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Arten von 5-Achs-CNC-Fräsmaschinen

Eine CNC-Fräsmaschine (Computerized Numerical Control) verfügt über ein automatisiertes System, um die Präzision komplexer Schnitte und Formgebungen in verschiedenen Materialien zu verbessern. 5-Achs bezieht sich auf die fünf Richtungen, in denen sich die CNC-Maschine bewegen kann. Ein wesentlicher Aspekt beim Kauf einer dieser Maschinen ist der Preis für die 5-Achs-CNC-Fräsmaschine. Je komplexer die Maschine, desto teurer ist ihre Herstellung.

Die drei häufigsten Arten von CNC-Maschinen sind die Raum-, Bett- und Tischtyp-5-Achs-Maschinen, die alle das Schneidwerkzeug entlang fünf verschiedener Richtungen drehen. Ihre Unterscheidungsmerkmale sind ihre Größe und die Höhe ihrer Arbeitsbetten. Alle drei Typen ermöglichen Schnittwinkel von bis zu 45°, 5 bis 60° bis zu 360° um eine Achse, einschließlich einiger vertieften Bereiche, mit im Allgemeinen glatteren Operationen als eine 3-Achs-Maschine.

Diese Tabelle fasst einige der Unterschiede zwischen 5-Achs-Maschinen zusammen.

• Raumtyp: Gelten als großformatige Arbeitstiere. Sie sind relativ bodengebunden, aber von allen vier Seiten leicht zugänglich. Die Höhe ihres Arbeitstisches beträgt typischerweise 1-2 m über dem Boden, was für die Bearbeitung größerer Objekte bequem ist.
• Betttyp: Geeigneter für große Teile, die zum Fräsen nicht viel Höhe benötigen. Dieser Typ ist besser geeignet, wenn das Material in der Höhe kurz, aber in der Länge lang ist. Der Tisch bewegt sich mit hoher Geschwindigkeit, um Materialien effizienter zu verarbeiten, was zur Kostensenkung beiträgt.
• Tischtyp: Eine kompaktere Version als die beiden oben genannten, die in kleinere Werkstätten und Lagerräume passt. Wird häufiger zur Herstellung von Teilen für mechanische Modelle verwendet, die ein größeres Verhältnis von Teilen zur Arbeitsfläche erfordern.

Die anderen beiden Typen sind die Doppelkopfmaschinen mit zwei Fräsköpfen und die integrierten Maschinen, bei denen der Fräser als Teil der Maschine integriert ist, der alle für das Fräsen notwendigen Schritte ausführt. Sie verfügen über Direktantriebsmotoren für ihre rotierenden Teile, die für höhere Beschleunigungsraten, kürzere Zykluszeiten und eine verbesserte Schneidleistung sorgen.

Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal der Maschine ist, ob der Arbeitstisch mit T-Nuten ausgestattet ist oder in einer Vorrichtung gehalten wird. Letzteres ist besser, wenn man es wiederholt in einer bestimmten Anwendung verwenden muss, während ersteres überlegen ist, wenn man mit verschiedenen Objekten arbeiten möchte.

Spezifikation und Wartung

Einige typische Spezifikationen einer 5-Achs-CNC-Maschine sind wie folgt. Sie zeigen, wie unterstützend die Maschinen in verschiedenen Einsatzbereichen sind, darunter die Luft- und Raumfahrt, die Automobilindustrie, das Gesundheitswesen und der Industriesektor.

