Achse cnc-fräsmaschine

Arten von 4-Achs-CNC-Fräsmaschinen

Die Standard-CNC-Fräsmaschine verfügt nur über drei Achsen, das heißt, die Maschine kann sich nach links und rechts, vorwärts und rückwärts sowie auf und ab bewegen. Die Hinzufügung einer vierten Achse, die als A-Achse bezeichnet wird, ermöglicht es der CNC-Maschine, sich wie ein Tisch horizontal zu drehen, wodurch dem bearbeiteten Werkstück eine zusätzliche Bewegungsdimension hinzugefügt wird. Dies ermöglicht komplexere Designs und eine höhere Präzision. Eine CNC-Maschine mit 4. Achse kann komplexere Formen erstellen als eine ohne. Mit der normalen Dreiachsenbewegung von links und rechts, vorne und hinten sowie oben und unten könnte eine optionale vierte Achse eine Rotationsbewegung ermöglichen. Eine CNC-Maschine mit vierter Achse kann bestimmte zylindrische und ovale Gegenstände wie Uhren- und Gehäuses und kundenspezifische Autoauspuffe herstellen, um nur einige zu nennen.

Je nach Modell kann die 4. Achse in verschiedenen Ausführungen erhältlich sein:

• Drehtisch: Einfach eine vierte horizontale Achse, die wie ein Tisch funktioniert. Sie ermöglicht es dem Werkstoff, sich um eine horizontale Achse zu drehen, wodurch das Gerät verschiedene Materialien und Gegenstände präzise schneiden und formen kann. Normalerweise arbeitet der Tisch zusammen mit einem CNC-Router, Frästischen oder einer Querschlittenmechanik.
• Indexierer: Normalerweise vertikal montiert, können sie direkt angetrieben oder riemengetrieben sein. Direkt angetriebene haben normalerweise weniger Spiel, aber mehr Teile, während das Gegenteil für riemengetriebene Indexierer gilt.
• Kippachsen: Auch bekannt als A-Achse- und B-Achsenkombinationen, die sich jeweils auf die Rotationsbewegung um die A-Achse oder die Biegebewegung um die B-Achse beziehen können.

Die CNC-4. Achse erzielt Unregelmäßigkeiten durch ihre kontinuierliche Schnittbewegung, während sie das Werkstück dreht. Die Anzahl der Zähne und die Vorschubgeschwindigkeit helfen ihr, unregelmäßig geformte zylindrische Gegenstände zu schneiden, um den Prozess einfacher und effizienter zu gestalten. Bei der Berechnung der Vorschubgeschwindigkeit für ein unregelmäßig geformtes Werkstück kann die Schnittzeit bestimmt werden, indem die Anzahl der Zähne der Achse, die kreisförmigen Zoll des Werkstücks, die Vorschubgeschwindigkeit (normalerweise in Zoll pro Minute angegeben) und die Schnittzeit des Werkstücks (normalerweise in Minuten angegeben) multipliziert werden.

Spezifikationen und Wartung

Käufer sollten beachten, dass die Spezifikationen von 4-Achs-CNC-Fräsmaschinen je nach Hersteller, Typ und Modell variieren. Die folgenden Spezifikationen gelten jedoch im Allgemeinen für die meisten 4-Achs-CNC-Fräsmaschinen.

• Tischdurchmesser: Der typische Tischdurchmesser einer rotierenden 4-Achs-CNC-Achse liegt zwischen 100 und 400 mm. Ein Tisch mit gutem Durchmesser ermöglicht die Bearbeitung größerer Werkstücke.
• Tischlast: Dies bezieht sich auf das maximale Gewicht, das der Tisch tragen kann. Die durchschnittliche Tragfähigkeit des 4-Achs-CNC-Drehtisches liegt zwischen 20 kg und 100 kg.
• Geschwindigkeit: Dies bezieht sich auf die Drehgeschwindigkeit des Tisches. Einige 4-Achs-CNC-Drehmaschinen weisen eine Geschwindigkeit von nur 24 U/min auf, während andere eine Geschwindigkeit von 60, 90, 120 oder sogar 200 U/min haben. Die Geschwindigkeit hängt in der Regel mit der Bearbeitungsleistung, dem Automatisierungsgrad und dem Integrationsniveau der CNC-Achsenmaschine zusammen.
• Genauigkeit: Dies bezieht sich auf die Präzision der Positionierung der Achse der Maschine. Es wird in der Regel in der Winkelauflösung angegeben. Im Allgemeinen eignet sich eine 4-Achs-CNC-Maschine mit einer Winkelauflösung von 0,01' bis 1' für hochpräzise Bearbeitungen. Außerdem ist ein 4-Achs-CNC-Drehgeber mit mindestens 2000 Impulsen/Umdrehung in den meisten CNC-Maschinen üblich.

Wartung

Wie jede andere kostspielige Investition benötigt die 4-Achs-CNC-Achsenmaschine regelmäßige Wartung, damit sie ordnungsgemäß funktioniert, ihre Lebensdauer verbessert und die Genauigkeit und Präzision des Werkstücks erhöht.

