Hur femaxlig CNC-bearbetning löser fem stora utmaningar med komplex ytbearbetning inom formtillverkning?

Hur femaxlig CNC-bearbetning löser fem stora utmaningar med komplex ytbearbetning inom formtillverkning?

Inom formtillverkningsindustrin har bearbetning av komplexa ytor alltid varit en teknisk utmaning. Traditionella treaxliga CNC-maskinverktyg kräver ofta flera uppsättningar och processer när de arbetar med komplexa geometriska former såsom djupa håligheter, underhuggningar och oregelbundna strukturer, vilket resulterar i låg effektivitet och potentiella noggrannhetsproblem på grund av ackumulativa fel. Framväxten av femaxlig CNC-bearbetningsteknik har revolutionerat detta område. Som ett professionellt ingenjörsteam på Brightstar Prototype CNC Co., Ltd har vi djupt upplevt den omvälvande effekten av femaxlig bearbetning i högprecisionsformtillverkning inom branscher som flyg- och rymdindustrin, fordonsindustrin och medicintekniska produkter.

Denna artikel kommer att fördjupa sig i hur femaxlig CNC-bearbetning effektivt hanterar de fem största utmaningarna med komplex ytbearbetning inom formtillverkning, och visar dess tekniska fördelar genom verkliga fallstudier.

1. Djup formbearbetning: Undvika verktygsstörningar och förbättra skäreffektiviteten

Djupa kavitetsstrukturer finns ofta i bilpanelformar, stora formsprutar med mera, kännetecknas av betydande djup och branta sidoväggar. På treaxliga maskiner, på grund av verktygslängdsbegränsningar, leder bearbetning av djupa håligheter ofta till vibrationer, verktygsböjning eller till och med brott, vilket resulterar i dålig ytkvalitet.

Femaxliga CNC-maskiner justerar dynamiskt verktygsvinkeln för att undvika störstyckets påverkan, samtidigt som den optimala skärkontaktpunkten bibehålls. Till exempel, när man bearbetar en bilstötfångarform, använder Brightstar Prototype CNC Co., Ltd femaxlig samtidig sidofrästeknik, vilket säkerställer att verktyget alltid kopplas i bästa vinkel, vilket minskar radiella skärkrafter och förbättrar bearbetningsstabiliteten. Enligt forskning publicerad i International Journal of Machine Tools and Manufacture kan femaxlig djup kavitetsbearbetning minska verktygsslitaget med över 50 % och öka materialborttagningshastigheten med mer än 30 % jämfört med treaxlig bearbetning (Källa: IJMTM, 2021).

2. Underskuren ytbearbetning: Ettstegsformning och minskning av elektrodslitage

Underhuggna konstruktioner är vanliga i plastformar och formgjutningsformar. Traditionella metoder bygger på elektrisk urladdningsbearbetning (EDM), som kräver specialanpassade elektroder, vilket leder till höga kostnader och långa ledtider. Femaxliga maskiner använder verktygsaxelvektorstyrning för att närma sig arbetsstycket från olika vinklar, vilket möjliggör direkt fräsning av underskurna områden och avsevärt minskar EDM-processerna.

Till exempel krävde en medicinsk apparat en knäledsform med komplexa inre undercuts. Att använda en treaxlig maskin skulle kräva att formen delas upp i flera delar för montering. Brightstar-teamet antog dock en femaxlig simultanbearbetningsstrategi och färdigställde hela formen i en enda operation. Detta förkortade inte bara leveranstiden utan förbättrade också formens tätningsprestanda och livslängd.

3. Friformsbearbetning av yta: Högprecisionsutjämning och minskad manuell polering

Friformsytor är vanliga i bilens exteriördelar och avancerade konsumentelektronikformar. Traditionella bearbetningsmetoder lämnar ofta synliga verktygsspår, vilket kräver omfattande manuell polering, vilket är tidskrävande och inkonsekvent.

Femaxliga CNC-maskiner använder kontinuerlig banrörelse (CPM) för att hålla verktyget vinkelrätt mot ytans normal, vilket säkerställer jämn skärning. Till exempel, när Brightstar bearbetade grillformen på ett lyxbilmärke, använde de en höghastighets femaxlig finishstrategi, vilket uppnådde en ytsträvhet på 0,4μm med nästan ingen efterbearbetningspolering. Enligt CIRP Annals kan femaxlig friformsbearbetning av ytor minska manuell finishtid med 80 % (Källa: CIRP, 2022).

 4. Tunnväggig bearbetning av delar: Minimera deformationsrisker och förbättra dimensionsstabilitet

Tunnväggsformar (t.ex. smartphone-ramar, drönarhöljen) är benägna att deformeras eller till och med skrotas under bearbetning på grund av skärkrafter. Treaxliga maskiner, med sina styva matningsmekanismer, har svårt att anpassa sig till de flexibla kraven från tunnväggsdelar.

Femaxlig bearbetning använder variabel vinkel för att dynamiskt justera matningsriktningarna och fördela skärkrafterna jämnt. Till exempel, när man bearbetade en tunnväggig flygplanskomponent i titanlegering, använde Brightstar trokoidal fräsning kombinerad med femaxlig simultan bearbetning, vilket kontrollerade deformationen till inom 0,02 mm – långt över kundens toleranskrav på 0,05 mm.

5. Flervinkel kompositstrukturbearbetning: Minska uppsättningar och förbättra positionsnoggrannheten

Högkvalitativa formar (t.ex. turbinblad, precisionsväxellådor) har ofta flervinklade kompositgeometrier. Traditionella metoder kräver flera uppsättningar, vilket leder till ineffektivitet och potentiella fel vid datumskiften. RTCP (Rotational Tool Center Point)-funktionen för femaxliga maskiner möjliggör fullständig bearbetning i en enda uppsättning genom att rotera arbetsbordet.

Till exempel en stor energiimpellerform med 12 flödeskanaler i olika vinklar, med konsistensfel ≤0,03 mm. Brightstar använde dynamisk koordinatsystemtransformationsteknologi på en femaxlig maskin, där alla funktioner blev klara i en och samma uppsättning och ompositioneringsfel undveks. Den slutliga granskningen gav 100 % godkänd grad.

Brightstar Prototype CNC Co., Ltd:s femaxliga bearbetande fördelar

Som professionell leverantör av femaxlig CNC-bearbetning har Brightstar Prototype CNC Co., Ltd omfattande erfarenhet av formtillverkning. Våra DMG MORI femaxliga bearbetningscenter är utrustade med högstela roterande bord och intelligenta kollisionsskyddssystem, kapabla att hantera de mest komplexa formutmaningarna. Dessutom använder vårt ingenjörsteam avancerad CAM-programvara som Hypermill och PowerMill för att optimera verktygsbanor, vilket säkerställer effektiva och precisa bearbetningsresultat.

Om du letar efter en pålitlig femaxlig formbearbetningslösning, kontakta Brightstar-teamet för skräddarsydda tjänster!

Referenser:  

1. International Journal of Machine Tools and Manufacture (2021), "Verktygsvägsoptimering vid femaxlig bearbetning av djupa håligheter"  

2. CIRP Annals (2022), "Avancerade avslutsstrategier för fria ytor"  

(Denna artikel är original av det tekniska teamet på Brightstar Prototype CNC Co., Ltd. Vänligen ange källan för återposten.)