Dlaczego wybrać ten proces?
W porównaniu z powtarzalnymi ręcznymi ustawieniami, kontrolowane obrotowe indeksowanie może zmniejszyć obsługę i zachować relację między elementami na różnych powierzchniachach. Może również uprościć części, których mocowanie jako serii oddzielnych operacji osi 3 jest kłopotliwe.
Często zadawane pytania
Kiedy oś 4 jest właściwym wyborem w porównaniu z osią 3?
Gdy część ma elementy na wielu powierzchniachach, otwory promieniowe lub geometrię opasaną, która wymagałaby wielokrotnego przestawiania na maszynie 3-osiowej, oś 4th zmniejsza liczbę ustawień, poprawia dokładność i często skraca czas cyklu.
Czy używasz konika czy poziomego stołu obrotowego?
Oba. Trunnion jest preferowany dla części sześciennych z obrobionymi elementami na bokach; poziomy stół obrotowy jest preferowany dla części cylindrycznych lub symetrycznych. Wybór dokonywany jest na podstawie modelu i krytycznych baz.
Czy wykonują gwinty, gwintowniki i rozwiertaki na częściach 4-osiowych?
Tak. Frezowanie gwintów, sztywne gwintowanie i rozwiercanie są obsługiwane wzdłuż dowolnej osi. Standardowe gwinty metryczne (M), UNC / UNF i BSP są powszechne; gwinty specjalne są rozpatrywane indywidualnie.
Opcje wysyłki
- DHL / FedEx / UPS — przesyłka ekspresowa międzynarodowa, 3 – 5 dni roboczych od drzwi do drzwi, pełne śledzenie i odprawa celna.
- Fracht lotniczy — 5 – 10 dni roboczych dla cięższych lub skonsolidowanych przesyłek.
- Fracht morski (FCL / LCL) — 20 – 35 days dla niepilnych partii produkcyjnych.
- Kurier zorganizowany przez klienta — części wydawane na konto podane przez klienta na żądanie.
- EXW, FOB, CIF, DAP — obsługiwane warunki Incoterms według preferencji klienta.
Ruch osi | Liniowa oś X, Y, Z plus jedna oś obrotowa |
|---|---|
Geometria idealna | Funkcje wielostronne i promieniowe |
Kluczowa korzyść | Zmniejszona liczba powtórnych mocowań dla wyrównania kątowego |
Przegląd danych wejściowych | Baza kątowa, model CAD, rysunek i tolerancje |
Tolerancje standardowe i osiągalna dokładność
Tolerancje domyślne zgodne z ISO 2768-m. Przy pracy na osi 4, dokładność indeksowania osi obrotowej bezpośrednio wpływa na tolerancję kątową, dlatego poniższa tabela jest weryfikowana względem wybranej konfiguracji maszyny.
- Standardowa tolerancja liniowa — ±0.05 mm
- Tolerancja precyzyjna — ±0.025 mm na krytycznych elementach
- Tolerancja ścisła — ±0.01 mm po przeglądzie
- Pozycjonowanie kątowe — ±0.05— typowe; ±0.01— osiągalne z kwalifikowanym stołem obrotowym
- Prawdziwe położenie otworów promieniowych — ? 0.05 mm przy MMC typowe
- Współśrodkowość / bicie — 0.03 mm TIR na obrobionych i indeksowanych powierzchniach
Przepływ procesu
Sekwencja obróbki powinna być planowana w oparciu o funkcjonalne bazy części ', dostęp do cech, zachowanie materiału oraz wymaganą metodę kontroli. Szczegółowa trasa jest ostatecznie określana przez rzeczywistą konfigurację maszyny, mocowanie przedmiotu obrabianego, dostępność narzędzi i wielkość produkcji.
Etap procesu | Cel |
|---|---|
1. Przegląd danych wejściowych | Potwierdzić model 3D, rysunek, materiał, wymiary krytyczne, bazy, ilość i wymagania dotyczące wykończenia. |
2. Plan przygotowania | Wybierz mocowanie, strategię bazy pomiarowej, narzędzia skrawające, kolejność obróbki oraz dostęp do wszystkich funkcjonalnych elementów. |
3. Obróbka skrawaniem | Typowa trasa rozpoczyna się od zdefiniowania głównej bazy pomiarowej i relacji osi obrotowej. Część jest następnie mocowana w uchwycie obrotowym, szczękach lub tulei zaciskowej. Program sekwencjonuje operacje toczenia powierzchni czołowych, ruchy indeksujące, wiercenie promieniowe, frezowanie rowków, konturowanie oraz przejścia wykańczające, tak aby powiązane elementy zachowały zamierzony kąt położenia. |
4. Weryfikacja | Kontrola zazwyczaj koncentruje się na pozycji otworów, rozstawie kątowym, współśrodkowości względem bazy obrotowej, biczeniu promieniowym, głębokości elementów oraz krytycznym wykończeniu powierzchni. Plan kontroli powinien identyfikować wspólną oś lub układ bazowy sterujący powiązanymi elementami. |
Zamiar projektowy
Projekt powinien ustanowić stabilną bazę obrotową oraz zidentyfikować relację kątową między wszystkimi krytycznymi elementami. Mocowanie, zasięg narzędzia, wyważenie części oraz dostęp do zaciskanej powierzchni powinny zostać przeanalizowane przed wyborem trasy obróbki.
