5-осевая обработка на станках с ЧПУ
У 5-осевого обрабатывающего центра к трём линейным осям X, Y, Z добавляются две поворотные. Деталь можно обработать с пяти сторон за один установ, а инструмент — наклонить к поверхности сложной формы: лопатки, крыльчатки, пресс-формы, медицинские импланты.
Поворотные оси
Поворот вокруг оси X называется A, вокруг Y — B, вокруг Z — C (ГОСТ 23597, ISO 841). У 5-осевого станка две из них, чаще всего A и C или B и C.
| Кинематика | Как устроено | Особенности |
|---|---|---|
| Стол-стол (наклонно-поворотный стол) | Обе поворотные оси — в столе: наклон A или B и поворот C | Компактно, подходит для небольших деталей |
| Голова-голова | Шпиндельная голова наклоняется и поворачивается | Крупные и тяжёлые детали остаются неподвижными |
| Голова-стол | Одна ось в голове (B), вторая в столе (C) | Компромисс между размером детали и жёсткостью |
3+2 и непрерывная 5-осевая обработка
- Индексная обработка 3+2. Поворотные оси выставляют деталь под нужным углом и стоят, а обработка идёт по трём линейным осям. Так сверлят наклонные отверстия и фрезеруют наклонные плоскости. Программировать можно почти как 3-осевую обработку — в повёрнутой системе координат.
- Непрерывная 5-осевая. Все пять осей движутся одновременно, инструмент всё время наклонён к поверхности. Нужна для лопаток, крыльчаток, сложных форм. Такие программы рассчитывает только CAM-система с постпроцессором под кинематику станка.
Коды в программе
| Функция | Fanuc | Siemens Sinumerik | Heidenhain |
|---|---|---|---|
| Наклонная рабочая плоскость (3+2) | G68.2 … и G53.1 — повернуть инструмент по нормали к плоскости | CYCLE800 | PLANE SPATIAL / PLANE … |
| Слежение за вершиной инструмента (TCP) | G43.4 / G43.5 | TRAORI | M128 / FUNCTION TCPM |
| Отмена | G69, G49 | CYCLE800 без поворота, TRAFOOF | PLANE RESET, M129 |
С TCP программа задаёт положение вершины инструмента в системе координат детали, а стойка сама компенсирует повороты осей и вылет инструмента. Без TCP траектория зависит от длины инструмента и пересчитывается CAM-системой.
С чего начать
Основы — трёхосевая обработка: системы координат, коррекции и циклы. Их можно освоить в уроках и на симуляторе фрезерного станка. Для 5-осевой обработки нужны CAM-система (обзор CAM и постпроцессоров) и проверка программ в симуляторе станка с полной кинематикой и моделью приспособления.
Частые вопросы
Чем 5-осевой станок лучше 3-осевого?
Деталь обрабатывается с пяти сторон за один установ — меньше переустановок и погрешностей базирования. Инструмент можно наклонить к поверхности и использовать короче, что повышает точность и чистоту на сложных формах.
Что такое обработка 3+2?
Поворотные оси выставляют деталь под углом и фиксируются, а резание идёт тремя линейными осями. Это проще в программировании, чем непрерывная 5-осевая обработка, и закрывает большинство задач с наклонными плоскостями и отверстиями.
Можно ли писать 5-осевые программы вручную?
Индексную обработку 3+2 — да, с помощью наклонной плоскости G68.2 или CYCLE800. Непрерывную 5-осевую — практически нет: траекторию рассчитывает CAM-система.