Alla scoperta del centro di lavoro a 5 assi

La lavorazione di un centro di lavoro a 5 assi è tanto intrigante quanto confusa per molti operatori di officine meccaniche.

Quando qualcuno usa il termine “5 assi”, si riferisce generalmente alla capacità di una macchina utensile di spostare una parte o un utensile su cinque diversi assi CNC contemporaneamente.

I centri di lavoro a 3 assi si spostano in X e Y per quanto riguarda il piano di lavoro e in Z per l’asse mandrino.

I centri di lavoro CNC a 5 assi possono avere due assi rotativi aggiuntivi che consentono all’utensile di lavorare il pezzo sulle 5 facce.

Con una macchina a CNC, ogni officina meccanica non solo potrà ridurre i tempi di setup delle proprie macchine utensili aumentando allo stesso tempo la precisione del lavoro su ogni particolare lavorato, ma di riflesso aumenterà anche la capacità di poter offrire molte più lavorazioni rispetto alle macchine utensili classiche.

Con una macchina CNC a 5 assi, una qualsiasi officina meccanica è in grado di raggiungere i seguenti 6 obiettivi:

Notevole riduzione delle movimentazione del pezzo da realizzare in quanto è possibile ( con una adeguata ingegnerizzazione del processo) realizzarlo anche in un’unica fase.

Di conseguenza avremo:

• Riduzione dei tempi di set up delle macchine utensili
• Riduzione dei tempi di produzione
• Riduzione dei costi di produzione
• Elevata precisione del prodotto finito
• Diversa offerta al mercato uscendo dalle consuete macchine proposte.

L’ABC di un centro di lavoro a 5 assi

È facile immaginare il movimento a 3 assi del centro di lavoro verticale, dove X e Y si spostano sul piano e in Z si sposta il mandrino, dunque, come ottenere più assi?

La risposta è: La rotazione.

X, Y e Z sono assi lineari, mentre A, B e C sono assi di rotazione.

La A ruota attorno alla X, la B ruota attorno alla Y e la C ruota attorno alla Z.

Per capire meglio, fai un segno di “pollice in su” con la mano destra, quindi punta il pollice nella direzione della corsa positiva di l’asse X.

Pensa al tuo pollice come la X e le tue quattro dita piegate come la A. La direzione in cui puntano le tue quattro dita rappresenta anche la direzione di rotazione positiva. Questa “regola pratica” si applica anche a Y/B e Z/C.

Le frese e le fresatrici a cinque assi saranno in genere XYZAC o XYZBC.

Ci sono un paio di modi diversi per ottenere queste rotazioni.

Alcune macchine ruoteranno il mandrino, spesso formando l’asse B e ruoteranno anche un piatto sul tavolo per formare l’asse C.

Come utilizzare al meglio un centro di lavoro a 5 assi?

Esistono due modi per utilizzare un centro di lavoro a cinque assi.

A un livello più elementare, vengono utilizzati solo per l’indicizzazione di posizione.

Ciò significa che si spostano gli assi di rotazione (A e C per i nostri scopi) su una combinazione di angoli per presentare una particolare faccia del grezzo alla fresa in modo che possa quindi eseguire il lavoro su tre assi su quella faccia.

Pensa a un cubo che viene ruotato per presentare la faccia successiva fino a quando non viene eseguita tutta la lavorazione.

Il lavoro simultaneo di un controllo numerico a 5 assi è ciò che è davvero impressionante da guardare.

Questo comporta che la macchina utensile muova uno o più assi di rotazione mentre sposta uno o più assi lineari per ottenere una geometria complessa che non sarebbe altrimenti realizzabile con una macchina a 3 assi, come una girante.

Pro e contro dei centri di lavoro a 5 assi

Cominciamo con i lati negativi dei CNC a 5 assi.

Poiché si aggiungono ulteriori meccanismi al mix, vengono aggiunte ovviamente ulteriori sollecitazioni, contraccolpi, ecc.

Ogni meccanismo meccanico ha una certa quantità di giochi necessari al movimento stesso, quindi più ne aggiungi più giochi si accumulano l’una sull’altro e si sommano.

Su un centro di lavoro CNC, questo non è significativo, quando la macchina utensile è di qualità ma è reale quando si sposta il focus sul prezzo.

Infine, il lavoro a cinque assi è intrinsecamente più fantasioso di un lavoro a tre assi.

Con una preventiva ingegnerizzazione ai sistemi CAM, il lavoro può dare il giusto valore al vostro talento e tirar furi il risultato con un unico piazzamento.

Allora perché vorresti un centro di lavoro a 5 assi per la tua officina meccanica?

Innanzitutto, alcune forme non sono ragionevolmente lavorabili su una macchina utensile a tre assi.

Altre parti potrebbero essere eseguite su una macchina a 3 assi ruotando manualmente il particolare da lavorare, ma verrebbero eseguite molto più velocemente con meno tempo di piazzamento su un centro di lavoro a 5 assi.

Immagina un pezzo a forma di cubo.

Essendo un cubo, ha sei lati.

Supponiamo inoltre che sia necessario eseguire lavorazioni su tutti e 6 i lati di questo cubo e che sia necessario smussare tutti i bordi.

Con una macchina utensile a 3 assi, dovresti lavorare la prima faccia con la tua fresa, quindi passare alla smussatura dei bordi.

Dovresti quindi sbloccare il materiale, ruotarlo per presentare la prossima faccia non lavorata all’asse Z, riallineare tutto esattamente (questo richiede molta attenzione), quindi rimontarlo.

Dovresti farlo 6 volte per lavorare tutte le facce.

Con una macchina utensile a 5 assi, è possibile lavorare 5 dei 6 lati e smussare 8 dei 12 bordi con una configurazione utilizzando la stessa fresa piatta poiché la macchina può muoversi in modo da presentare tutto tranne la faccia inferiore del cubo alla fresa.

Quindi, in questo esempio, con un centro di lavoro a 3 assi avresti 6 setup e dovresti fare un totale di 7 cambi utensile per finire la parte.

Con un CNC a 5 assi, puoi farlo con 2 setup e nessun cambio utensile!

Mettendo il cubo sul piatto, lavorerai 5 dei lati e sarai in grado di ruotare la macchina per smussare 8 dei 12 bordi con la fresa piatta.

Da lì avresti capovolto la parte e lavorato il lato rimanente e smussato i restanti quattro bordi. Enorme risparmio di tempo!

In parole povere, una macchina CNC a cinque assi può eseguire cerchi intorno a una macchina a tre assi su determinati tipi di lavoro.

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