DANE INŻYNIERYJNE ?Podaj model CAD 3D, rysunek z krytycznymi tolerancjami i bazami, gatunek materiału, zamówioną ilość, wykończenie powierzchni oraz wszelkie wymagania dotyczące kontroli lub pakowania. |
|---|
Geometria części i materiały
Wybór materiału
Aluminium jest powszechnie stosowany w przypadku lekkich uchwytów i obudów; stal nierdzewna i stal stopowa są wybierane ze względu na wytrzymałość lub odporność na korozję; mosiądz, miedź, tytan i tworzywa sztuczne konstrukcyjne mogą być stosowane, gdy wymagania funkcjonalne tego wymagają.
Grupa materiałowa | Co należy wziąć pod uwagę | Typowy powód wyboru |
|---|---|---|
Aluminium | Obrabialność, rozszerzalność termiczna, wykończenie kosmetyczne. | Lekkie obudowy, wsporniki, uchwyty, elementy zarządzania ciepłem. |
Stal i stal nierdzewna | Wytrzymałość, odporność na korozję, ciepło, kontrola wiórów. | Części przemysłowe, konstrukcyjne, układów płynowych, precyzyjne części mechaniczne. |
Mosiądz, miedź i tytan | Przewodność, korozja, stosunek wytrzymałości do masy, koszt. | Złączki, części elektryczne, wysokowydajne lub specjalistyczne komponenty. |
Tworzywa sztuczne konstrukcyjne | Sztywność, temperatura, środowisko chemiczne, kontrola gratów. | Izolujące, lekkie, prototypowe, części zużywające się lub stykające się z płynami. |
UWAGA DOTYCZĄCA MATERIAŁU:Materiał należy dobierać przede wszystkim pod kątem wymagań funkcjonalnych. Obrabialność, odporność cieplna, odporność na korozję, masa, koszt oraz zamierzona obróbka powierzchniowa powinny być następnie rozpatrzone łącznie. |
|---|
Planowanie techniczne i jakość
Przed produkcją
Przegląd technologiczności powinien potwierdzać, że schemat tolerancji jest funkcjonalny, określony materiał jest dostępny, mocowanie obrabianego przedmiotu zapewnia dostęp do krytycznych powierzchni, a plan pomiarowy umożliwia weryfikację wszystkich wymagań bez niejednoznaczności. Tam, gdzie interfejs złożenia jest krytyczny, należy podać informacje o częściach współpracujących lub wymagania dotyczące pasowania.
PRAKTYKA RYSUNKOWA ?Należy wskazywać wymiary istotne dla funkcji. Unikać stosowania niepotrzebnie wąskich tolerancji ogólnych, jeśli tylko ograniczona liczba cech determinuje dopasowanie, ruch, szczelność lub wyrównanie finalnego złożenia. |
|---|
Kontekst zastosowania
Automatyka, elektronika, robotyka, maszyny przemysłowe, instrumentacja, transport płynów oraz rozwój prototypów to częste przypadki użycia dla pracy 4-osiowej.
Rodzina aplikacji | Gdzie proces dodaje wartość |
|---|---|
Rozwój prototypów i produktów | Przydatne tam, gdzie funkcjonalna część, próbka do oceny lub trasa procesowa muszą zostać zwalidowane przed podjęciem decyzji o większej produkcji. |
Wyposażenie przemysłowe i automatyzacyjne | Obsługuje trwałe niestandardowe elementy sprzętowe, uchwyty, obudowy, interfejsy, wały, przejścia oraz elementy montażowe. |
Precyzyjne i regulowane wyposażenie | Obsługuje geometrię, która musi być udokumentowana poprzez wyraźne bazy, specyfikacje materiałowe, wymagania kontrolne oraz kontrolowane wykończenie. |
Kiedy wybrać inny proces
Wybierz frezowanie 4-osiowe, gdy pojedyncza oś obrotowa zapewnia wystarczający dostęp. Gdy część wymaga dostępu pod kątami złożonymi, powierzchni rzeźbionych lub ciągłego ruchu wokół więcej niż jednej osi obrotowej, frezowanie 5-osiowe może być bardziej odpowiednią metodą.
LISTA KONTROLNA WYCENY ?Dołącz pliki modelu i rysunku, gatunek materiału, ilość zamówienia, wymagania dotyczące certyfikacji materiału, wymagania wykończeniowe, krytyczne cechy oraz docelową datę dostawy w zapytaniu ofertowym. |
|---|
Materiały, które obrabiamy
Frezowanie 4-osiowe zazwyczaj wykorzystuje ten sam zestaw materiałów co frezowanie 3-osiowe, ze szczególnym uwzględnieniem obrabialności przy zaangażowaniu ruchu obrotowego na długich nawinięciach.
