων ευθυγράμμισης και τις αλλαγές εξαρτημάτων ως σημαντικά πλεονεκτήματα της κατεργασίας πέντε αξόνων.

Το κέντρο κατεργασίας πέντε αξόνων HMU-630/700 της HCNC, για παράδειγμα, δημοσιεύει ακρίβεια τοποθέτησης X/Y/Z και επαναληψιμότητα 0,008/0,004 mm, με ακρίβεια τοποθέτησης A/C και επαναληψιμότητα 12/6 τόξου δευτερολέπτου. Το μηχάνημα χρησιμοποιεί μια δομή σκελετού σκελετού σταθερής δέσμης και ένα περιστροφικό τραπέζι με γρανάζια υψηλής ακαμψίας.

Αυτά τα στοιχεία είναι προδιαγραφές μηχανής και όχι εγγύηση για την ανοχή τελικού καλουπιού. Η πραγματική ακρίβεια του καλουπιού εξαρτάται από την πλήρη διαδικασία κατεργασίας.

 

10. Η ακαμψία του μηχανήματος είναι ακόμα σημαντική

Η ικανότητα πέντε αξόνων δεν εξαλείφει την ανάγκη για μια άκαμπτη δομή μηχανής.

Η κατεργασία καλουπιών μπορεί να περιλαμβάνει:

• Σκληρυμένος χάλυβας
• Προσκληρυμένος χάλυβας
• Χάλυβας εργαλείων
• Αλουμίνιο
• Κράματα χαλκού
• Ηλεκτρόδια γραφίτη

Η σκληρή κατεργασία απαιτεί δύναμη κοπής και ακαμψία. Το φινίρισμα απαιτεί σταθερή κίνηση και καλή δυναμική ακρίβεια.

Το HMU-630/700 του HCNC χρησιμοποιεί μια δομή σκελετού σκελετού σταθερής δέσμης και ένα περιστροφικό τραπέζι με γρανάζια σχεδιασμένο για ακαμψία, ροπή και ακρίβεια περιστροφικής τοποθέτησης.

Για τη συμβατική κατεργασία καλουπιών, η σειρά VMC της HCNC περιλαμβάνει επίσης μηχανήματα με διαφορετικές δομικές διαμορφώσεις, διαδρομές, προδιαγραφές ατράκτου και μεγέθη τραπεζιών.

Επομένως, η σωστή σύγκριση δεν είναι απλώς:

απλή μηχανή 3 αξόνων =

Προηγμένο μηχάνημα=5 αξόνων

Μια πιο χρήσιμη σύγκριση είναι:

Ποια δομή μηχανής παρέχει την απαιτούμενη πρόσβαση στο εργαλείο, ακαμψία, περίβλημα εργασίας και ακρίβεια για το καλούπι που παράγεται;

 

11. 3 Άξονας έναντι 5 αξόνων για διαφορετικούς τύπους καλουπιών

Τύπος καλουπιού	3 Axis	5 Axis
Τυπική βάση καλουπιού έγχυσης	Πολύ κατάλληλο	Συνήθως περιττό
Απλό ένθετο καλουπιού	Κατάλληλος	Δυνατός
Επίπεδη κοιλότητα	Κατάλληλος	Δυνατός
Απλό καλούπι αυτοκινήτου	Κατάλληλο για προσβάσιμες περιοχές	Χρήσιμο για πολύπλοκες επιφάνειες
Καλούπι βαθιάς κοιλότητας	Η πρόσβαση στο εργαλείο μπορεί να γίνει δύσκολη	Καλύτερη πρόσβαση στο εργαλείο
Σύνθετη καμπύλη κοιλότητα	Απαιτεί προσεκτικό σχεδιασμό διαδρομής εργαλείων	Δυνατή εφαρμογή
Μεγάλο καλούπι ελεύθερης μορφής	Δυνατότητα με πολλαπλές ρυθμίσεις	Πιο ευέλικτο
Καλούπι ακριβείας	Κατάλληλο ανάλογα με τη γεωμετρία	Χρήσιμο όταν απαιτούνται πολλαπλές γωνίες
Σύνθετο καλούπι χύτευσης	Δυνατός	Χρήσιμο για δύσκολες επιφάνειες
Ιατρικό καλούπι	Εξαρτάται από τη γεωμετρία	Χρήσιμο για περίπλοκες κοιλότητες
Συστατικό καλουπιού πολλαπλών όψεων	Μπορεί να απαιτούνται πολλαπλές ρυθμίσεις	Λιγότερες δυνατές ρυθμίσεις

Η σημαντική μεταβλητή είναιγεωμετρία καλουπιού, όχι μόνο το όνομα του κλάδου.

