Особенности пятиосевой обработки

Среди основных тенденций развития машиностроения одной из наиболее актуальных является оперативное внедрение инновационных материалов и технологий, направленных на повышение качества конечной продукции и уменьшения ее себестоимости.

Повышенные требования к качеству и увеличившийся спрос на детали со сложной пространственной геометрией, совершенствование математического аппарата CAD/САМ систем, снижение стоимости станков с ЧПУ, включая 5-координатные, привели к росту заинтересованности к возможностям многоосевой обработки.

Технология многоосевой обработки впервые начала применяться в авиакосмической промышленности, где требовалась повышенная точность изготовления и механической обработки деталей сложной формы. Пятикоординатные металлообрабатывающие центры использовались для обработки турбинных лопаток, лопастей и т.д.

Основными факторами, сдерживавшими применение технологии многоосевой обработки, были несовершенство программного обеспечения, особенности режущего инструмента и оборудования. По мере совершенствования упомянутых элементов и увеличения доступности 5-координатных станков с ЧПУ, началось их активное внедрение в другие отрасли. На данный момент пятикоординатная обработка используется в кораблестроении, градостроительстве, автостроении, рекламе, мебельном производстве, производстве инструментов и медицинского оборудования. Многоосевая обработка находит применение в изготовлении сложных форм для литья, пуансонов и матриц и прочих объемных элементов со сложными поверхностями.

В конструкции пятикоординатных фрезерных станков предусмотрена поворотная фрезерная головка, перемещающаяся в двух взаимоперпендикулярных плоскостях. Дополнительная степень свободы передвижения головки расширяет возможности обработки: шпиндель может располагаться под любым необходимым углом к поверхности заготовки. Напомним, шпиндель трехкоординатного станка должен располагаться строго под прямым углом к рабочей поверхности.

Дополнительные поворотные координаты и система ЧПУ с поддержкой пятиосевой интерполяции дает возможность обработки поверхностей, не поддающихся обработке на трехкоординатных станках с ЧПУ. В пятикоординатных станках реализована возможность обработки вертикальных поверхностей, глубоких поднутрений и сверления отверстий под любым заданным углом.

Различают два вида 5-координатной обработки: непрерывная и позиционная обработка (обработка с индексированием). При непрерывной обработке рабочие органы станка действительно одновременно перемещаются по всем степеням свободы.

При позиционной обработке дополнительные оси используются только для изменения положения заготовки или инструмента, а остальные операции производятся в режиме трехмерной обработки. Позиционная пятиосевая обработка дает возможность применения высокоскоростного фрезерования.

Дополнительная возможность при 5-координатном фрезеровании – обработка наклонных поверхностей торцевыми и боковыми частями фрезы. Для этого вида обработки используются концевые сферические фрезы.

Программы для управления процессом многоосевой обработки разрабатываются с помощью систем CAD/САМ. Разработка корректных программ требует высокой квалификации технолога-программиста и определенных затрат времени.

Применение 5-осевой обработки повышает возможности производства, но достижение заданных конструктором параметров качества и точности изготовления деталей возможно только при тщательной разработке экономически обоснованного технологического процесса обработки.