- Stopy aluminium — 6061, 7075, 2024, 5052, 6063
- Stal nierdzewna — 304, 304L, 316, 316L, 17-4 PH (warunki H900 / H1025 / H1075)
- Stal węglowa i stopowa — 1018, 1045, 4140, 4340 ulepszona, A36
- Mosiądz i miedź — C360 mosiądz, C110 miedź, C954 brąz aluminiowy
- Tytan — Klasa 2, Klasa 5 (Ti-6Al-4V)
- Tworzywa sztuczne konstrukcyjne — Delrin, PEEK, PTFE, nylon, poliwęglan, HDPE
- Materiały narzędziowe — O1, A2, D2 stal narzędziowa na oprzyrządowanie i części zużywane
Kontrola jakości i badania
Praca 4-osiowa często obejmuje elementy kątowe i geometrię promieniową, dlatego kontrola opiera się na pomiarze kątowym oprócz standardowych kontroli wymiarowych.
- Kontrola pierwszego artykułu (FAI) — 100 % kontrola wymiarowa pierwszej części, format AS9102 na żądanie
- Kontrola CMM — Zeiss lub równoważna, w tym wyrównanie kątowe bazy danych i weryfikacja cech osi obrotowej
- Miernik chropowatości powierzchni — Mitutoyo SJ-210 lub równoważny
- Twardościomierz — Rockwell / Vickers do materiału i stanu obróbki cieplnej
- Kątomierz i płyta sinusowa — do kontroli kątowej w procesie
- Suwmiarka / mikromierz / sprawdzian trzpieniowy — skalibrowane narzędzia ręczne w komórce
- Raport z kontroli końcowej — wymiarowe, materiałowe i wykończeniowe dane dostarczane na żądanie
Jak uzyskać wycenę
Aby wycenić dokładnie, wyślij model 3D (STEP / IGES), rysunek 2D (PDF / DWG) z krytycznymi tolerancjami, gatunek materiału, zamówioną ilość, wykończenie lub powłokę, wszelkie wymagania dotyczące kontroli lub dokumentacji oraz docelową datę dostawy. W ciągu jednego dnia roboczego zwracamy informację zwrotną DFM, jasny czas realizacji oraz cenę jednostkową / całkowitą. NDA może zostać podpisane przed wymianą plików, jeśli to konieczne.
Przepływ procesu i sekwencja produkcji
Obróbka osiowa 4 dodaje oś obrotową (A lub B) do standardowej sekwencji osiowej 3. Czwarta oś jest używana albo jako obrotowy uchwyt pozycjonujący, albo jako ciągły stół obrotowy, a przepływ pracy opiera się na minimalizacji liczby ponownych mocowań.
- Odbiór i weryfikacja materiałów — dostarczony materiał jest sprawdzany w porównaniu z zamówieniem zakupowym, MTC jest rejestrowane, a numer partii wsadowej jest zapisywany w celu pełnej identyfikowalności.
- Cięcie materiału — piła taśmowa tnie materiał na odlewki, pozostawiając 1 – 3 mm naddatku obróbkowego na każdej powierzchni.
- Dobór mocowania — do obróbki na uchwycie obrotowym stosuje się miękkie szczęki, płyty mocujące lub uchwyt 4-szczękowy. Przy pracy na stole obrotowym wybiera się uchwyt 3-szczękowy/ 4-szczękowy, tuleję zaciskową lub mocowanie próżniowe, w zależności od geometrii części i wymaganego punktu odniesienia.
- Ustanowienie bazy i wstępne toczenie powierzchni czołowej — frez czołowy tworzy czystą powierzchnię odniesienia, a część jest mierzona sondą w celu weryfikacji pozycji względem punktu zerowego maszyny. Oś obrotowa jest zerowana na wybranej linii środkowej bazy.
- Zgrubne frezowanie (osie liniowe) — intensywne usuwanie materiału na głównych powierzchniach osi 3 z użyciem wymiennych końcówek frezowych, ścieżek trochoidalnych lub strategii zgrubnego frezowania o wysokiej wydajności.
- Zgrubne frezowanie (z zaangażowaną osią obrotową) — cechy na wielu powierzchniach lub wokół cylindra są zgrubnie obrabiane poprzez pozycjonowanie osi obrotowej pod każdym kątem roboczym, co zmniejsza liczbę oddzielnych ustawień.
- Kontrola półwykończeniowa — wymiary pilota, wyrównanie bazy oraz linia środkowa obrotu są weryfikowane przed przejściem wykończeniowym.
- Frezowanie półwykończeniowe — ścianki i podstawy są doprowadzane do wartości w odległości 0.1 – 0.2 mm od nominalnej na każdej powierzchni, aby pozostawić równomierny naddatek do wykończenia.
- Wiercenie, gwintowanie i rozwiercanie — otwory są wykonywane wzdłuż dowolnej z osi 4, z cyklami sztywnego gwintowania i frezowania gwintów dla elementów złącznych i gwintowych. Wiertła standardowe i rozwiertaki są używane wszędzie tam, gdzie to możliwe.
- Przejście wykończeniowe (liniowe + obrotowe) — niskowygięciowe przejście wykończeniowe doprowadza wszystkie elementy do wymiaru końcowego, utrzymując węższe tolerancje i spełniając wymagania wykończenia powierzchni (zazwyczaj Ra 0.8 – 1.6 µm).
- Zaokrąglanie krawędzi i fazowanie — 0.2 – 0.5 mm faza nakładana na ostre krawędzie zgodnie z rysunkiem, frezem do fazowania lub ręcznie na elementach kosmetycznych.
- Usuwanie zadziorów i czyszczenie — ręczne usuwanie zadziorów, baryłkowanie lub szczotkowanie, a następnie mycie wodne w celu usunięcia chłodziwa, wiórów i oleju.
