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Was ist 5-Achsen-Bearbeitung?

Autor: Jack; Letzte Änderung: 12. Dezember 2023

Kurze Einführung in die 5-Achsen-Bearbeitung 

In der Vergangenheit hat die herkömmliche Bearbeitung drei Dimensionen verwendet – die X-Achse, die Y-Achse und die Z-Achse. Und bis heute ist die 3-Achs-Bearbeitung immer noch eine sehr beliebte Bearbeitungsmethode zur Herstellung von Produkten und Teilen im CNC-Bereich. Aber mit der kontinuierlichen Entwicklung der zerspanenden Industrie und den höheren Anforderungen an komplexe Teile muss die 5-Achs-Bearbeitungstechnologie ins Licht der Öffentlichkeit treten. 

In den letzten Jahren wurden 5-Achsen-CNC-Bearbeitungszentren in breiteren Bereichen eingesetzt. In der Praxis ist die 5-Achsen-CNC-Bearbeitungstechnologie zweifellos eine wichtige Methode, um solche Probleme zu lösen, wenn Menschen auf das Problem der Bearbeitung von speziell geformten oder komplexen Teilen stoßen. Immer mehr Hersteller suchen nach 5-Achsen-CNC-Geräten für eine hocheffiziente und qualitativ hochwertige Bearbeitung. Aber verstehen Sie die 5-Achs-Bearbeitung wirklich?

Unterschiede zwischen 5-Achsen-Bearbeitung und 3+2-Bearbeitung  

Einige Leute können die beiden CNC-Bearbeitungstechnologien verwechseln. Welche Verarbeitungsmethode sollten wir also wählen? Und welche Unterschiede gibt es zwischen der 5-Achsen-CNC-Bearbeitung und der 3+2-Achsen-CNC-Bearbeitung? Hier werde ich eine kurze Einführung geben, um Ihnen aus der Verwirrung zu helfen.

1. Definition

Zunächst einmal können wir sie von der Definition unterscheiden. Die echte 5-Achsen-Bearbeitung wird auch als 5-Achsen-Verbindungsbearbeitung bezeichnet. Das bedeutet, dass alle fünf Achsen gleichzeitig mit der Bearbeitung verbunden werden können. Während die 3+2-Achsen-Bearbeitung von Natur aus ein 3-Achsen-Bearbeitungsprozess ist. Es ist allgemein auch als 5-Achsen-Positionierungsverarbeitung oder falsche 5-Achsen-Bearbeitung bekannt. Das heißt, es werden zusätzlich zwei Drehachsen positioniert, um das Material zu fixieren. Und nur die anderen drei Achsen können gleichzeitig bearbeiten. 

2. Anwendung

Zweitens sind sie für unterschiedliche Anwendungen geeignet. Die 5-Achs-Bearbeitung eignet sich für die Oberflächenbearbeitung und kann verschiedene komplexe Geometrien mit engeren Toleranzen realisieren. Die 3+2-Achsen-Bearbeitung eignet sich jedoch besser für die Ebenenbearbeitung.

3. Werkzeuge

Drittens werden bei der 3+2-Achsen-Bearbeitung im Allgemeinen Kugelkopf-Fräswerkzeuge zur Bearbeitung verwendet. Aber die lineare Geschwindigkeit der Bodenfläche des Kugelkopffräsers ist null, und die Oberflächengüte ist ebenfalls schlecht. Die beste 5-Achsen-CNC-Maschine zum Verkauf kann jedoch die oben genannten Mängel vollständig überwinden und glatte Oberflächen schnell gravieren.

Wie funktioniert ein 5-Achsen-Bearbeitungszentrum?

Abhängig von den zu bearbeitenden Materialien können die Klassifizierung und Arbeitsmethoden von CNC-5-Achsen-Bearbeitungszentren sehr unterschiedlich sein. Im Folgenden werde ich das 5-Achsen-Steinbearbeitungszentrum Blue Elephant und das 5-Achsen-Schaumbearbeitungszentrum als Beispiele nehmen, um Ihnen den spezifischen Arbeitsablauf des Fünf-Achsen-Bearbeitungszentrums zu zeigen.