• Schmierung: Tragen Sie Fett auf die beweglichen Teile der 4-Achs-Drehmaschine auf, einschließlich der Linearführungsschienen und Führungen. Drehführungen und Zahnradantriebssysteme sollten nicht ausgelassen werden. Regelmäßige Schmierung verhindert, dass die Bauteile schnell verschleißen, und reduziert die Reibung. Es verbessert auch die Betriebsgenauigkeit und Zuverlässigkeit der Maschine.
• Regelmäßige Reinigung: Wischen Sie nach Gebrauch die Rückstände von Öl, Staub, Schmutz und Metallgrat von der Maschine ab. Benutzer sollten auf das Werkstück, die Spannvorrichtung und die Gleitelemente achten. Gründliche Reinigung verhindert Schmutzablagerungen und sorgt für einen besseren Betrieb.
• Überprüfen und Einstellen: Überprüfen Sie die Maschine regelmäßig und stellen Sie sie auf die gewünschten Betriebsparameter ein. Zu den zu überprüfenden Teilen gehören Riemen, Schrauben und Lager. Benutzer sollten nach Anzeichen von Beschädigungen oder Abnutzung suchen und diese gegebenenfalls ersetzen. Überprüfen Sie außerdem die Werkzeugspannung und -kalibrierung und stellen Sie die Höhe und Parallelität nach Bedarf ein.
• Achten Sie auf das Kühlsystem: Benutzer von Dreh-CNC-4-Achsen mit einem Antriebsmechanismus sollten auf deren Kühlsystem achten. Dazu gehören das regelmäßige Überprüfen des Kühlmittelstandes, das Sicherstellen, dass die Pumpen ordnungsgemäß funktionieren, und das Entfernen von Schmutz oder Staub aus den Kühlrippen.

Szenarien von 4-Achs-CNC-Fräsmaschinen

Auch wenn die 4. Achse ein zusätzlicher Teil einer CNC-Maschine ist, erweitert sie den Arbeitsbereich für CNC-Unternehmen. Hier sind einige gängige Szenarien, in denen die 4. Achse einem Projekt einen Mehrwert verleiht.

• Spiralbearbeitung: Spiralbearbeitung bezieht sich auf Bearbeitungsarbeiten, die spiralförmige Formen oder Spiralmerkmale erfordern. Dazu gehören Arbeiten wie Gewinde, Nuten, Schnecken und konische Bohrer. Die 4. Achse arbeitet mit der 3. Achse zusammen, um Spiraldesigns präzise auf Werkstücke zu schneiden. Die Verwendung der 4. Achse für die Spiralbearbeitung kann die Präzision von Werkstücken mit Spiralmerkmalen verbessern. Es ist auch ein Standardbearbeitungsansatz in CNCs ohne Einschränkungen.
• Kurvenbearbeitung: Ähnlich wie bei der Spiralbearbeitung kann die 4. Achse entlang der gekrümmten Bahn eines Werkstücks schneiden. Die 4. Achse ist geeignet, um Kurvenbearbeitungsarbeiten an Werkstücken aus verschiedenen Materialien wie Holz, Aluminium und Stahl durchzuführen. Die A-Achse oder B-Achse kann einer Kreisbahn folgen und Material entlang der Kurve präzise und genau entfernen. Die Achse kann an verschiedenen Werkstückgrößen arbeiten, von winzigen bis hin zu großen Objekten.
• Umhüllungsbearbeitung: Bei der Umhüllungsbearbeitung wird ein Werkstück um eine Achse gedreht, um ein Design auf dessen Oberfläche zu gravieren oder zu schneiden. Die 4. Achse eignet sich für Umhüllungsarbeiten, da sie ein Werkstück drehen und gleichzeitig die Spindel eine Aufgabe ausführen kann. Die Umhüllungsarbeit kann dazu beitragen, künstlerische Designs auf zylindrischen oder kugelförmigen Werkstücken zu erstellen und zu schnitzen. Einige Beispiele sind die Dekoration von Vasen, Trophäen oder anderen zylindrischen Werkstücken. Die Umhüllungsbearbeitung mit 4. Achse kann künstlerische Projekte oder kundenspezifische Arbeiten verbessern, die kreative Designs erfordern.
• Schneiden von Keilnuten und Nuten: Die 4. Achse kann Indexschnitte effizient ausführen. Die Verwendung der 4. Achse verbessert die Genauigkeit beim Herstellen von Nuten und Keilnuten. Dies ist besonders wichtig bei Arbeiten mit Präzisionsanwendungen wie Zahnrädern. Die 4. Achse schneidet Keilnuten und Nuten in einem Bruchteil der Zeit, die ein Bediener manuell erreichen kann. Außerdem liegen die Abmessungen näher an den vorgegebenen Maßen.
• Drehgravur: Die 4. Achse ist beliebt für die Drehgravur. Sie kann komplizierte Zeichnungen, Beschriftungen und kundenspezifische Designs auf verschiedene symmetrische Werkstücke gravieren. Die 4-Achs-Drehtisch-Setups können ein Werkstück mit der Drehachse der Spindel ausrichten. Sie können eine große Bandbreite an künstlerischen und funktionalen Mustern gravieren oder schneiden. Manche nennen es sogar die künstlerische Seite der CNC-Bearbeitung. Die 4. Achse kann Gravierarbeiten an verschiedenen Materialtypen durchführen. Dazu gehören Hartholz, Weichholz, Naturstein, Kunststein, Acryl und Sperrholz.