Ένα απλό εξάρτημα καλουπιού αυτοκινήτου μπορεί να είναι απολύτως κατάλληλο για κατεργασία 3 αξόνων, ενώ ένα μικρότερο καλούπι ακριβείας με δύσκολες καμπύλες επιφάνειες μπορεί να επωφεληθεί από τη μηχανική κατεργασία πέντε αξόνων.

 

12. Επιλογές μηχανών HCNC για κατασκευαστές καλουπιών

Το χαρτοφυλάκιο προϊόντων της HCNC δίνει στους κατασκευαστές καλουπιών αρκετές διαμορφώσεις μηχανών που πρέπει να εξετάσουν.

VMC650
Το VMC650 είναι μια συμπαγής λύση κάθετης κατεργασίας 3–4 αξόνων με τραπέζι 1000 × 400 mm και διαδρομή X/Y/Z 650 × 400 × 500 mm.

Είναι σχεδιασμένο για φρεζάρισμα, διάτρηση, διάνοιξη, διάτρηση και άκαμπτο τρύπημα και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για εξαρτήματα όπως πλάκες, κοχύλια, έκκεντρα και καλούπια.

Για μικρότερα εξαρτήματα καλουπιού και γενική μηχανική επεξεργασία καλουπιών, αυτός ο τύπος VMC παρέχει μια απλή διαμόρφωση μηχανής.

Σειρά VMC850 / VMC855
Οι σειρές VMC850 και VMC855 παρέχουν ένα μεγαλύτερο περίβλημα μηχανικής κατεργασίας για γενική μούχλα και μηχανική κατεργασία.

Η προδιαγραφή VMC855 της HCNC περιλαμβάνει διαδρομή 800 × 550 × 550 mm X/Y/Z, τραπέζι εργασίας 1000 × 550 mm και γεμιστήρα δίσκου 24 εργαλείων. Οι διαμορφώσεις περιστροφικού τραπεζιού τεσσάρων και πέντε αξόνων είναι επίσης διαθέσιμες για την πλατφόρμα VMC855.

Αυτός ο τύπος μηχανής μπορεί να ληφθεί υπόψη όταν ένα καλουπωλείο χειρίζεται ένα μείγμα από:

• Ένθετα καλουπιών
• Πλάκες καλουπιού
• Μηχανικά εξαρτήματα
• Ηλεκτρόδια
• Στηρίγματα ακριβείας
• Ανταλλακτικά γενικής παραγωγής

 

VMC855QC
Το VMC855QC έχει σχεδιαστεί γύρω από μια μεγαλύτερη απαίτηση εγκατάστασης τεμαχίου εργασίας και τεσσάρων αξόνων. Το HCNC περιγράφει έναν εκτεταμένο σχεδιασμό τραπεζιού εργασίας, βελτιωμένη δομή στήλης και διευρυμένο οδηγό Z, ενώ οι δημοσιευμένες προδιαγραφές του απαριθμούν διαδρομή 800 × 550 × 550 mm X/Y/Z και μέγιστο φορτίο τραπεζιού 500 kg.

HMU-630/700 Five Axis Machining Center

Για πιο σύνθετες επιφάνειες καλουπιού, το HMU-630/700 παρέχει μια αποκλειστική διαμόρφωση πέντε αξόνων.

