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.

КинематикаКак устроеноОсобенности
Стол-стол (наклонно-поворотный стол)Обе поворотные оси — в столе: наклон A или B и поворот CКомпактно, подходит для небольших деталей
Голова-головаШпиндельная голова наклоняется и поворачиваетсяКрупные и тяжёлые детали остаются неподвижными
Голова-столОдна 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

ФункцияFanucSiemens SinumerikHeidenhain
Наклонная рабочая плоскость (3+2)G68.2 … и G53.1 — повернуть инструмент по нормали к плоскостиCYCLE800PLANE SPATIAL / PLANE …
Слежение за вершиной инструмента (TCP)G43.4 / G43.5TRAORIM128 / FUNCTION TCPM
ОтменаG69, G49CYCLE800 без поворота, TRAFOOFPLANE 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.