So wählen Sie eine 4-Achs-CNC-Fräsmaschine aus

Bei der Auswahl einer 4-Achs-CNC-Fräsmaschine für ein Unternehmen ist es zunächst wichtig, alle möglichen Optionen und ihre Vor- und Nachteile zu identifizieren. Es ist wichtig zu sehen, wie breit und schwer die Werkstücke sind. Man muss auch die erforderlichen Präzisions- und Komplexitätsstufen für die Geometrien des Teils berücksichtigen. Es ist auch notwendig zu analysieren, ob kontinuierliche Massenproduktion oder kleinere, intermittierende Aufgaben typischer für den eigenen Status sind.

Sobald die oben genannten Fragen geklärt sind, wird es einfacher, die verschiedenen verfügbaren CNC-Fräsmaschinen mit 4-Achs-Optionen zu überprüfen. Es gibt Drehtische mit einfachen Reibungsantrieben, die für Aufgaben wie Gravieren oder für einfachere Werkstücke nützlich sind. Direkt angetriebene und riemengetriebene Drehtische mit schwenkbaren Kopfstöcken und Basen eignen sich besser für komplexe Aufgaben mit höheren Genauigkeitsanforderungen. Gleiches gilt für Drehtische mit zwei oder drei Achsen. Für kontinuierliche Aufgaben muss möglicherweise in ein automatisches Indexiersystem oder ein Palettensystem mit einem automatischen Indexierer investiert werden.

Außerdem muss die Kompatibilität der 4-Achs-CNC mit der vorhandenen Software und den Steuerungssystemen überprüft werden. Mehr Integration und ein reibungsloserer Workflow sind für eine nahtlose Produktionslinie erforderlich. Es ist wichtig sicherzustellen, dass es einen angemessenen Wartungs- und Kundendienst in der Gegend gibt, in der man wohnt. Wenn die eigene Produktionslinie vollständig von einer bestimmten Maschine abhängig ist, müssen deren Supportdienste in unmittelbarer Nähe sein. Man kann den Ruf des Lieferanten in der Branche und Rezensionen von anderen Kunden recherchieren, die in der Vergangenheit die gleiche Maschine gekauft haben.

Sollte es erforderlich sein, Mitarbeiter an der neuen Maschine zu schulen, ist es wichtig zu wissen, wie einfach oder schwierig die neue Ausrüstung zu verstehen und zu bedienen ist? Die Leistungs- und Drehmomentwerte der 4-Achs-CNC-Fräsmaschine müssen möglicherweise auch genau geprüft werden, da diese sich direkt auf die Geschwindigkeit auswirken, mit der Aufträge bearbeitet werden können. Für bestimmte schwierigere Metalle sind möglicherweise ein hohes Drehmoment und eine hohe Motorstärke erforderlich.

FAQ

F1: Wie lange dauert es, eine 4-Achs-CNC-Maschine einzurichten?

A1: Das hängt von der Größe und Komplexität der Maschine ab. Bei kleineren Maschinen, wie z. B. Desktop-Modellen, kann die Einrichtung einige Stunden dauern. Größere Maschinen, wie z. B. CNC-Router oder -Fräsmaschinen im Industriebereich, können einige Tage bis zu einer Woche dauern, um sie ordnungsgemäß einzurichten.

F2: Wie viele Achsen kann eine CNC-Maschine haben?

A2: Die meisten CNC-Maschinen haben drei grundlegende lineare Achsen (X, Y, Z) plus eine vierte zusätzliche Achse. Die zusätzlichen Achsen können je nach zu erledigendem Auftrag hinzugefügt werden. Sie können von einer 4. Drehachse bis zu komplexeren Konfigurationen wie 5. Achsen mit Nummern wie 5, 6, 7 usw. reichen.

F3: Was ist der Unterschied zwischen 4. und 5. Achse bei CNC?

A3: Die CNC-Maschinen mit 4. Achse verfügen in der Regel über eine Drehachse, die zu den drei Standard-Linearachsen hinzugefügt wird, während die Maschinen mit 5. Achse über eine zusätzliche Drehachse verfügen, die sich in fester Richtung bewegen kann. CNC-Maschinen mit 5. Achse sind fortschrittlicher als die mit 4. Achse und auch teurer.

F4: Kann ein Anfänger an CNC-Maschinen arbeiten?

A4: Ja, Anfänger können an CNC-Maschinen arbeiten. Es ist wichtig, mit einer Maschine zu beginnen, die über grundlegende Funktionen verfügt, und dann zu komplexeren Maschinen überzugehen, wenn man Erfahrung gesammelt hat. Wenn man anfängt, sollte man Modelle wie 4-Achs-CNC-Fräsmaschinen-Kits wählen, die häufig von Hobbyschöpfern/Enthusiasten verwendet werden.