Οι δημοσιευμένες προδιαγραφές του περιλαμβάνουν:

• Διαδρομή X/Y/Z: 700 / 1180 / 550 mm
• Ένας άξονας: ±120 μοίρες
• Άξονας C: 360 μοίρες
• Τραπέζι εργασίας: Ø630 mm ή Ø700 mm
• Μέγιστο φορτίο: 500 kg για HMU-630; 400 κιλά για HMU-700
• Ταχύτητα ατράκτου: έως 18.000 σ.α.λ
• Ισχύς άξονα: 20/28 kW
• Ακρίβεια τοποθέτησης X/Y/Z: 0,008 mm
• X/Y/Z επαναληψιμότητα: 0,004 mm

Το μηχάνημα χρησιμοποιεί μια δομή σκελετού σκελετού σταθερής δέσμης και την τεχνολογία περιστροφικού τραπεζιού με γρανάζια GTRT της HCNC.

 

13. 3 Άξονας ή 5 άξονας: Τι πρέπει να ελέγχει ένα εργοστάσιο καλουπιών;

Πριν επιλέξετε το μηχάνημα, ελέγξτε τα πραγματικά σχέδια καλουπιού.

1. Πόσες επιφάνειες απαιτούν μηχανική κατεργασία;
Εάν οι περισσότερες κατεργασίες εκτελούνται από μία κατεύθυνση, ο εξοπλισμός 3 αξόνων μπορεί να είναι επαρκής.

Εάν πολλές επιφάνειες απαιτούν διαφορετικούς προσανατολισμούς εργαλείου, οι πέντε άξονες γίνονται πιο σχετικοί.

2. Πόσο βαθιές είναι οι κοιλότητες;
Οι βαθιές κοιλότητες συχνά δημιουργούν προβλήματα με το άνοιγμα και το μήκος του εργαλείου.

3. Πόσο σύνθετες είναι οι επιφάνειες;
Οι επίπεδες επιφάνειες και οι απλές τσέπες είναι απλές.

Οι επιφάνειες ελεύθερης μορφής απαιτούν περισσότερη προσοχή στον προσανατολισμό του εργαλείου και τη στρατηγική CAM.

4. Πόσες ρυθμίσεις απαιτούνται;
Υπολογίστε την πλήρη διαδικασία κατεργασίας και όχι μόνο την πρώτη λειτουργία.

5. Ποια υλικά υποβάλλονται σε μηχανική επεξεργασία;
Ο χάλυβας, ο σκληρυμένος χάλυβας, το αλουμίνιο και τα κράματα χαλκού επιβάλλουν διαφορετικές απαιτήσεις ατράκτου και ακαμψίας.

6. Τι φινίρισμα επιφάνειας απαιτείται;
Εάν το καλούπι απαιτεί εκτεταμένο φινίρισμα, ο προσανατολισμός του εργαλείου και η στρατηγική κοπής γίνονται σημαντικά.

7. Ποιος είναι ο ετήσιος όγκος παραγωγής;
Ένα πρωτότυπο καλούπι και ένα πρόγραμμα καλουπιών μεγάλου όγκου μπορεί να δικαιολογούν πολύ διαφορετικές επενδύσεις σε εξοπλισμό.

8. Το Factory έχει ήδη δυνατότητα προγραμματισμού 5 αξόνων;
Η κατεργασία πέντε αξόνων απαιτεί κατάλληλη γνώση προγραμματισμού CAM, μετα-επεξεργασίας και λειτουργίας μηχανής.

 

14. Μια πρακτική μέθοδος επιλογής

Αντί να επιλέγουν το μηχάνημα με βάση μόνο τον αριθμό των αξόνων, οι κατασκευαστές καλουπιών μπορούν να αξιολογήσουν τη διαδικασία κατεργασίας σε πέντε βήματα.

Βήμα 1 - Προσδιορίστε τη γεωμετρία του καλουπιού

Ξεχωρίστε επίπεδες περιοχές, τσέπες, κάθετους τοίχους, καμπύλες επιφάνειες, βαθιές κοιλότητες και γωνιακά χαρακτηριστικά.

Βήμα 2 - Αντιστοιχίστε τις απαιτούμενες οδηγίες εργαλείου

Ελέγξτε εάν ένα σταθερό κατακόρυφο εργαλείο μπορεί να φτάσει σε κάθε επιφάνεια.

Βήμα 3 - Υπολογίστε τον αριθμό των ρυθμίσεων

Καταγράψτε κάθε απαιτούμενη λειτουργία εκ νέου σύσφιξης.