5-Achsen-Steinbearbeitungszentrum

5-Achsen-Schaumbearbeitungszentrum

Warum 5-Achsen-Bearbeitung wählen?

1. Einfache Einrichtung

Die beste 5-Achsen-CNC-Maschine ermöglicht das einfache Schnitzen komplexer Formen in einem Setup. Es muss nicht mehrfach gesetzt werden, was zu Bugs führen kann. Außerdem trägt eine einzige Einrichtung dazu bei, die Einrichtungs- und Fertigungszeit zu verkürzen und die Produktivität zu steigern. Neben der Verkürzung der Durchlaufzeiten trägt die 5-Achsen-Fräsmaschine auch zur Steigerung der Ausbeute und Produktqualität bei.

2. Schnellere Schnittgeschwindigkeit

Da die 5-Achsen-Fräsmaschine eine gleichzeitige Bewegung entlang der X-Achse und der Y-Achse ermöglicht, können kürzere und stärkere Werkzeuge verwendet werden. Darüber hinaus kann die Verwendung kürzerer und steiferer Schneidwerkzeuge dazu beitragen, den Schneidprozess mit minimaler oder einfach vernachlässigbarer Vibration zu beschleunigen.

3. Hohe Genauigkeit

Das Werkstück bewegt sich während des fünfachsigen CNC-Bearbeitungsprozesses nicht, wodurch eine höhere Bearbeitungsgenauigkeit erreicht werden kann.

4. Überlegenes Finish

Beim 5-Achsen-CNC-Bearbeitungsprozess werden kürzere Werkzeuge verwendet, was dazu beiträgt, eine hervorragende Oberflächengüte und eine bessere Teilequalität zu erzielen.

5. Komplexe Bearbeitung

Mit dem 5-Achsen-CNC-Fräser können komplexere Maschinenteile in kürzerer Zeit und zu geringeren Kosten hergestellt werden. Und es ist eine große Sache und vorteilhaft für Anwendungen oder Prototypen, die in kleinem Maßstab ausgeführt werden.

Was ist die 5-Achsen-Laserschneidtechnologie?

Im Gegensatz zur CNC-5-Achsen-Bearbeitung verwendet die 5-Achsen-Laserschneidtechnologie den Laser zum Schneiden und Gravieren von Produkten. Eine 5-Achsen-Laserschneidmaschine ermöglicht das Neigen und Drehen des Tisches. Es beinhaltet das gleichzeitige Bewegen von Teilen in fünf Achsen und ist ideal zum Biegen von Teilen und zum Ausführen von Eckenschnitten. Außerdem kann es 3D-Teile bearbeiten, die Bohren und Schneiden auf schwierigen Oberflächen oder extremen Winkeln erfordern. 

Anwendung eines 5-Achsen-Bearbeitungszentrums in der Autoformbearbeitung

1. Formverarbeitung mit tiefem Hohlraum

Um mit einer 3-Achs-Maschine tiefe Kavitäten zu bearbeiten, müssen Werkzeughalter und Werkzeug verlängert werden. Aber ein Fünf-Achs-Bearbeitungszentrum kann durch zusätzliches Drehen und Schwenken des Werkstücks oder Spindelkopfes bessere Prozessbedingungen für die Formenbearbeitung schaffen. Darüber hinaus kann die 5-Achsen-Bearbeitung auch die Länge des Werkzeugs geeignet verkürzen, um das Auftreten einer Kollision zwischen dem Werkzeug, dem Werkzeughalter und der Kavitätswand zu verhindern. Darüber hinaus werden Vibrationen und Beschädigungen des Werkzeugs während der Bearbeitung reduziert. Dadurch wird die Standzeit des Werkzeugs verlängert und die Qualität und Verarbeitungseffizienz stark verbessert.

