عیدی ویژه سال نو مهندس یار: یک محصول رایگان برای شما !! (فقط تا ساعت 24 امروز وقت دارید عیدی خود را بگیرید) کلیک کنید
عیدی ویژه سال نو مهندس یار: یک محصول رایگان برای شما !! (فقط تا ساعت 24 امروز وقت دارید عیدی خود را بگیرید)
کلیک کنید
0
0

همه چیز در مورد ماشینکاری CNC پنج محور

1741 بازدید

ماشینکاری CNC پنج محور موضوع این نوشته از بخش وبلاگ مهندس یار است. اگر حتی مقدار کمی با مهندسی مکانیک آشنایی داشته باشید،حتما تاکنون نام دستگاه CNC را شنیده اید. سی ان سی دستگاهی است که از طریق کامپیوتر کنترل می شود و وظیفه آن ماشینکاری قطعات و قالب ها با دقیق ترین تلورانس ممکن است. دستگاه های CNC بر حسب نوع و درجات آزادی به چندین دسته مانند 2.5 محور، ۳ محور، ۴ محور و حتی 5 محور تقسیم بندی می شوند.

امروز و در این نوشته قصد داریم شما را با ماشینکاری CNC پنج محور و خصوصیات جالب آن آشنا کنیم.

cnc پنج محوره

هر بلوک سنگ، یک مجسمه در داخل خود دارد و کشف آن ،کار مجسمه ساز است (میکل آنژ). تصور کنید که میکل آنژ با یک دستگاه فرز 5 محور چه کاری می توانست انجام دهد. شاید عجیب به نظر برسد ، اما اگر هنرمند رنسانس می توانست چکش خود را با یک دستگاه CNC معامله کند، می توانستیم هزاران مجسمه دیوید که از تعداد زیادی ماده مختلف تولید شده بودند داشته باشیم.

خواه شما یک شاهکار را از سنگ مرمر بتراشید یا مجسمه ای از تیتانیوم بسازید، اصل اساسی همان است: با یک بلوک مواد شروع کنید و قسمت های غیر ضروری را حذف کنید تا زمانی که تنها هدف مورد نظر باقی بماند. البته، جزئیات آن فرآیند بسیار پیچیده تر از این هاست، به خصوص برای ماشینکاری 5 محوره.

ماشین کاری پنج محوره چیست؟

به عبارت ساده تر، ماشینکاری 5 محوره با استفاده از CNC برای جابجایی یک قسمت یا ابزار برش به طور همزمان در پنج محور مختلف انجام می شود. این امر ماشینکاری قطعات بسیار پیچیده را امکان پذیر می کند، به همین دلیل 5-محور مخصوصاً در کاربردهای هوافضا محبوب است. با این حال، فاکتورهای مختلفی در به کارگیری گسترده تر ماشینکاری 5 محوره نقش داشته اند:
تمایل به سمت ماشینکاری تک سیستمی (که گاهی به آن “Done-in-One” گفته می شود) برای کاهش زمان و افزایش کارایی.
امکان جلوگیری از برخورد با نگهدارنده ابزار با شیب داشتن ابزار برش که همچنین دسترسی بهتر به قسمت های مختلف را ممکن می کند.
طول عمر ابزار و زمان چرخه در نتیجه شیب دار بودن ابزار بهبود می یابد برای حفظ موقعیت بهینه برش و بار ثابت تراشه.

منظور از 5 محور دقیقاً چیست؟ 

رنه دکارت

همه ما داستان مربوط به نیوتن و سیب را می دانیم، اما داستانی مشابه درباره ریاضیدان و فیلسوف، رنه دکارت وجود دارد. دکارت در رختخواب خوابیده بود (همان کاری که ریاضیدانان و فیلسوفان نمی خواهند انجام دهند) که متوجه صدای وزوز در اطراف اتاقش شد. او فهمید که می تواند موقعیت مکانی پرواز مگس را در فضای سه بعدی اتاق با استفاده از تنها سه عدد، که توسط متغیرهای X ،Y و Z نشان داده شده است، توصیف کند.
این سیستم مختصات دکارتی است و بیش از سه قرن پس از مرگ دکارت هنوز در دست استفاده است. بنابراین X ، Y و Z سه محور از پنج محور را در ماشینکاری 5 محوره پوشش می دهند.