Βήμα 4 - Ελέγξτε το μήκος του εργαλείου

Προσδιορίστε περιοχές όπου μια διαδικασία 3 αξόνων θα απαιτούσε κοπτήρες μεγάλης απόστασης.

Βήμα 5 - Συγκρίνετε το συνολικό χρόνο κατεργασίας

Συμπεριλάβετε προγραμματισμό, ρύθμιση, ευθυγράμμιση, κατεργασία, επιθεώρηση και φινίρισμα.

Αυτή η προσέγγιση δίνει μια πιο ρεαλιστική σύγκριση από την εξέταση μόνο της τιμής αγοράς μιας μηχανής 3 ή 5 αξόνων.

 

15. 3 Κόστος μηχανικής κατεργασίας αξόνων έναντι καλουπιών 5 αξόνων

Η αρχική επένδυση εξοπλισμού είναι συνήθως υψηλότερη για ένα κέντρο κατεργασίας πέντε αξόνων, επειδή η δομή της μηχανής, οι περιστροφικοί άξονες, ο έλεγχος CNC και οι απαιτήσεις βαθμονόμησης είναι πιο περίπλοκες.

Η HCNC σημειώνει επίσης ότι οι μηχανές πέντε αξόνων συνεπάγονται γενικά υψηλότερο κόστος αγοράς και συντήρησης από τις μηχανές τριών αξόνων.

Αλλά η τιμή του μηχανήματος είναι μόνο ένα μέρος του υπολογισμού.

Ένας κατασκευαστής καλουπιού θα πρέπει να εξετάσει:

Κόστος μηχανής + εργαλεία + εξαρτήματα + προγραμματισμός + χρόνος εγκατάστασης + χρόνος κατεργασίας + επιθεώρηση + χειροκίνητο φινίρισμα

Για ένα απλό καλούπι, η κατεργασία 3 αξόνων μπορεί να διατηρήσει τη διαδικασία απλή.

Για ένα πολύπλοκο καλούπι, η επαναλαμβανόμενη εγκατάσταση και η μηχανική κατεργασία με μακριά εργαλεία μπορούν να αλλάξουν σημαντικά τη δομή του κόστους.

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το ίδιο εργοστάσιο μπορεί να χρησιμοποιεί μηχανές 3 και 5 αξόνων αντί να τυποποιεί κάθε καλούπι σε έναν τύπο μηχανής.

 

16. Όταν ένα εργοστάσιο καλουπιών μπορεί να χρειαστεί και τα δύο

Ένα πρακτικό εργαστήριο καλουπιών μπορεί να χρησιμοποιήσει εξοπλισμό 3 αξόνων και 5 αξόνων για διαφορετικές λειτουργίες.
3 Axis Machining Center

Χρήση για:

• Βάσεις καλουπιών
• Πιάτα
• Τυπικά ένθετα
• Επίπεδες τσέπες
• Γεώτρηση
• Γενική άλεση
• Προετοιμασία ηλεκτροδίων
• Απλή κατεργασία κοιλότητας

5 Axis Machining Center

Χρήση για:

• Σύνθετες κοιλότητες
• Βαθιές καμπύλες επιφάνειες
• Απότομοι τοίχοι
• Πολυγωνική μηχανική κατεργασία
• Επιφάνειες ελεύθερης μορφής
• Δύσκολες εργασίες φινιρίσματος
• Στοιχεία που απαιτούν λιγότερες ρυθμίσεις

Αυτή η στρατηγική μεικτών μηχανών επιτρέπει στον κατασκευαστή να αναθέτει κάθε λειτουργία σε ένα μηχάνημα σύμφωνα με τη γεωμετρία αντί να επιβάλλει κάθε εργασία μέσω της ίδιας διαδικασίας.