2. Formseitenwandbearbeitung

Wenn bei der Bearbeitung der Formseitenwand die Länge des 3-Achs-Bearbeitungswerkzeugs erhöht wird, wird gleichzeitig dessen Festigkeit erheblich reduziert. Und wenn die Werkzeuglänge mehr als das 3-fache der normalen Länge beträgt, führt dies sogar zu einer Freistellung des Fräsers. Dadurch wird die Qualität des Werkstücks stark reduziert. Wenn das 5-Achs-Bearbeitungszentrum jedoch zur Bearbeitung der Seitenwand der Form verwendet wird, kann das Schwenken der Spindel oder des Werkstücks das Werkzeug und die Seitenwand der Form immer in einem vertikalen Zustand halten. Gleichzeitig können Planfräser der 5-Achsen-CNC-Fräsmaschine die Qualität des Werkstücks verbessern und die Lebensdauer des Werkzeugs verlängern.

3. Flache Oberflächenverarbeitung

Bei der Bearbeitung der flachen Oberfläche der Form muss das 3-Achsen-Bearbeitungszentrum einen Kugelfräser zum Feinfräsen verwenden. Jedoch ist die lineare Geschwindigkeit der Zentrumsrotation des Kugelkopfschneiders nahezu null. Außerdem wird der Schaden am Werkzeug größer, die Standzeit des Werkzeugs sinkt stark und auch die Oberflächenqualität der Form verschlechtert sich. Bei der Verwendung des 5-Achsen-Bearbeitungszentrums zur Bearbeitung der flachen Oberfläche kann das Werkzeug in einem bestimmten Winkel auf dem Werkstück platziert werden, wodurch die lineare Geschwindigkeit zwischen dem Werkstück und dem Kugelkopfwerkzeug erhöht werden kann. Dadurch kann nicht nur die Standzeit des Werkzeugs verlängert, sondern auch die Oberflächenqualität des Werkstücks deutlich verbessert werden.

4. Unregelmäßige Oberflächenbearbeitung

Bei der Bearbeitung von Formen mit unregelmäßig gekrümmten Oberflächen kann der Schnittzustand der Werkzeugspitze der 3-Achsen-Schneidemaschine nicht die perfekte Qualität jedes Teils der Form garantieren. Für Formen mit häufigen Krümmungsänderungen oder tiefen Rillen können sie von einer 5-Achsen-CNC-Maschine bearbeitet werden. Das Schneidwerkzeug kann immer den besten Schneidzustand erreichen. Und das Werkzeug kann die Bewegungsrichtung des gesamten Bearbeitungspfades optimieren. Außerdem kann das Werkzeug gleichzeitig auch eine lineare Bewegung ausführen. Jeder Teil der Oberfläche der Form ist perfekt.
Unregelmäßige Oberflächenbearbeitung

5. Verarbeitung verschiedener geometrischer Formen 

Bei der Bearbeitung einer Form mit einer 3D-Kurvenebene kann das 5-Achsen-Bearbeitungszentrum den Arbeitswinkel des Werkzeugs in jedem Bereich ändern. Damit ist die Bearbeitung der geometrischen Form abgeschlossen.

6. Bearbeitung von schrägen Löchern auf der schrägen Fläche 

Beim Bearbeiten des geneigten Lochs auf der geneigten Oberfläche der Form kann das Fünf-Achsen-Bearbeitungszentrum die Spindel auf der vertikalen Seite der geneigten Oberfläche des Werkstücks durch die Bearbeitungswirkung des oszillierenden Kopfs platzieren. Gleichzeitig wird auch die genaue Lochposition lokalisiert. Dann kann die Bearbeitung der Schräglöcher durch eine einzige Bewegung einer der Linearachsen der Hauptwelle abgeschlossen werden. Außerdem kann die Genauigkeit der Bohrung deutlich verbessert werden.

7. Fräsen von Geraden ohne Richtungswechsel 

Fräsen ohne Richtungswechsel, solange die Werkzeugspitze eine gerade Linie zeichnet. Wenn die Richtung geändert werden muss, kann die Werkzeugspitze eine Kurve zeichnen. 