• Achs-Konfiguration: (Normalerweise eine fünfeckige Form). Die 5-Achs-CNC-Fräsmaschine besteht aus fünf Funktionsteilen oder Richtungen – Achse A, Achse B, Achse C, Achse X, Achse Y, Achse Z. Jede Achse hat ihre eigene Kapazität, sich zu bewegen und Materialien zu verarbeiten.
• Arbeitstisch-Größe: Normalerweise 1520mm, 2030mm, etc. Arbeitstische unterschiedlicher Größe können fast alle Arten von Werkstücken (normalerweise Platten) für die Bearbeitung aufnehmen.
• Spindel-Leistung: Normalerweise 6KW, 9KW, 12KW, 15KW, 18.5KW, 24KW, bis zu 36KW. Die Spindelleistung gibt die Fähigkeit der Maschine an, schwere Arbeiten zu verrichten. Je größer die Spindelleistung, desto mehr Werkstücke kann die 5-Achs-CNC-Maschine effizient verarbeiten.
• Bearbeitungsgeschwindigkeit: Bis zu 24000 U/min, die Geschwindigkeit variiert mit der Spindelleistung. Eine höhere Spindelgeschwindigkeit ermöglicht eine schnellere Bearbeitung, insbesondere für Materialien, die hohe Drehzahlen erfordern.
• Steuerungssystem: (Z. B. Xiangsheng System) Das Steuerungssystem der 5-Achs-CNC-Maschine umfasst Hardware und Software, die den Betrieb der Maschine koordinieren und steuern. Unterschiedliche Modelle haben ihre eigenen Steuerungssysteme. Sie haben ihre eigenen Funktionen und Fähigkeiten.
• Bearbeitungsgenauigkeit: Bis zu ±0,01 mm, abhängig vom jeweiligen Modell und der Konfiguration. Dieser Parameter gibt die Präzision und Genauigkeit an, mit der die Maschine voraussichtlich arbeiten wird.
• Antriebssystem: (Z. B. ein Xiangsheng 5-Achs-CNC-Antriebssystem) Das Antriebssystem umfasst die Motoren und Getriebe, die die beweglichen Teile der Maschine antreiben. Unterschiedliche Modelle verfügen über verschiedene Antriebssysteme, um sicherzustellen, dass sich die Teile genau dort bewegen, wo sie sollen, und zum richtigen Zeitpunkt.
• Anwendbare Materialien: Metalle, Kunststoffe, Keramiken und Verbundwerkstoffe werden von den 5-Achs-CNC-Maschinen zur Verarbeitung verschiedener Materialien verwendet, die im täglichen Leben und in der industriellen Produktion des Menschen eingesetzt werden. Die jeweiligen Modelle und Konfigurationen können variieren.
• Max. Bearbeitungsgröße: Die maximale Bearbeitungsgröße, die eine 5-Achs-CNC-Maschine verarbeiten kann, gibt die größten möglichen Abmessungen an. Aufgrund der Größe und Form des Arbeitstisches und des Bearbeitungsaufbaus kann es Einschränkungen hinsichtlich der Größe geben, die von der Maschine verarbeitet werden können.

Wartung

• Regelmäßige Schmierung: Schmieren Sie Linearführungen, Zahnstangen und Ritzel, um einen reibungslosen Lauf und eine genaue Positionierung der Maschinenteile zu gewährleisten. Eine ausreichende Schmierung kann dazu beitragen, Reibung und Ausdehnung zu reduzieren, wodurch die Lebensdauer der Maschine verlängert wird.
• Überprüfung des Kühlsystems: Überwachen und warten Sie die Funktion des Kühlsystems der 5-Achs-CNC-Maschine. Ein effizientes Kühlsystem kann dazu beitragen, Überhitzung zu verhindern und die Bearbeitungsstabilität und -präzision der Maschine zu erhalten.
• Spindel-Wartung: Reinigen, schmieren und inspizieren Sie die Spindel der 5-Achs-CNC-Maschine regelmäßig. Die Spindelwartung kann ihren stabilen Betrieb gewährleisten. Sie kann Vibrationen und Geräusche reduzieren und so die Bearbeitungsqualität verbessern.
• Inspektion des elektrischen Systems: Eine regelmäßige Inspektion des elektrischen Systems der 5-Achs-CNC-Maschine kann ihren stabilen und zuverlässigen Betrieb gewährleisten. Überprüfen Sie elektrische Komponenten wie Steckverbinder, Schalter und Stromkreise, um sicherzustellen, dass sie ordnungsgemäß funktionieren, und reparieren oder ersetzen Sie beschädigte Teile umgehend.
• Wasser- und Luftleitungen: Überprüfen Sie die Wasser- und Luftleitungen der 5-Achs-CNC-Maschine. Stellen Sie sicher, dass keine Undichtigkeiten oder Verstopfungen vorhanden sind. Sorgen Sie für eine ordnungsgemäße Flüssigkeitsübertragung, um die Kühl- und Luftversorgungsanforderungen während der Bearbeitung zu erfüllen.
• Werkzeugverwaltung: Bewahren Sie die Werkzeuge, die in der 5-Achs-CNC-Maschine verwendet werden, auf und warten Sie sie. Eine ordnungsgemäße Werkzeugverwaltung kann die Bearbeitungsgenauigkeit und -effizienz gewährleisten. Reinigen Sie die Werkzeuge, entfernen Sie den Werkzeugträger und prüfen Sie sie auf Abnutzung und Beschädigungen. Stellen Sie sicher, dass die Werkzeuge in gutem Zustand sind und ordnungsgemäß aufbewahrt werden.
• Regelmäßige Reinigung: Reinigen Sie die 5-Achs-CNC-Fräsmaschine regelmäßig. Entfernen Sie Schneidspäne und Staub von der Oberfläche der Maschine und dem Arbeitsbereich, um die Maschine sauber zu halten und eine optimale Bearbeitungsgenauigkeit und -qualität zu gewährleisten.