- Kontrola końcowa — kontrola pierwszego egzemplarza na pierwszej części, następnie kontrola międzyoperacyjna lub próbna w całej partii. Elementy kątowe są weryfikowane na WMM z wyrównaną bazą obrotową.
- Zlecana obróbka powierzchniowa (jeśli dotyczy) — anodowanie, galwanizacja, malowanie proszkowe, pasywacja i podobne procesy kierowane do wykwalifikowanych partnerów.
- Pakowanie i wysyłka — części owinięte, zapakowane w torby, oznaczone i zapakowane zgodnie ze specyfikacją klienta, z dołączoną dokumentacją.
Właściwości materiałów
Poniższe dane referencyjne obejmują materiały regularnie obrabiane na naszych komórkach 4-osiowych. Ocena skrawalności pomaga porównywać czas cyklu i zużycie narzędzi w różnych gatunkach. Wartości specyficzne dla partii są potwierdzane przez certyfikat młyna (MTC).
Materiał | Gęstość (g/cm?) | Wytrzymałość na rozciąganie (MPa) | Granica plastyczności (MPa) | Twardość (HB) | Skrawalność (%) |
|---|---|---|---|---|---|
Aluminium 6061-T6 | 2.70 | 310 | 276 | 95 | 180 |
Aluminium 7075-T6 | 2.81 | 572 | 503 | 150 | 170 |
Nierdzewny 304 | 8.00 | 515 | 205 | 170 | 45 |
Nierdzewny 316L | 7.99 | 485 | 170 | 160 | 40 |
17-4 PH (H1025) | 7.78 | 1,070 | 1,000 | 330 | 30 |
Stal węglowa 1018 | 7.87 | 440 | 370 | 130 | 70 |
Stal stopowa 4140 | 7.85 | 655 | 415 | 200 | 55 |
Mosiądz C360 | 8.50 | 400 | 140 | 80 | 100 |
Miedź C110 | 8.94 | 220 | 70 | 45 | 85 |
Tytan gatunek 5 | 4.43 | 950 | 880 | 340 | 22 |
Stal narzędziowa O1 | 7.81 | 650 (wyżarzona) | 380 (wyżarzona) | 200 | 45 |
Delrin (POM) | 1.41 | 70 | 65 | 120 (R) | 150 |
Oceny skrawalności są podane względem stali AISI 1212 = 100%. Wartości HB w (R) dla tworzyw sztucznych oznaczają twardość Rockwella, nie Brinella.
Czynniki wpływające na koszt
- Materiał — koszt materiału jest taki sam jak w przypadku pracy osi 3, ale cykle osi obrotowej są często dłuższe w przypadku trudnych stopów, więc skrawalność ma większy wpływ.
- Tolerancja — tolerancja kątowa, współśrodkowość i bicie osiowe są ograniczone dokładnością osi obrotowej (±0.01— do ±0.05—); węższe parametry wymagają droższego stołu i weryfikacji na CMM.
- Wielkość partii — koszt programowania i mocowań jest rozkładany na całą serię; krótkie serie wiążą się z wyższymi kosztami przygotowania w porównaniu z długimi seriami.
- Złożoność geometrii — części wielopowierzchniowe, elementy promieniowe i geometria opasująca najbardziej korzystają z osi 4; proste części pryzmatyczne nie wymagają osi obrotowej.
- Mocowanie — uchwyty z konikiem lub stołem obrotowym są zazwyczaj wykonywane na zamówienie, a ich koszt rozkłada się na partię.
- Wykończenie powierzchni i powłoka — elementy na wielu powierzchniach komplikują maskowanie i wykańczanie; koszt outsourcingu może być wyższy niż w przypadku części jednopowierzchniowej osi 3.
- Kontrola i dokumentacja — elementy kątowe są sprawdzane na CMM, co jest droższe niż kontrola ręcznym przyrządem.
Co wpływa na czas realizacji
- Pozyskanie materiału — typowe wymiary prętów/arkuszy w 2 – 5 days; stopy specjalne 2 – 4 weeks.
- Programowanie i budowa przyrządów — 4-osiowy CAM i projektowanie przyrządu trunnionowego typowo dodają 1 – 2 days w porównaniu do porównywalnej części 3-osiowej.
- Czas cyklu CNC — ruchy indeksowania i dłuższe zaangażowanie narzędzia na powierzchniach obrotowych zwiększają czas cyklu; zgrubna obróbka o wysokiej wydajności to łagodzi.
- Procesy zlecone — anodowanie, galwanizacja, malowanie proszkowe i obróbka cieplna to 2 – 7 dni roboczych u certyfikowanych partnerów.
- Kontrola i dokumentacja CMM — weryfikacja kątowa na CMM z wyrównanym punktem odniesienia obrotowego typowo dodaje 1 – 2 days.
- Wysyłka — DHL / FedEx międzynarodowy 3 – 5 days; fracht morski 20 – 35 days; fracht lotniczy 5 – 10 days.
