5 轴 CNC 生产力的 4 个不为人知的技巧

使用 5 轴 CNC 机床有一些很好的理由，但要真正获得生产力优势，您需要正确的工具和技术——其中一些是不为人知的。我们与三位行业专家交流，寻求节省时间和提高生产力的指导。

无论您的车间同时使用所有五个轴还是将其加工限制为 3+2，5 轴 CNC 加工中心都是自硬质合金以来提高生产力的最佳选择。使用 5 轴加工有很多好处，包括：减少零件处理、更少的夹具、更短的交货时间、更高的零件质量、消除在制品，以及制造复杂和不可能的零件，例如膝关节植入物和叶轮叶片。

在深入研究之前，重要的是要了解 5 轴 CNC 上的零件制造与 3 轴 VMC 或其他系统上的工作有何显着不同。

您可能需要完全不同的工具和夹具，以及设置和转换的新策略。我们与三位行业专家交流，寻求 5 轴 CNC 系统独有的节省时间和提高生产力的建议。

5 轴加工技巧 #1：使用正确的底板在更短的时间内制造多个零件，快速更改设置

您可能听到的关于 5 轴加工中心的第一个负面消息是，它们仅限于每个周期加工一个零件。并非如此，Schunk 固定工件夹具团队负责人 Brad Evans 说。

“许多人忽视了在 5 轴机床上加工多个零件的能力，”他说。 “但如果你为你的机器配备一个 45 度的金字塔形底板，你就可以消除大部分的干扰问题，并且每个周期可以加工三到六个零件，具体取决于金字塔。”

Schunk 的 KSC 系列 5 轴虎钳设计用于安装在其中一个 SEP 式金字塔上，但 Evans 承认任何人的虎钳都适合。特殊虎钳是一些商店忽略的另一件事。

不过，无论何种工件夹具和多少零件都可以挤入机床，Evans 强烈建议使用 VERO-S 或类似的零点定位系统，以减少设置时间并充分利用 5 轴加工中心的灵活性。

“由于成本较高，在 5 轴加工中心上尽可能保持门关闭尤为重要，”Evans 解释道。 “因此，如果你有一个快速更换系统和一个三边或四边的金字塔，每边都有一个虎钳，你不仅可以在开门之间运行更长时间的机器，而且还可以在几分钟内切换到不同的设置。您无需拨入或触发任何内容，只需放下下一份工作即可。”

在“关于 5 轴加工中心和高性能加工的 8 个重要事实”中了解为什么耳轴系统无法与 5 轴 CNC 竞争等等。

5 轴加工技巧 #2：使用刀具路径模拟

每个循环的多个零件可能会增加 5 轴加工已经很高的碰撞可能性，其中长刀具长度和紧凑的四分之一会增加干扰的风险。

CGTech 刀具路径仿真软件 Vericut 的产品经理 Gene Granata 说，可以轻松避免因机器碰撞而导致的糟糕日子——只需要预先付出一点额外的努力，以及一个致力于充分利用每台机床的软件包.

“许多商店依靠他们的 CAM 系统的模拟功能来检测干扰，”他说。 “这里的问题是，程序在刀具路径开发过程中可能检查得很好，但一旦经过后处理，就会引入错误。”

真正的刀具路径仿真还可以验证整个机床，包括行程限制、特定 CNC 控制功能（如动态偏移和刀具补偿）的行为、不断变化的工件、夹具和刀架，甚至是把虎钳固定在工作台上的夹具。在任何编程系统中都很难达到这种真实性和准确性。

然而，刀具路径模拟提供的不仅仅是碰撞避免——它还提高了加工效率。由于 5 轴加工操作通常比在能力较差的机床上执行的操作更复杂，因此许多程序员——尤其是那些刚接触 5 轴工作的程序员——将刀具缩回的距离远远超过清理工件所需的距离。

他们也可能使用缓慢的方法和缓慢的定位进给速率，因为他们对机器将如何移动或工具与潜在碰撞物体的距离有多近没有信心。

“他们为此浪费了各种时间和动作，并在车间进行了广泛的验证过程，而一个好的模拟器可以准确地向您展示机器内部发生了什么以及它的行为方式，”Granata 说。 “这让程序员在定位移动期间更靠近零件，从而提高了整体效率，同时向程序员保证一旦工作落地不会有任何问题。目标应该永远是第一部分，好的部分。”

您需要回答技术问题吗？在论坛中咨询 MSC Metalworking 技术团队。

5 轴加工技巧 #3：校准您的 CNC 机床以正确对齐

另一种避免麻烦的方法是保持机器的主轴和轴正确对齐。大多数 5 轴加工中心都配备了刀具中心点 (TCP) 或类似的控制选项，以避免在机床轴从一个平面旋转到另一个平面时可能发生的表面不匹配和几何不准确。但是如果机器本身跑调了，世界上所有的 TCP 都不会生效。

雷尼绍激光和校准产品部门的营销经理 Tom Ellis 指出，常规机器校准对任何 CNC 机床都很重要，尤其是 5 轴加工中心。

“鉴于相对较高的旋转中心，消除所有错位对于您正确制造零件的能力至关重要，”他说。 “这就是我们开发 AxiSet 的原因。”

AxiSet Check-Up 系统看起来只不过是附在磁性底座上的金属棒棒糖。人不可貌相。通过将校准球放置在 5 轴加工中心的工作台上或多任务车床的卡盘上，然后在各种轴向和径向位置对其进行探测，可以快速显示和纠正机械形状误差。
系统软件还能够确定准确的旋转中心，并将此信息传送给机床控制系统。结果是所有机器轴和枢轴点的完美对齐。

“AxiSet 与 XM-60 多轴校准器和 QC20-W 球杆仪一起用于我们自己的机床，”Ellis 说。 “很多人没有意识到这一点，但雷尼绍是一家大型制造商，每个月为我们的各种产品生产大约 100 万个零件。例行校准提供有关机器性能的数据，并就潜在问题向人们发出预警，无论是否发生了崩溃，或者是否有人报告过。”

5 轴加工技巧 #4：自动化工件夹持的价值

Schunk 的布拉德·埃文斯 (Brad Evans) 提出了另一条建议：放弃虎钳手柄。

“在自动化情况下，甚至为了更符合人体工程学，车间可以在液压和气动夹具之间进行选择，”他说。 “液压装置在夹持力方面具有优势，但不是很多，而且如果系统中出现泄漏，您会发现切削液可能受到污染，并且机器周围的地板干燥。”

正是由于这些原因，近年来气动夹具越来越受欢迎，功能也越来越强大。它易于安装和维护，如果有泄漏，它会排放到大气中。

没什么大不了。 Evans 说，如果需要自动夹紧和松开，很容易将 VERO-S 快速更换夹头或金字塔夹具之一用于压缩空气，并将其连接到机器电气柜内的 PLC 中。

否则，歧管和手动阀门或阀门既快速又实惠。无论哪种方式，自动化工件夹持都是应该在 5 轴加工中心上检查的另一个选项。

您现在在您的 5 轴系统中使用气动或液压夹紧吗？在金属加工论坛上与您的同行交谈。 [需要注册]