Szenarien für den Einsatz von 5-Achs-CNC-Fräsmaschinen

Die 5-Achs-CNC-Maschine hat unzählige Einsatzszenarien, was erklärt, warum diese Maschine eine der gefragtesten CNC-Fräsmaschinen auf dem Markt ist. Ein Einsatzszenario für diese Maschine ist die Luft- und Raumfahrtindustrie, wo sie eine wichtige Rolle bei der Herstellung komplexer Luft- und Raumfahrtkomponenten spielt. Im Allgemeinen profitieren Komponenten wie Turbinenteile, Kanäle, Halterungen, Befestigungen, Gehäuse, Leitungen und andere leichte, aber robuste Teile von der Präzision, die die 5. CNC-Achse bietet.

Zweitens hat die 5-Achs-CNC-Fräsmaschine auch Einsatzszenarien im chirurgischen Bereich. Ohne diese Maschinen wäre es unmöglich, bestimmte chirurgische Eingriffe mit dem gleichen Präzisionsgrad und der gleichen Anpassungsmöglichkeit durchzuführen, die erforderlich sind. 5-Achs-CNC-Maschinen erstellen chirurgische Instrumente und Implantate, die nach den Vorgaben der Ärzte maßgeschneidert sind.

Ein weiteres häufiges Einsatzszenario für 5-Achs-CNC-Maschinen ist die Bearbeitung komplexer geometrischer Formen. Dazu gehören die typischen Formen wie Helixen, Kugeln und Verrundungen. Aber es beinhaltet auch komplexere Muster, die selbst einen gut ausgebildeten Maschinenbauer vor eine Herausforderung stellen können. Daher werden sie hauptsächlich im Architekturbereich für die Planung und Konstruktion von Gebäuden sowie im Gartenbau eingesetzt.

Schließlich finden 5-Achs-CNC-Maschinen auch in der Holzbearbeitungsindustrie Anwendung, wo sie hauptsächlich zum Schneiden und Fräsen von Platten zum Erstellen von Türen, Möbelstücken und anderen Innenausstattungselementen eingesetzt werden. Die Präzision und Geschwindigkeit, mit der 5-Achs-Maschinen arbeiten, sind erstklassig und schwer zu übertreffen, was sie zur natürlichen Wahl für diejenigen in der Holzbearbeitungsindustrie macht.

So wählen Sie 5-Achs-CNC-Fräsmaschinen aus

Bei der Auswahl einer 5-Achs-CNC-Fräsmaschine sind mehrere Faktoren zu berücksichtigen, wie z. B. die Art der Arbeit, der verfügbare Platz, die benötigten Funktionen usw.