 

17. 3 Axis vs 5 Axis for Mold Manufacturing: Τελική σύγκριση

Απαίτηση κατεργασίας καλουπιών	3 Axis Machining Center	5 Axis Machining Center
Τυπική βάση καλουπιού	Άριστη εφαρμογή	Περισσότερη ικανότητα από αυτή που απαιτείται συνήθως
Απλή κοιλότητα	Κατάλληλος	Κατάλληλος
Επίπεδη κατεργασία	Κατάλληλος	Κατάλληλος
Βαθιά κοιλότητα	Μπορεί να απαιτεί μακρά εργαλεία	Καλύτερος προσανατολισμός του εργαλείου
Απότομος τοίχος κοιλότητας	Πιο δύσκολο	Ευκολότερη πρόσβαση
Επιφάνεια ελεύθερης μορφής	Δυνατός	Ισχυρότερη ικανότητα
Πολυγωνική μηχανική κατεργασία	Περισσότερες ρυθμίσεις	Λιγότερες δυνατές ρυθμίσεις
Προσανατολισμός εργαλείου	Σταθερός	Ευκανόνιστος
Μήκος εργαλείου	Μπορεί να χρειάζονται μεγαλύτερα εργαλεία	Ενδέχεται να είναι δυνατά μικρότερα εργαλεία
Φινίρισμα επιφάνειας	Καλό για κατάλληλη γεωμετρία	Καλύτερη πρόσβαση σε πολύπλοκες επιφάνειες
Πλήθος ρυθμίσεων	Δυνητικά υψηλότερα	Δυνητικά χαμηλότερα
Προγραμματισμός	Πιο απλό	Πιο απαιτητικό
Κόστος εξοπλισμού	Χαμηλότερος	Πιο ψηλά
Πολυπλοκότητα καλουπιού	Απλό προς μέτριο	Μέτριο έως πολύ περίπλοκο
Στρατηγική παραγωγής	Γενική κατεργασία καλουπιών	Σύνθετη κατεργασία καλουπιών ακριβείας

 

Σύναψη

Για την κατασκευή καλουπιού, η επιλογή μεταξύ κέντρου κατεργασίας 3 αξόνων και 5 αξόνων θα πρέπει να ξεκινά με τη γεωμετρία του καλουπιού.

A Κέντρο κατεργασίας 3 αξόνωνείναι κατάλληλο για βάσεις καλουπιών, τυπικά ένθετα, επίπεδες επιφάνειες, τσέπες, οπές και πολλές συμβατικές κοιλότητες. Η σειρά VMC της HCNC παρέχει διαφορετικά μεγέθη τραπεζιών, διαδρομές και διαμορφώσεις για αυτές τις γενικές απαιτήσεις κατεργασίας.

A Κέντρο κατεργασίας 5 αξόνωνγίνεται πιο χρήσιμο όταν το καλούπι περιέχει βαθιές κοιλότητες, απότομα τοιχώματα, πολύπλοκες καμπύλες επιφάνειες ή πολλαπλές κατευθύνσεις κατεργασίας. Η δυνατότητα αλλαγής του προσανατολισμού του εργαλείου μπορεί να μειώσει τις αλλαγές ρύθμισης, να βελτιώσει την πρόσβαση σε δύσκολες επιφάνειες και να υποστηρίξει πιο αποτελεσματικές στρατηγικές φινιρίσματος. Τα μηχανήματα πέντε αξόνων της HCNC προσθέτουν έλεγχο περιστροφικού άξονα, RTCP, βαθμονόμηση πέντε αξόνων και άλλες λειτουργίες που προορίζονται για σύνθετη μηχανική κατεργασία επιφανειών.

Για ένα εργοστάσιο καλουπιών, η σωστή ερώτηση δεν είναι επομένως απλή"3 άξονες ή 5 άξονες;"

Οι πιο χρήσιμες ερωτήσεις είναι:

• Πόσες ρυθμίσεις απαιτεί το καλούπι;
• Μπορεί ο κόφτης να φτάσει σε κάθε επιφάνεια;
• Πόσο καιρό χρειάζεται το εργαλείο;
• Πόσο περίπλοκες είναι οι επιφάνειες της κοιλότητας;
• Πόσο χειροκίνητο γυάλισμα απαιτείται;
• Ποια ανοχή και φινίρισμα επιφάνειας απαιτούνται;
• Ποια μεγέθη και υλικά καλουπιού θα παραχθούν;

Αυτές οι απαντήσεις παρέχουν μια πολύ σαφέστερη βάση για την επιλογή μεταξύ ενός συμβατικού HCNC VMC και ενός κέντρου κατεργασίας πέντε αξόνων.