Wat is 5-assige verspanen?
Moderne bewerkingscentra hebben meerdere assen, maar doorgaans worden er slechts 5 gebruikt om een onderdeel in één enkele opspanning te bewerken.
Bij het bewerken met 5 simuntane assen bewegen de 3 lineare assen en de 2 draai-assen tegelijkertijd om zo complexe bewerkingen uit te voeren.
Niet alle 5-assig werk vergt een simultane verspaning en sommige machines, zoals Mazak's VARIAXIS j-serie, bieden een '4+1' of '3+2' versie, die verspaning met 5 assen mogelijk maakt zonder volledig simultane bewerking.
Hierbij wordt het werkstuk door de 2 draai-assen in verschillende posities gekanteld om een freesprogramma met 3 assen uit te voeren. Het proces, beter bekend als 5-vlaks verspanen, positioneert op de 4de en 5de as om daarna in geblokkeerde toestand te verspanen, in plaats van continue te bewegen tijdens de bewerkingen.
In welke sectoren wordt 5-assige verspaning het vaakst toegepast?
Het bewerken met 5 assen levert de mogelijkheid om complexe componenten te verspanen, waardoor deze technologie zeer populair is in de luchtvaart, de auto industrie (meer specifiek in de autosport), matrijzenbouw en bij medische toepassingen. Typische onderdelen kunnen gaan van protheses in de medische sector tot vliegtuigonderdelen. Mazak's grote machines zoals de VHP 160XL - uiterst geschikt voor het verspanen van aluminium aan hoge snelheid - werden hiervoor speciaal ontworpen.
Wat zijn de grote voordelen van 5-assig verspanen?
5-assig of 5-vlaks verspanen heeft veel voordelen voor de machinegebruiker. Ten eerste maakt 5-assig bewerken het mogelijk om complexe vormen met één enkele set-up te bewerken - wat de productiviteit verhoogt door bewerkings-en doorlooptijd in te korten - en dit met 1 CNC programma. Dat is het zogenaamde 'DONE-IN-ONE' concept..
Ten tweede betekent 5-assig werk minder tijd en geld besteed aan de voorbereiding van de opspanning en dus meer bewerkingstijd. Dit geeft uiteindelijk 5-assige gebruikers een sneller rendement op hun investering en meer winstgevendheid.
Tot slot betekent 5-assig verspanen een grotere nauwkeurigheid van de onderdelen, omdat het werkstuk niet zo vaak meer wordt opgespannen om het onderdeel te voltooien. Een klepblok kan bijvoorbeeld aan vijf zijden worden bewerkt, waardoor de totale doorlooptijd wordt verkort en de nauwkeurigheid van onderdelen wordt verbeterd.
Hoe moeilijk is de overgang van 3-assig naar 5-assig verspanen?
De overstap naar volledige 5-assige bewerking van eenvoudigere draai- en freesbewerkingen kan een uitdaging zijn. Maar voor diegenen die af willen van de traditionele processen, hun activiteiten naar een hoger niveau tillen en mogelijk nieuwe markten openen, zoals de luchtvaart industrie, kunnen de voordelen enorm zijn.
Het ontwerp van de machine is bijzonder belangrijk en machinegebruikers moeten tijdens het proces op zoek naar specifieke mogelijkheden. Doorbuigen van het werkstuk onder belasting kan bijvoorbeeld een probleem zijn met 5-assig werk, wat Mazak ertoe bracht een volledig ondersteunde schommel aan te bieden met zowel de VARIAXIS i-serie als de j-serie. Op dezelfde manier zijn veel Mazak-machines uitgerust met een aantal intelligente functies, zoals Intelligent Thermal Shield, die tijdens het 5-assige bewerkingsproces nauwkeurigheid garanderen tegen thermische invloeden.
De grote verandering die nieuwe machinegebruikers bij 5-assig werk zullen ontdekken is de toename in programmacomplexiteit. Omdat het snijgereedschap tegelijkertijd in meerdere verschillende richtingen beweegt, is er een overeenkomst in strategieën voor de gereedschapspaden. Als gevolg hiervan is de integratie van een 5-as complexer dan eenvoudigweg een 3-assige draaimachine uit te wisselen, maar met de juiste ondersteuning zullen de productiviteitswinsten de reis meer dan waard zijn.
Hoe moeilijk is 5-assig machineprogrammering?
5-assig programmeren is een behoorlijke sprong voor de meeste machinewerkplaatsen, omdat er moet worden overgeschakeld van het interpreteren van traditionele 2D-tekeningen naar het digitaliseren van solide modellen in CAD/CAM, met behulp van verschillende snijgereedschapsontwerpen en snijstrategieën zoals trochoïdale gereedschapspaden.
Het vermogen van de CNC is een essentieel onderdeel bij het succesvol integreren van 5-assen in bewerkingen. SmoothX bijvoorbeeld, -de gespecialiseerde 5-assige CNC van Mazak- verricht veel van het moeilijke werk voor de programmeur, dankzij de integratie van een aantal geavanceerde programmeerfuncties.
SmoothX bevat functies zoals '3D Assist' voor 3+2 assen bewerkingen. Hiermee kunnen 3D CAD-modellen rechtstreeks in de CNC worden geïmporteerd en gedigitaliseerd tot een MAZATROL-programma, waardoor programmatijden worden verkort en fouten bij handmatige invoer geëlimineerd. Op dezelfde manier omvat de 'Snelle EIA'-interface een snelle weergave van gereedschapspaden geïmporteerd uit CAD / CAM en de VIEW SURF-analysefunctie kan gereedschapspadfouten in het programma bepalen die oppervlaktefouten kunnen veroorzaken.
SmoothX bevat ook MAZACHECK, een kalibratie- en machinebewakingscontrolefunctie die, in combinatie met een aanraaksensor, helpt de nauwkeurigheid van een 5-assige machine te behouden door het meten en automatisch compenseren van eventuele geometrische afwijkingen in het rotatiecentrum van de machine.
Hoe eenvoudig is het om te automatiseren met een 5-assige machine?
Hoewel automatisering geen must-have is voor 5-assig werk, kan het een zeer efficiënte oplossing zijn - vooral voor die machine-gebruikers die een hoge mix van componenten in lage volumes produceren en onnodige downtime van herhaalde setups willen vermijden. De VARIAXIS i-300 AWC is bijvoorbeeld een compact simultaan 5-assig bewerkingscentrum, uitgerust met een Auto Work Changer en een uitbreidbaar gereedschapsmagazijn met grote capaciteit, die allemaal kunnen worden bediend en geprogrammeerd via de SmoothX CNC.
Over het algemeen vereist de integratie van 5-assen in de strategie van een machinewerkplaats enige technische ondersteuning van ons applicatieteam. Bij Mazak hebben we een reputatie opgebouwd bij het helpen van onze klanten bij wat in eerste instantie een uitdagend proces lijkt. Voor de ambitieuze machinegebruikers die hun capaciteiten willen upgraden en nieuwe markten willen betreden, zal de overstap naar 5-assen ongetwijfeld een stapsgewijze verandering van de productiecapaciteit betekenen.