دو مورد دیگر چطور؟

تصور کنید که در اواسط پرواز ، پرواز دکارت را بزرگنمایی کنید. به جای اینکه فقط موقعیت آن را به عنوان یک نقطه در فضای سه بعدی توصیف کنیم، می توان جهت گیری آن را توصیف کرد. به محض چرخش، پرواز را به همان روشی که یک هواپیما در حال حرکت است ، تصور کنید. چرخش آن توسط محور چهارم، A، شرح داده شده است: محور چرخش حول X.
ادامه شبیه سازی هواپیما، گام پرواز با محور پنجم B مشخص می شود: محور چرخش حول Y. خوانندگان باهوش بدون شک وجود یک محور ششم، C، را که حول محور Z می چرخد​​، استنباط می کنند.
اگر در تجسم شش محور فوق الذکر مشکل دارید، در اینجا نمودار وجود دارد:

سیستم مختصات 5 محوره

محورهای A ،B و C به ترتیب حروف الفبا مرتب می شوند تا با محورهای X ،Y و Z مطابقت داشته باشند. اگرچه دستگاه های6محوره CNC مانند دستگاه فرزکاری زیمرمن FZ 100 پورتال وجود دارد ،اما پیکربندی های 5 محوره رایج تر است، زیرا اضافه کردن یک محور ششم به طور معمول مزایای متفاوت کمی دارد. آخرین نکته در مورد قراردادهای اسامی محورها: در یک دستگاه ماشینکاری عمودی، محورهای X و Y در صفحه افقی قرار دارند در حالی که محور Z در صفحه عمودی قرار دارد. در یک دستگاه ماشینکاری افقی، محور Z و Y محور معکوس می شوند. نمودار زیر را مشاهده کنید:

ماشینکاری پنج محور

پیکربندی CNC پنج محوره:

تنظیمات خاص دستگاه 5 محور مشخص می کند که کدام یک از سه محور چرخشی آن استفاده می شود. به عنوان مثال، یک ماشین به سبک ترونیون با یک محور A (در حال چرخش حول محور X) و یک محور C (چرخش حول محور Z) فعالیت می کند، در حالی که یک ماشین به سبک اسویول با یک محور B (چرخش حول محور Y) و یک محور C (چرخش حول محور Z) کار میکند. محورهای چرخشی در ماشین های سبک ترونیون از طریق حرکت جدول مشخص می شوند، در حالی که ماشین های سبک اسویول محورهای چرخشی خود را با چرخاندن دوک چرخ مشخص می کنند.

ماشینکاری پنج محور

در همین رابطه ببینید: آموزش طراحی صنعتی در Solidworks

هر دو سبک مزایای منحصر به فرد خود را دارند. به عنوان مثال، ماشین های سبک ترونیون حجم کار بیشتری را ارائه می دهند، زیرا نیازی به جبران فضای ایجاد شده توسط دوک نیست.
از طرف دیگر، ماشین های سبک اسویول می توانند از قطعات سنگین تری پشتیبانی کنند، زیرا جدول همیشه افقی است.

به چه تعداد محور نیاز دارید؟

شما ممکن است سیستم های ماشینکاری را بیابید که دارای هفت، نه یا حتی یازده محور باشند. اگرچه ممکن است بسیاری از محورهای اضافی برای تصور دشوار به نظر برسد ، توضیح در مورد چنین هندسه های حیرت انگیز در واقع بسیار ساده است.
مایک فین، مدیر مهندسی برنامه های کاربردی صنعتی در Mazak America گفت: “وقتی با ماشین هایی برخورد می کنید که می گویند بیش از یک دوک چرخشی دارند، بنابراین محورهای بیشتری دارید.”
“به عنوان مثال، ما ماشین آلات با دوک دوم و برج های پایین داریم. در آن ماشین ها ، محورهای مختلفی خواهید داشت: برجک بالا دارای 4 محور و برجک پایین دارای 2 محور است، سپس دوک های مخالف دارید که دارای 2 محور است. فین میگوید: این ماشین ها می توانند حداکثر 9 محور داشته باشند. “

دستگاه سی ان سی 9 محوره

وید اندرسون ، مدیر فروش ویژه محصولات در Okuma America ، افزود: “قطعاتی که در حال ساخت آن هستید هنوز هم قطعات 5 محوره هستند.”
“یک جزء مانند یک شیر هوافضا ممکن است در مرکز عمودی MU-5000 ما ایجاد شود، که یک دستگاه 5 محوره است. یا ما می توانیم آن قسمت را روی یک دستگاه چند محوره انجام دهیم که دارای دو محور B دوار و دوک دوقلو برای دو محور C به علاوه X ،Y و Z باشد. یک برجک پایین نیز وجود دارد که یک X و Z دوم به شما می دهد. آندرسون میگوید: بنابراین، محورهای بیشتری به شما می دهد ، اما این قسمت همان هندسه را دارد. “

