Пятиосевой фрезерный станок — это оборудование с ЧПУ, позволяющее обрабатывать детали по пяти осям одновременно (трём линейным и двум вращательным), что даёт возможность создавать сложные детали с высокой точностью без переустановки заготовки.
Основные оси в пятиосевом станке:
- X, Y, Z — линейные перемещения (как в 3-осевых станках).
- A и B или A и C — две вращательные оси (наклон стола или шпинделя).
Отличие от 3-осевых станков:
| Характеристика | 3-осевой станок | 5-осевой станок |
|---|---|---|
| Оси | X, Y, Z | X, Y, Z + 2 вращательные (A/B/C) |
| Сложность деталей | Простые формы (плоские, фасонные) | Сложные 3D-поверхности (лопатки турбин, импланты, авиадетали) |
| Переустановка заготовки | Требуется для многосторонней обработки | Не нужна – можно обрабатывать за один подход |
| Точность | Хорошая, но возможны погрешности при переустановке | Выше за счет минимизации перестановок |
| Скорость обработки | Медленнее для сложных деталей | Быстрее благодаря одновременному движению осей |
Применение пятиосевых станков:
-
Авиация и космос (лопатки турбин, корпусные детали)
-
Медицина (импланты, протезы)
-
Автомобилестроение (пресс-формы, кузовные элементы)
-
Ювелирное дело и дизайн (сложные 3D-модели)
Кинематические схемы пятиосевых станков
Конструктивно 5-осевые станки делятся на два основных типа:
Станки с поворотным столом
Преимущества:
Позволяет расширить функционал станка и при этом сохранить высокую жёсткость обработки (шпиндель остаётся жёстким).
Меньшие вибрации при тяжёлых заготовках.
Станки с наклонной головой
Точность, настройка и эксплуатация 5-осевого обрабатывающего центра
- Калибровка осей
Перед началом работы необходимо проверить и откалибровать все оси станка. Это включает в себя проверку параллельности, перпендикулярности и точности перемещений. Используются специальные измерительные инструменты и программные средства для точной настройки. - Настройка инструмента
Правильная установка и балансировка инструмента — залог качественной обработки. Необходимо регулярно проверять состояние инструмента, его центровку и балансировку, а также выполнять автоматическую калибровку инструмента через систему станка. - Проверка системы охлаждения и смазки
Для предотвращения износа и перегрева важно настроить и регулярно обслуживать системы охлаждения и смазки. Это включает в себя проверку уровня жидкостей, очистку фильтров и замену изношенных элементов. - Работа в КАМ-системах
Создание управляющей программы для 5-ти осевой обработки — практически нереальная задача. Сложные многомерные траектории движения режущего инструмента в пространстве с учётом его вылета, формы, радиусов режущих кромок и необходимого припуска не под силу человеческому разуму (за исключением уникальных людей). Для таких задач используют специализированные программы — КАМ-системы (например, СПРУТкам), которые путём сложных математических преобразований позволяют отработать заданную траекторию с высокой точностью.
Обслуживание 5-осевых станков
- Плановое техническое обслуживание
Регулярная проверка и замена изношенных деталей, таких как подшипники, ремни, направляющие и системы охлаждения. Это помогает избежать неожиданных поломок и снизить износ оборудования. - Очистка и смазка
Периодическая очистка станка от стружки, пыли и загрязнений, а также своевременная смазка движущихся частей — залог стабильной работы. - Диагностика и калибровка
Использование диагностических программ и инструментов для выявления возможных отклонений.
Как выбрать пятиосевой обрабатывающий центр
Шаг 1: Фундамент — Анализ собственных задач и требований
Прежде чем смотреть на модели и бренды, чётко формулируем, для чего требуется пятиосевой станок.
Какие детали будут обрабатываться?
- Размер и вес: определяем максимальные габариты (X, Y, Z) и массу заготовки. Это диктует размер рабочей зоны станка.
- Сложность геометрии: простые контуры под углами или сложные криволинейные поверхности (лопатки, импланты, пресс-формы)?
- Материалы: алюминий, сталь, титан, жаропрочные сплавы, композиты? От этого зависит требование к жёсткости станка, мощности шпинделя и крутящему моменту.
Какая точность и качество поверхности требуются?
- Ключевые параметры: система ЧПУ и комплектующие станка, опционал, геометрическая точность и жёсткость.
Каков планируемый объём производства?
- Мелкосерийное, штучное производство или крупносерийное? Это влияет на выбор системы автоматизации (паллеты, роботы) и требования к надёжности и скорости.
Какое технологическое оборудование уже есть?
- Совместимость с существующим парком станков, системой ЧПУ, инструментом и программным обеспечением (CAM-системой).
Шаг 2: Ключевые технические характеристики для сравнения
Когда задачи ясны, можно анализировать оборудование.
Конструкция станка и компоновка
Это самый важный выбор, определяющий возможности пятиосевого центра.
- Поворотный стол + статичный шпиндель:
Плюсы: высокая жёсткость, лучшее восприятие нагрузок.
Минусы: ограничения по габаритам детали (стол вращается, деталь может задеть кожух или станину), обычно небольшая скорость поворота.
Для кого: идеален для обработки тяжёлых, но не самых габаритных деталей. - Головка с поворотно-наклонным шпинделем:
Плюсы: можно обрабатывать крупные заготовки. Высокие скорости поворота и наклона.
Минусы: меньшая жёсткость шпиндельного узла.
Для кого: для крупногабаритных деталей (обшивки самолётов, панели), где важна скорость. - Смешанная компоновка:
Стол наклоняется (ось A), а головка поворачивается (ось C). Универсальное решение, совмещающее некоторые преимущества обоих типов.
Шпиндель — «сердце» станка
- Мощность и крутящий момент: для алюминия важна высокая скорость и мощность. Для стали и титана — высокий крутящий момент на низких и средних оборотах.
- Система охлаждения: обязательно жидкостное охлаждение для стабильности температур и точности.
- Интерфейс инструмента: HSK предпочтительнее CAT(BT) из-за лучшей балансировки и жёсткости на высоких оборотах.
Система подачи СОЖ
- Давление и производительность: для эффективного удаления стружки, особенно из глубоких полостей, нужно высокое давление и большой расход.
Система управления (ЧПУ)
Пятиосевая обработка предъявляет высочайшие требования к системе ЧПУ.
- Производитель ЧПУ: Siemens, Heidenhain, Fanuc — лидеры рынка с проверенными пятиосевыми функциями.
Автоматизация
- Смены паллет: для повышения производительности станка. Позволяют готовить новую заготовку, пока станок обрабатывает другую.
- Система смены инструмента (магазин): вместимость (20–300+ инструментов).
- Автоматизация измерения инструмента и заготовки.
Краткий чек-лист:
- Тип и сложность деталей: определяем размеры, материалы и сложность обработки.
- Производственные объёмы: выбираем модель, соответствующую требуемому объёму производства.
- Точность и качество обработки: обращаем внимание на допуски и качество поверхности.
- Мощность и производительность: учитываем мощность шпинделя и скорость обработки.
- Автоматизация и дополнительные функции: наличие автоматической загрузки, системы охлаждения и т. д.
- Надёжность и сервисное обслуживание: выбираем проверенных производителей с хорошей поддержкой.
Ну а если вопросы после прочтения материала всё-таки остаются: компания «ПроТехнологии» с удовольствием поможет в выборе оптимального пятиосевого фрезерного станка, учитывая потребности и особенности конкретного производства.