Typowe czasy realizacji według scenariusza
Scenariusz | Prototyp (1 – 5 pcs) | Mała seria (10 – 100 pcs) | Produkcja (500+ szt.) |
|---|---|---|---|
Materiał z magazynu | 5 – 7 dni roboczych | 7 – 10 dni robocze | 10 – 15 dni roboczych |
Materiał do pozyskania | 7 – 12 dni roboczych | 12 – 18 dni robocze | 18 – 28 dni robocze |
Z wykończeniem zewnętrznym (anodowanie, galwanizacja, powlekanie) | 9 – 14 dni robocze | 12 – 20 dni robocze | 20 – 32 dni roboczych |
Z pełną dokumentacją FAI / AS9102 / PPAP | + 2 – 4 dni roboczych | + 1 – 3 dni roboczych | + 1 – 2 dni roboczych |
Opakowanie standardowe
- Worek VCI — nakładany na wszystkie części żelazne w celu zapobiegania utlenianiu podczas transportu i przechowywania.
- Owijka piankowa lub tacki wyłożone pianką — chroni obrobione powierzchnie i gwinty przed uszkodzeniami kontaktowymi.
- Tace plastikowe z przegródkami — dla małych części w ilościach produkcyjnych.
- Kartony tekturowe z wewnętrznymi przegródkami — standardowe dla średnich i małych części.
- Niestandardowe skrzynie sklejkowe — dla dużych, ciężkich lub precyzyjnych części powyżej 25 kg, z wyłożeniem piankowym i ochroną krawędzi.
- Opakowania bezpieczne ESD — dla części integrujących się z urządzeniami elektronicznymi lub półprzewodnikowymi.
- Etykietowanie — numer części, numer serii / partii, ilość, materiał i referencja klienta na każdym opakowaniu zewnętrznym i wewnętrznym.
Dokumentacja standardowa
- Świadectwo zgodności (C of C) — potwierdza, że części zostały wyprodukowane zgodnie z rysunkiem i spełniają określone wymagania.
- Świadectwo badania fabrycznego (MTC) — certyfikat materiałowy przechowywany dla każdej partii wsadowej.
- Raport z kontroli pierwszego egzemplarza (FAI / AS9102) — raport 100 % wymiarowy pierwszej części, obejmujący weryfikację kątową.
- Raport z kontroli wymiarowej — zarejestrowane pomiary krytycznych cech w całej partii.
- Raport o wykończeniu powierzchni — pomiary Ra zgodnie z wymaganiami.
- Certyfikat pochodzenia (CoO) — do odprawy celnej.
- Faktura handlowa i lista pakowania — standardowa dokumentacja wysyłkowa.
- Pakiet PPAP / APQP — dla klientów automotive, obejmujący plan kontroli, PFMEA oraz dane o zdolnościach procesu.
Jak działa proces
Frezowanie CNC 4-osiowe dodaje jedną oś obrotową do liniowych ruchów X, Y i Z stosowanych w standardowym frezowaniu. Dodana oś umożliwia pozycjonowanie obrabianego przedmiotu pod kontrolowanymi kątami lub przemieszczanie go wokół powierzchni obrotowej, pomagając frezowi dotrzeć do cech, które w przeciwnym razie wymagałyby wielokrotnego przestawiania w imadle. Jest często wybierane do komponentów z otworami promieniowymi, wzorami owijanymi, wielostronnymi powierzchniami i sekcjami cylindrycznymi z frezowanymi elementami.
Jakość i Kontrola
Kontrola zazwyczaj koncentruje się na pozycji otworów, rozstawie kątowym, współśrodkowości względem bazy obrotowej, biczeniu promieniowym, głębokości elementów oraz krytycznym wykończeniu powierzchni. Plan kontroli powinien identyfikować wspólną oś lub układ bazowy sterujący powiązanymi elementami.
Wykończenie Powierzchni i Ochrona Części
Typowe wykończenia po obróbce skrawaniem obejmują anodowanie, piaskowanie, malowanie proszkowe, galwanizację, pasywację, polerowanie i znakowanie laserowe. Wykończenie należy uwzględnić, jeśli wpływa na krytyczne wymiary otworów lub pasowania.
Kluczowe parametry procesu
Poniższe wartości opisują typowy zakres pracy naszych frezarek 4-osiowych. Czwarta oś jest używana jako obrotowy uchylnik indeksowany (oś A/C) lub jako ciągły stół obrotowy; rzeczywista konfiguracja jest dobierana do kształtu części.
Parametr | Typowa wartość |
|---|---|
Konfiguracja osi | 3 liniowy (X / Y / Z) + 1 obrotowy (A lub B); stół obrotowy uchylny lub poziomy |
Średnica stołu obrotowego | 200 – 320 mm standardowy; do 500 mm dostępne |
Dokładność indeksowania obrotowego | ±0.01— indeksowanie; ±5 sek. łuk. na stołach wyższej klasy |
Standardowa tolerancja liniowa | ±0.05 mm; ±0.025 mm przy krytycznych elementach; ±0.01 mm po przeglądzie |
Wykończenie powierzchni (w stanie obrobionym) | Ra 1.6 – 3.2 µm typowo; Ra 0.8 µm na przejściach wykańczających |
Maksymalne wymiary detalu | Do 800 — 500 — 450 mm na stole; podlega średnicy obrotu części |
Zakres wielkości partii | Od 1 do 5,000+ sztuk |
Czas realizacji | Prototypy 5–7 dni roboczych; produkcja 10–20 dni roboczych |
Akceptowane formaty CAD | STEP, IGES, X_T, SLDPRT, DXF, DWG, PDF |
Platformy maszynowe | 4-osiowe VMC z zintegrowanym suportem obrotowym, 12,000–20,000 rpm wrzecionem |
Opcje wykończenia powierzchni
- Po obróbce — Ra 1.6 – 3.2 µm, standardowe wykończenie frezarki
- Śrutowanie kulkowe — kuleczki szklane lub tlenek glinu, matowe wykończenie powierzchni
- Anodowanie Typ II — bezbarwne lub barwione, 5–25 µm powłoka, dekoracyjna / antykorozyjna
- Twarde anodowanie Typ III — 25–75 µm, odporne na zużycie i korozję
- Malowanie proszkowe — poliester, epoksyd, hybrydowy, kolor niestandardowy
- Malowanie natryskowe — systemy podkładowe i nawierzchniowe
- Galwanizacja — nikiel, cyna, cynk, złoto, srebro
- Pasywacja — ASTM A967 / AMS 2700 dla stali nierdzewnej
- Czernienie — MIL-DTL-13924, niewielka odporność na korozję
- Polerowanie i elektropolerowanie — do kosmetycznych lub sanitarnych części ze stali nierdzewnej
- Znakowanie i grawerowanie laserowe — numery części, logo, kody UID
Zagadnienia projektowe (wskazówki DFM)
- Używaj osi obrotowej do tego, co robi najlepiej — wiercenia otworów promieniowych, frezowania powierzchni wokół cylindra lub zawijania operacji, które w przeciwnym razie wymagałyby wielokrotnych ustawień.
- Promienie wewnętrzne narożników — zachowaj — promień freza; R — 1.0 mm preferowane.
- Standardowe średnice otworów — unikaj nieparzystych średnic wymuszających rozwiercanie lub obróbkę EDM.
- Grubość ścianki — utrzymuj — 1.0 mm w aluminium, — 0.8 mm w tworzywach sztucznych; cienkie ścianki odkształcają się pod wpływem siły narzędzia skrawającego.
- Określ bazę obrotową — wyznacz linię osiową obrotu jako bazę i odwołuj elementy promieniowe do niej.
- Indeksowanie a jednoczesna obróbka — wybierz indeksowanie, gdy operacje znajdują się na płaskich powierzchniach kątowych; używaj jednoczesnej osi 4 tylko wtedy, gdy powierzchnia rzeczywiście na tym zyskuje.
- Dostęp do mocowania — potwierdź, że uchwyt, oprawka lub płytka próżniowa nie koliduje z narzędziem skrawającym pod żadnym zaprogramowanym kątem.
- Zakres obrotu — utrzymuj elementy w zakresie średnicy obrotu maszyny', aby uniknąć przestawiania mocowania.
- Strategia tolerancji — zawężaj tolerancje na elementach wyrównanych kątowo; luzuj je na powierzchniach wykończeniowych.
Jaką dokładność kątową można uzyskać?
±0.05— jest typowe; ±0.01— można uzyskać na wybranych elementach ze skalibrowanymi osiami obrotowymi, mniejszymi narzędziami i wolniejszymi przejściami wykańczającymi. Wąska tolerancja kątowa jest weryfikowana na CMM, nie na kątomierzu.
Typowe wady i zapobieganie
Wady osi 4 często wynikają z niewyosiowania kątowego, przesunięcia mocowania lub interakcji między osiami liniowymi i obrotowymi. Poniższa lista obejmuje najczęściej spotykane przez nas tryby awarii wraz z krokami zapobiegawczymi.
Wada | Przyczyna | Zapobieganie |
|---|---|---|
Błąd pozycji kątowej | Luz w osi obrotowej, dryf indeksowania lub zmiana termiczna na czopie obrotowym | Stosuj stół obrotowy z bezpośrednim napędem lub podwójnym kołem zębatym, kalibruj okresowo, umożliwiaj stabilizację termiczną, weryfikuj sondą |
Dryf współśrodkowości / bicia promieniowego | Ponowne mocowanie między ustawieniami, zanieczyszczenie uchwytu, zużyty uchwyt mocujący | Obrobka w jednym ustawieniu gdzie to możliwe, czyść uchwyt, wymieniaj uchwyty mocujące zgodnie z harmonogramem, weryfikuj wyrównanie punktu odniesienia |
Drgania na owijanych elementach | Długi wysięg narzędzia, nadmierna głębokość promieniowa skrawania, rezonans harmoniczny między wrzecionem a stołem | Zmniejsz wysięg, zmniejsz głębokość promieniową skrawania, przełącz na ścieżkę obwiedniową, wyważ prędkość obrotową wrzeciona, aby uniknąć rezonansu |
Poślizg / przesunięcie mocowania obrabianego przedmiotu | Niewystarczająca siła mocowania, moment podnoszący podczas ciężkich skrawań, niedopasowanie miękkich szczęk | Dopasuj miękkie szczęki do przedmiotu obrabianego, sprawdź moment obrotowy śrub mocujących, użyj kombinacji wpustu ustalającego i zacisku, potwierdź brak podnoszenia przed zgrubną obróbką |
Niezgodność powierzchni na indeksowanych płaszczyznach | Różne długości narzędzi, różny krok posuwu, indeksowane płaszczyzny niewyrównane z tą samą bazą | Użyj jednego narzędzia do pasujących wykończeń, zdefiniuj bazę główną, utrzymaj ścisłą dokładność indeksera, dokumentuj przypisania narzędzi dla każdej płaszczyzny |
Kolizja narzędzia przy ruchach obrotowych | Wahadło narzędzia, uchwytu lub mocowania w nieruchomą przeszkodę podczas indeksowania | Symuluj pełny zakres indeksowania w CAM z wykrywaniem kolizji, sprawdź średnicę wahadła, używaj najkrótszego możliwego narzędzia |
Odprowadzanie wiórów przy cechach promieniowych | Wióry gromadzą się na dnie kieszeni otaczającej, są ponownie cięte i uszkadzają powierzchnię | Chłodziwo przez wrzeciono, nadmuch powietrza, cykle wycofania i oczyszczenia, dobór frezu o geometrii łamiącej wióry |
Tworzenie się zadziorów na przejściach krawędzi | Rozrywanie po stronie wyjścia na indeksowanych powierzchniach, ostre ziarno w aluminium i stali nierdzewnej | Ostry frez, właściwa rampa wyjściowa, lekkie zaokrąglenie krawędzi na każdej powierzchni, piaskowanie lub ręczne gratowanie jako kontrolowana operacja |
Porównanie z procesami pokrewnymi
Frezerowanie 4-osiowe znajduje się między standardowym frezowaniem 3-osiowym a pełną jednoczesną pracą 5-osiową. Poniższa tabela wyjaśnia, kiedy frezowanie 4-osiowe jest właściwym wyborem w porównaniu z alternatywami.
Aspekt | Frezerowanie 4-osiowe (ten proces) | Frezerowanie 3-osiowe | Jednoczesne frezowanie 5-osiowe |
|---|---|---|---|
Geometria idealna | Wielopowierzchniowe części pryzmatyczne, otwory promieniowe, indeksowane cechy na korpusach cylindrycznych lub sześciennych | Jednopowierzchniowe lub 3-powierzchniowe cechy pryzmatyczne; płaskie płyty, wsporniki, obudowy | Kąty złożone, rzeźbione powierzchnie swobodne, podcięcia, części złożone obrabiane w jednym zamocowaniu |
Zamocowania na część | 1 – 2 (oś obrotowa zastępuje ponowne zamocowanie) | 2 – 4 (każde ponowne zamocowanie jest zamocowaniem) | 1 (w jednym zamocowaniu dla całej części) |
Najwęższa tolerancja | ±0.01 mm liniowy; ±0.01— kątowy | ±0.01 mm liniowy; tolerancja kątowa ograniczona przez ponowne zamocowanie | ±0.01 mm liniowy; ±0.005— kątowy; 0.02 mm profil na powierzchni swobodnej |
Koszt w porównaniu z tym procesem | Linia bazowa (środkowy poziom kosztów) | Niższe koszty dla części, które nie potrzebują osi obrotowej | + 30 – 80 % programowanie i czas cyklu |
Kiedy wybrać | Części wielopowierzchniowe, w których elementy na różnych powierzchniach muszą być wyrównane; otwory wiercone promieniowo; produkcja średnioseryjna części indeksowanych | Proste części pryzmatyczne; geometria jednopowierzchniowa wrażliwa na koszty; prototypy | Powierzchnie rzeźbione, kąty złożone, podcięcia, wysokowartościowe części produkowane w jednym ustawieniu |
Normy branżowe i certyfikaty
Poniższe normy mają zastosowanie w szczególności do obróbki 4-osiowej oraz do obróbki CNC w ogóle. Certyfikaty wymagane przez klienta są przywoływane w zakresie projektu i odpowiednio dokumentowane.
- ISO 9001:2015 — norma bazowa systemu zarządzania jakością.
- AS9100D / AS9102 — zarządzanie jakością w branży lotniczej; format raportu FAI.
- ISO 13485:2016 — QMS wyrobów medycznych, mający zastosowanie do części medycznych i z dziedziny nauk o życiu.
- IATF 16949 — system zarządzania jakością w branży motoryzacyjnej, z wymaganiami PPAP, APQP i planu kontroli.
- ISO 2768 — tolerancje ogólne (klasy średnia / dokładna / bardzo dokładna).
- ASME Y14.5-2018 — norma GD&T, obejmująca układ odniesienia i ramki kontroli elementów.
- ISO 5459 — punkty odniesienia i układy odniesienia do specyfikacji geometrycznej.
- ISO 1101 — specyfikacje geometrii wyrobu, obejmujące orientację i bicie.
- VDI 2230 — obliczenia połączeń śrubowych, istotne dla elementów złącznych i występów.
- ASTM A967 / AMS 2700 — pasywacja stali nierdzewnej.
- MIL-DTL-13924 — powłoka z tlenku czarnego.
- MIL-A-8625 — anodowanie Typ II / Typ III na aluminium.
- RoHS / REACH — zgodność substancji dla dostępu do rynku europejskiego.
- ITAR / EAR — kontrolowane dane techniczne i zgodność eksportowa dla części obronnych.
Opakowanie, wysyłka i dokumentacja
Opakowanie chroni obrobione elementy, gwinty i precyzyjne powierzchnie podczas transportu. Poziom opakowania dostosowuje się do wielkości części, wartości i metody wysyłki; dokumentacja jest dołączana zgodnie z wymaganiami klienta.
Powiązane możliwości i usługi dodatkowe
4-osiowe frezowanie jest często jednym krokiem w dłuższym procesie. Koordynujemy usługi towarzyszące, aby klienci mieli jeden punkt odpowiedzialności za całą część, a nie listę podwykonawców.
- Wykończenie po obróbce — piaskowanie, bębnowanie, ręczne usuwanie gratów, lekkie polerowanie, zaokrąglanie krawędzi i kosmetyczne polerowanie w ramach własnych.
- Anodowanie i powlekanie — anodowanie typu II / typu III, niklowanie bezprądowe, cynkowanie, cynowanie, złocenie i srebrzenie poprzez wykwalifikowanych partnerów.
- Malowanie proszkowe i mokre — systemy poliestrowe, epoksydowe, hybrydowe, dopasowanie kolorów RAL / Pantone, podkład + warstwa nawierzchniowa oraz lakier bezbarwny.
- Obróbka cieplna — hartowanie przesycane, nawęglanie, odpuszczanie, obróbka roztworowa i starzenie (17-4 PH H900 / H1025 / H1075, 4140 QT, itp.).
- Gwintowanie i kontrola gwintów — frezowanie gwintów wewnętrznych/zewnętrznych, wzorce gwintowe oraz SPC kontrola gwintów na życzenie.
- Lekki montaż i kompletacja — instalacja elementów złącznych, wciskanie wkładek, podzespoły i pakowanie zestawów.
- Znakowanie i grawerowanie laserowe — numery części, loga, UID, 2D Data Matrix i kody identyfikowalności.
- Projektowanie pod kątem produkcji (DFM) — uwagi dotyczące baz, tolerancji i cech osi obrotowej przed obróbką skrawaniem.
- Kontrola na CMM i skanowanie 3D — pełna weryfikacja GD&T z wyrównaniem bazy obrotowej oraz porównaniem z CAD dla geometrii złożonej.
- Koordynacja usług podwykonawczych — jedno okno kontaktowe dla partnerów zajmujących się obróbką cieplną, powłokami galwanicznymi, anodowaniem i lakierowaniem.
- Rozdzielacze
- Uchwyty wielostronne
- Korpusy złączy
- Elementy o charakterystyce promieniowej
Cechy i typowe komponenty
Cechy dobrze nadające się do obróbki obejmują koła śrubowe, otwory krzyżowe, kieszenie indeksowane, płaszczyzny na wałach, rowki łukowe, profile zewnętrzne wokół korpusu cylindrycznego oraz powtarzające się wzory kątowe.
Typowe komponenty: Typowe komponenty obejmują uchwyty obrotowe, kołnierze, obudowy z interfejsami promieniowymi, wały z frezowanymi płaszczyznami, elementy zaworów, korpusy czujników oraz niestandardowe części automatyki.
Zalety i zastosowania
Branże i zastosowania
- Aerospace & defense — bloki rozdzielaczy, złączki hydrauliczne, wsporniki mocowania czujników, prototypowe części kadłuba
- Automotive — prototypowe obudowy skrzyni biegów, komponenty dolotowe, wsporniki silnika EV, mocowania czujników
- Fluid power & hydraulics — korpusy zaworów, bloki rozdzielaczy, obudowy pomp, niestandardowe złączki
- Urządzenia medyczne — uchwyty narzędzi, komponenty systemów obrazowania, prototypowe korpusy narzędzi chirurgicznych
- Robotics & automation — obrotowe stoły indeksujące, prototypowe obudowy przekładni, komponenty chwytaków wielopowierzchniowych
- Maszyny przemysłowe — obudowy łożysk, odlewy kół zębatych, korpusy złączników, podstawy uchwytów
- Energia — prototypowe elementy turbin wiatrowych, zespoły podzespołów naftowych i gazowych, elementy trackerów solarnych
Jak przeprowadzana jest kontrola osi 4?
Kontrola końcowa wykorzystuje WSP z obracalną bazą wyrównaną do współrzędnych maszyny. Elementy kątowe są sprawdzane względem ich oznaczeń, a raport końcowy dokumentuje rzeczywiste wartości pomiarowe, nie tylko wynik pass/fail.
Uwagi dotyczące produkcji
Projekt powinien ustanowić stabilną bazę obrotową oraz zidentyfikować relację kątową między wszystkimi krytycznymi elementami. Mocowanie, zasięg narzędzia, wyważenie części oraz dostęp do zaciskanej powierzchni powinny zostać przeanalizowane przed wyborem trasy obróbki.
Czy można obrobić kompletną część w jednym ustawieniu osi 4?
Często tak, szczególnie gdy część jest symetryczna względem osi środkowej. W przypadku części, które nadal wymagają elementów po przeciwnej stronie, planowana jest druga operacja na osi 3 lub w centrum tokarsko-frezarskim i jest wyceniana oddzielnie.
Czynniki kosztów i czasu realizacji
Dodanie osi 4th zazwyczaj poprawia dokładność i zmniejsza liczbę ustawień, ale także zwiększa koszty programowania i oprzyrządowania. Poniższe zmienne mają największy wpływ na ostateczną wycenę.