در همین رابطه بخوانید »   آشنایی با استاندارد ها و قوانین نقشه کشی در مهندسی برق

بنابراین به چه تعداد محور نیاز دارید؟

همانطور که غالباً در ساخت اتفاق می افتد، جواب این سوال به کاربرد خاص شما بستگی دارد. فین مثال زیر را آورده است:
پره توربین یک سطح آزاد است و می تواند نسبتاً پیچیده باشد. کارآمدترین روش برای به ساخت یک پره از طریق ماشینکاری، استفاده از 5 محور، گرفتن ابزار در یک مارپیچ در اطراف ایرفویل پره است. اگر پره را به موقعیت خود قرار دهید می توانید از ماشین 3 محور استفاده کنید و سپس از سه محور خطی برای ماشینکاری سطح استفاده کنید ، اما این به طور معمول کارآمدترین روش نیست.
اندرسون موافق است: “هندسه قطعه به شما می گوید که شما به پیکربندی 3، 4 یا 5 محور نیاز دارید.”

با این حال ، به یاد داشته باشید که تعداد محورهای مورد نیاز شما به بیش از یک قسمت قطعه بستگی دارد.
اندرسون می گوید: “این بخش اعظم قطعه است که آن را دیکته خواهد کرد ، اما آنچه مشتری و بازار از شما میخواهد نیز حائز اهمیت است. “

نکته دیگر که باید در نظر بگیرید ابعاد کلی کار است. “حداکثر اندازه ای که می توانید در دستگاه قرار دهید و هنوز هم تغییرات ابزار و انتقال قطعات را انجام دهید چیست؟ این به عبارت دیگر فهم قابلیت های دستگاه و کاری که می تواند و نمی تواند انجام دهد، است.

چرا از ماشینکاری 5 محوره استفاده کنیم؟

تلاش برای تصمیم گیری بین ماشینکاری 3 محور و ماشینکاری 5 محور، کمی شبیه تلاش برای تصمیم گیری بین داشتن یک تویوتا کمری یا فورد موستانگ  است. اگر هزینه تنها نگرانی شماست، بدیهی است که گزینه اول راه پیش رو به دست می آید. با این حال، در هنگام مقایسه 5 محور و 3 + 2 محور، معضل بسیار پیچیده تر می شود.

۵ محور و ۲+۳ محور

مهم است که بین ماشینکاری 5-محور و ماشینکاری 3 + 2 محور تمایز قائل شویم. اولی که به آن ماشینکاری 5 محوره مداوم یا همزمان گفته می شود – شامل تنظیم مداوم ابزار برش در هر پنج محور می باشد تا نوک آن به طور عمود بر قطعه حفظ شود. در مقابل، دومی – که به آن ماشینکاری 5-محور 5-طرفه یا موقعیتی نیز گفته می شود – شامل اجرای یک برنامه 3 محوره با ابزار برش قفل شده در زاویه ای است که توسط دو محور چرخشی مشخص شده است. ماشینکاری که شامل تغییر جهت دهی نوار ابزار در امتداد محورهای چرخشی بین برش ها باشد، “نمایه 5 محوره” نامیده می شود ، اگرچه هنوز 3 + 2 به حساب می آید.
مزیت اصلی ماشینکاری 5 محوره پیوسته بر 5-محور ایندکس سرعت است ، زیرا دومی نیاز به توقف و شروع بین هر تغییر مکان مجدد ابزار دارد در حالی که اولی چنین نیست.

همچنین شایان ذکر است که با استفاده از مزیت سرعت، قطعات متحرک بیشتری به وجود می آید، که منجر به افزایش ساییدگی و پارگی و همچنین نیاز بیشتر به تشخیص تصادف می شود. این یکی از دلایلی است که ماشینکاری مداوم با 5 محور از دیدگاه برنامه نویسی مشکل تر است.