Wenn Sie die Richtung der Werkzeugspitze ändern und eine gerade Linie wünschen, müssen Sie dieser Kurve den erforderlichen Ausgleich geben. Es ist äußerst wichtig, ein fünfachsiges Bearbeitungszentrum einzusetzen. Wenn die Steuerung die Länge des Werkzeugs nicht berücksichtigt, wird es sehr wahrscheinlich aus der aktuellen Arbeitsposition herausfahren. Denn das Werkzeug dreht sich um den Mittelpunkt der Achse und die Werkzeugspitze kann nicht fixiert werden. Aber das 5-Achsen-CNC-Bearbeitungssystem kann die 5 Achsen besser steuern. Obwohl die Richtung des Werkzeugs geändert wird, kann die Position der Werkzeugspitze unverändert bleiben. Dabei wird automatisch auch die notwendige Ausgleichsbewegung der x-Achse, y-Achse und z-Achse berechnet. Darüber hinaus wird die Bearbeitungsgenauigkeit deutlich verbessert.

Welches 5-Achs-Bearbeitungszentrum ist das Richtige für Sie?

Arten von 5-Achsen-CNC-Maschinen

   

5-Achsen-CNC-Steintrenn-Brückensäge

Etwas anders als andere 5-Achsen-Bearbeitungszentren, wurde es speziell zum Schneiden und Gravieren verschiedener Arten von Steinmaterialien wie Quarzsteinen, Marmorsteinen, Granitsteinen, Felsplatten, Kunststeinen usw. entwickelt. Es ist ein automatisches und all-in- All Stone 5-Achsen-CNC-Maschine zu verkaufen. Beispielsweise kann die 5-Achsen-Steinbrückensäge das Fräsen von geraden und geneigten Kanten, das Anfasen, das Schneiden von Bogenkanten, die Kantenverfolgung und so weiter realisieren. Das Wichtigste ist, dass es mit dem von uns unabhängig entwickelten Blue Elephant 5-Achsen-Steuerungssystem ausgestattet ist, mit dem der vom Kunden gewünschte Steinbearbeitungseffekt perfekt erreicht werden kann.

Wie viel kostet ein 5-Achsen-Bearbeitungszentrum?

Wenn Sie ein Anfänger in der 5-Achsen-Bearbeitung sind, empfehlen wir Ihnen nicht, eine gebrauchte 5-Achsen-CNC-Maschine zum Verkauf zu kaufen. Obwohl der gebrauchte 5-Achsen-CNC-Fräser viel billiger sein wird, ist er auch schwieriger zu warten und zu betreiben. Wir Blue Elephant CNC Machinery können Ihnen den besten günstigen Preis für 5-Achsen-CNC-Maschinen anbieten. Der Preis für ein CNC-5-Achsen-Bearbeitungszentrum liegt normalerweise zwischen 85,000 und 150,000 US-Dollar. Während der Preis für eine 5-Achsen-Steinbrückensäge zwischen 30,000 und 40,000 US-Dollar liegt. Dies dient nur als Referenz. Denn wir bieten unseren Kunden auch einen maßgeschneiderten Service für Maschinengröße und -konfigurationen. Der Preis für eine kundenspezifische 5-Achsen-CNC-Maschine wird also geringfügig abweichen.

Endlich Wort

Die oben beschriebenen Inhalte fassen die meisten Informationen zur 5-Achs-Bearbeitung zusammen. Sie können nachvollziehen, wie das 5-Achs-Bearbeitungszentrum bearbeitet. Sie wissen, was die Vorteile der 5-Achs-Bearbeitung sind und wo Sie sich bewerben können. Und Sie lernen, die 5-Achs-Bearbeitung von der 3+2-Bearbeitung zu unterscheiden. Darüber hinaus verdeutlichen Sie auch die wichtige Rolle und Anwendung der 5-Achs-Bearbeitung in der Automobil-Formenindustrie. Darüber hinaus kann Ihnen dieser Artikel auch Anregungen geben, um das am besten geeignete 5-Achs-Bearbeitungszentrum zu einem günstigen Preis zu kaufen.

Aus diesem Grund interessieren sich viele Kunden für die 5-Achs-Bearbeitung. Wenn ich noch etwas nicht erwähnt habe oder Sie wissen möchten, können Sie sich gerne an uns wenden. Wir Blue Elephant CNC Machinery lassen Sie nicht im Stich.