• Werkstückgröße und -gewicht: Es ist wichtig, die Kapazität der Maschine an die Größe und das Gewicht der Werkstücke anzupassen. Die Verwendung einer Maschine, die nicht für die entsprechende Größe ausgelegt ist, kann zu einer schlechten Bearbeitungsqualität führen.
• Genauigkeit und Präzision: Wählen Sie eine 5-Achs-CNC-Fräsmaschine mit der erforderlichen Genauigkeit und Präzision für die jeweilige Aufgabe. Recherchieren Sie die Spezifikationen der Maschine und vergleichen Sie sie mit den Bedürfnissen des Unternehmens.
• Steuerungssystem: Wählen Sie eine 5-Achs-CNC-Fräsmaschine mit einem Steuerungssystem, das einfach zu bedienen und zu verstehen ist. Berücksichtigen Sie die Verfügbarkeit von Schulungen und Support für das jeweilige Steuerungssystem.
• Spindelgeschwindigkeit und -leistung: Wählen Sie eine 5-Achs-CNC-Fräsmaschine mit Spindelgeschwindigkeit und -leistung, die die erforderlichen Materialien und Bearbeitungsvorgänge bewältigen kann. Berücksichtigen Sie die Verfügbarkeit von Upgrade-Optionen für die Spindel.
• Werkzeugwechsler: Denken Sie bei der Auswahl einer 5-Achs-CNC-Fräsmaschine über die Art und Anzahl der Werkzeuge nach, die für die Arbeit benötigt werden. Stellen Sie sicher, dass die Maschine die benötigten Werkzeuge aufnehmen kann, und berücksichtigen Sie die Effizienz des Werkzeugwechselsystems.
• Wartung: Regelmäßige Wartung ist unerlässlich, damit die 5-Achs-CNC-Fräsmaschine mit höchster Leistung arbeitet. Berücksichtigen Sie die Verfügbarkeit von Wartungs- und Supportservices für die jeweilige Maschine, die ausgewählt wird.
• Budget: In erster Linie ist es wichtig, das Budget zu berücksichtigen und die Preisoptionen für 5-Achs-CNC-Fräsmaschinen zu erkunden. Wählen Sie eine Maschine, die die erforderlichen Funktionen und Spezifikationen bietet, aber das Budget nicht belastet.

Preis von 5-Achs-CNC-Fräsmaschinen – Fragen und Antworten

F1. Wie funktioniert eine 5-Achs-CNC?

A1. Eine 5-Achs-CNC-Maschine verfügt über fünf verschiedene Bewegungsachsen. Das Werkstück wird auf einem Tisch befestigt, der sich nach links und rechts (2. Achse) und vor und zurück (3. Achse) drehen kann. Gleichzeitig hat das Schneidwerkzeug seine eigene Rotation (4. Achse) und eine lineare Bewegung entlang der Länge (5. Achse). Diese Konfiguration ermöglicht es dem Gerät, das Werkstück aus praktisch jeder Richtung und jedem Winkel zu schneiden, zu bohren und andere Änderungen vorzunehmen, ohne das Teil zum Neupositionieren anzuhalten.

F2. Was sind die Vorteile der 5-Achs-CNC-Bearbeitung?

A2. Die Hauptvorteile von Fünf-Achs-CNC-Maschinen sind: Höhere Genauigkeit durch weniger Einspannungen und den Vorteil der engen Toleranzen. Reduzierte Vorlaufzeit, höhere Effizienz und geringere Produktionskosten. Fähigkeit zur Bearbeitung komplexer Geometrien, unidirektionale und multidirektionale Bearbeitung, hochwertige Oberflächen und enge Toleranzen. Fähigkeit, komplizierte Schnitte wie Kugeln, Hinterschnitte und kreisförmige Nuten zu erstellen, die mit Drei- oder Vier-Achs-Maschinen nicht möglich sind, und höhere Produktivität, da das Fünf-Achs-Fräsen in der Regel schneller ist als das Fünf-Achs-Drehen.

F3. Was sind die Einschränkungen der 5-Achs-CNC-Bearbeitung?

A3. Höhere Kosten für Maschinen und Werkzeuge, Programme, Wartung und Reparatur. Eine richtig konstruierte 5-Achs-CNC-Maschine hat keine bekannten Einschränkungen hinsichtlich ihrer Schneidleistung. Allerdings kann die 5-Achs-CNC-Fräsmaschine je nach Kosteneffizienz für einige Arbeiten besser geeignet sein. Arbeiten, die bereits mehrere Maschineneinspannungen erfordern, sind mit einer Drei- oder Vier-Achs-CNC-Maschine möglicherweise kostengünstiger.