۵ محوره

اهمیت کنترل و نرم افزارهای 5 محور:

اگرچه داشتن یک ماشینکار با مجموعه مهارت های مناسب سهم عمده ای در به حداکثر رساندن قابلیت های دستگاه 5 محور دارد، اما کنترل و نرم افزار دستگاه به همان اندازه مهم است.
هنگامی که شما ماشینکاری 5 محوره با سرعت بالا انجام می دهید، سروو درایو روی دستگاه و زمان پاسخگویی بسیار مهم است تا از کم کاری یا عملکرد بیش از اندازه هنگام ماشینکاری جلوگیری کند. کنترلر موجود در دستگاه باید قادر باشد داده ها را به سرعت سریع پردازش کند تا مسیر ابزار یک حرکت خوب، یکدست و یکنواخت باشد. شما حرکات تند و تیز که می تواند باعث بی نظمی شود را نمی خواهید.

به همین ترتیب، نرم افزاری که برنامه های 5 محور را ایجاد می کند باید کد خوبی را داشته باشد تا دستگاه بتواند در آن سطح صاف حرکت کند. انتخاب بسته CAD / CAM مناسب برای رسیدن به بیشترین استفاده از دستگاه شما ضروری است. اگر شما فقط یک ابزارک کوچک آلومینیومی برای یک قطعه ریخته گری قالب یک شرکت خودرو سازی درست می کنید و تمام کاری که انجام می دهید حفاری چند سوراخ در مورد موتور است، این یک داستان کاملاً متفاوت است.

جلوگیری از برخورد در ماشینکاری 5 محور:

هنگامی که صحبت از ایجاد ابزارهای 5 محوره می شود، معمولاً بین دویدن با سرعت بالاتر و به حداقل رساندن خطر تصادف، یک تعادل برقرار است. خوشبختانه امروزه تعدادی ابزار نرم افزاری در بازار وجود دارد که می تواند به از بین بردن آن کمک کند. با استفاده از نرم افزار جلوگیری از برخورد، می توانید یک مدل سه بعدی از قسمت ها و ابزارها را بارگیری کنید، و برنامه از هر حرکتی که ابزار ایجاد می کند جلوتر می رود تا ببیند آیا قرار است برخوردی پیش بیاید یا خیر. مشروط بر اینکه وسایل شما به درستی مدل شود، نرم افزار قبل از اینکه برخورد اتفاق بیفتد تشخیص می دهد.

سنجش ابزار 5-محور:

ماشینکاری 5 محوره مزایای قابل توجهی از جمله کاهش زمان، افزایش بهره وری و بهبود عمر ابزار را ارائه می دهد. درک این نکته مهم است که دستیابی به این مزایا تنها به خرید آخرین سیستم ماشینکاری 5 محوره محدود نمیشود. تسلط بر 5 محور مستلزم در نظر گرفتن تعداد زیادی از عوامل است. وقتی به مشکلاتی که مشتریان دارند نگاه می کنید، می بینید که آن ها به ندرت مربوط به بخش ماشینکاری است. به طور معمول، مشکلی که آنها را عقب نگه می دارد چیزی غیر از ساخت تراشه است.
این مقاله تنها به سطوح اولیه ماشینکاری 5 محوره اشاره داشته است. برای نگاهی عمیق به سایر جنبه های 5 محوره، در مورد سایر موضوعات مهم زیر هم تحقیقات کامل داشته باشید:
انتخاب ابزار
خنک کردن
ابزار نگهدارنده
بارگیری پالت
اندازه گیری درون ماشین
برای اطلاعات بیشتر در مورد 5 محور، به وب سایت های DMG MORI ، Hurco ، Mazak و Okuma مراجعه کنید.

آموزش CNC را از کجا شروع کنیم؟

اگر شما هم قصد دارید به دنیای بزرگ ماشینکاری با دستگاه های CNC وارد شوید، باید ابتدا مهم ترین نرم افزار این صنعت را فرا بگیرید. مانند اکثر نقاط جهان، در کشور ما نیز از نرم افزار پاورمیل برای ماشینکاری CNC از 2.5 تا 5 محور استفاده می شود. یکی از کاربردی ترین آموزش ها به زبان فارسی توسط مهندس علی ایمانی از مدرسان و قطعه سازان قدیمی ایران خودرو برای شرکت مهندس یار تالیف شده است. برای ورود به صفحه این آموزش می توانید از لینک زیر استفاده نمایید:

آموزش پاورمیل

برچسب ها:

نظرات

1 نظر در مورد همه چیز در مورد ماشینکاری CNC پنج محور

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *