Obróbka 5-osiowa to jedna z najbardziej zaawansowanych technik obróbki stosowanych obecnie. Dzięki temu nowoczesnemu procesowi można kształtować detale o różnych formach i wymiarach, których nie da się łatwo obrobić na konwencjonalnych obrabiarkach. Czym jednak jest obróbka 5-osiowa? Jakie obrabiarki realizują ten proces?
Obróbka 5-osiowa: rewolucja w przemyśle
Obróbka 5-osiowa – określenie to odnosi się do liczby kierunków, w których może poruszać się narzędzie skrawające. Konwencjonalne obrabiarki mogą przemieszczać się w określonych płaszczyznach, zazwyczaj w osiach X i Y. W centrach obróbczych 5-osiowych narzędzie skrawające porusza się w osiach X, Y i Z, a dodatkowo może wykonywać obroty wokół osi A i B, w zależności od rodzaju obróbki detalu.
Dodanie ruchu w osiach A i B sprawia, że narzędzie skrawające może dotrzeć do detalu pod dowolnym kątem i z dowolnego kierunku. Nie jest to możliwe np. na tokarce konwencjonalnej, na której detal trzeba przezbrajać. Na tym polega największa zaleta tego zaawansowanego procesu: można obrobić pięć stron detalu za jednym razem – bez przezbrajania detalu i zatrzymywania maszyny.
Obróbka 5-osiowa należy do najbardziej zaawansowanych i złożonych technik obróbki skrawaniem. Ruch w maszynie może przy tym wykonywać zarówno stół roboczy, jak i głowica.
Rodzaje obróbki wieloosiowej
Dwie najbardziej zaawansowane techniki obróbki skrawaniem to obróbka 3+2 i obróbka 5-osiowa. Określa się je mianem cykli obróbki wieloosiowej.
- Cykl 3+2: w tym rodzaju obróbki osie czwarta i piąta (A i B) pozostają nieruchome. Poruszają się tylko przy przejściu z jednej operacji do kolejnej; pozostałe trzy osie – X, Y i Z – poruszają się natomiast jednocześnie.
- Cykl 5 osi symultanicznych: najbardziej złożona technika, ponieważ wszystkie pięć osi porusza się jednocześnie. Narzędzie skrawające może dzięki temu dotrzeć do detalu pod różnymi kątami, czas obróbki się skraca, a wykończenie detalu jest lepsze.
Specjalistyczna technologia
Obróbkę wieloosiową prowadzi się na obrabiarkach zwanych centrami obróbczymi, które działają w oparciu o komputerowe sterowanie numeryczne CNC. Do pracy tych maszyn niezbędne jest jednak oprogramowanie do projektowania detalu. Są to systemy CAD (komputerowe wspomaganie projektowania) i CAM (komputerowe wspomaganie wytwarzania). Przed zamocowaniem detalu na maszynie trzeba na komputerze przygotować jego projekt; gotowy projekt należy następnie przetłumaczyć w systemie CAM na język alfanumeryczny.
Wynik wczytuje się następnie do komputera centrum obróbczego, który wskazuje narzędziom, jakie ruchy mają wykonać, aby uzyskać zamierzony efekt. Maszyny te może też zaprogramować operator, wprowadzając odpowiednie kody.
Cechy i zalety 5-osiowego centrum obróbczego
W centrum obróbczym 5-osiowym pierwsze trzy osie odpowiadają płaszczyznom kartezjańskiego układu współrzędnych X, Y i Z; czwarta oś (A) steruje obrotem obrabianego detalu wokół jednej z osi. Sprawdza się ona idealnie przy obróbce detali o kształcie walcowym. Piąta oś (B) umożliwia ruch obrotowy nie tylko wokół jednej osi, ale wokół dwóch jednocześnie; pozwala to łączyć obroty i uzyskać większą swobodę ruchu. Ponadto dzięki piątej osi można wykonać obrót prostopadły wokół jednej osi, podczas gdy detal jest pochylany prostopadle do tej osi.
Ponieważ centra obróbcze są wyposażone w komputerowe sterowanie numeryczne CNC, można na nich wykonywać nie tylko bardzo złożone prace, ale także różne procesy za jednym razem. Można np. toczyć detal i jednocześnie wykonywać na nim inną operację, taką jak poprawa wykończenia. Na maszynie konwencjonalnej wymaga to zatrzymania maszyny i przezbrojenia detalu. Wyniki są dokładniejsze, a krótsze narzędzia skrawające pozwalają zwiększyć prędkość skrawania; dzięki temu zmniejszają się drgania narzędzia.
Obróbkę 5-osiową stosuje się w produkcji masowej, ponieważ pozwala ona na obróbkę z dużymi prędkościami. Możliwość obróbki złożonych kształtów w jednym procesie zwiększa wydajność i pozwala ograniczyć nie tylko czas produkcji, ale także nakład pracy; dzięki technologii CNC jeden operator może jednocześnie nadzorować kilka maszyn (również wyposażonych w CNC). W efekcie maleją również koszty produkcji.
W firmie Ferrotall oferujemy 5-osiowe poziome centra obróbcze niemieckiego producenta GROB WERKE