¿Qué es una máquina CNC de 5 ejes y cómo funciona?

Tómese un momento para imaginar lo desafiante que hubiera sido para los maquinistas a principios del siglo XX fabricar piezas y estructuras. Las mejores máquinas herramienta disponibles para ellos en ese momento eran el cincel, el martillo y el torno manual. Pero todo cambió después de que Richard Kegg desarrollara la primera máquina de control numérico por computadora (CNC) en 1952.

Y desde entonces, la tecnología de mecanizado CNC ha seguido avanzando, evolucionando de una mera máquina simple de tres ejes controlada con tarjetas perforadas a una máquina CNC de 5 ejes más sofisticada.

Una máquina CNC de 5 ejes es una tecnología de mecanizado que brinda infinitas posibilidades en cuanto al tamaño y la forma de las piezas que puede fabricar. Ofrece alta exactitud y precisión, y los talleres mecánicos de primer nivel confían en gran medida en él para fabricar prácticamente cualquier diseño que se le ocurra.

En este artículo, cubriremos los conceptos básicos de las máquinas CNC de 5 ejes. Comenzaremos explicando qué es una máquina CNC de 5 ejes y cómo funciona antes de discutir sus ventajas sobre los tipos convencionales de máquinas CNC.

¿Qué es una máquina CNC de 5 ejes?

Para ayudar a comprender qué es una máquina de 5 ejes, comencemos explicando qué significa un recuento de ejes en el mecanizado CNC.

El recuento de ejes de mecanizado describe el número de direcciones en las que la herramienta de corte CNC (o la pieza de trabajo) puede moverse para producir la pieza mecanizada deseada. Por ejemplo, las máquinas CNC convencionales generalmente tienen un conteo de tres ejes, lo que significa que su herramienta de corte puede moverse a lo largo de los ejes X, Y y Z:lateralmente en el eje X, vertical en el eje Y y hacia adelante y hacia atrás en el eje. Eje Z (ver Figura 1).

Una máquina CNC de 5 ejes se suma a estos tres ejes lineales al poder también inclinar (y rotar) la mesa que sostiene la pieza de trabajo, como se muestra en la Figura 1. Estos dos nuevos ejes de rotación generalmente se denominan eje A (o mesa basculante). eje) y el eje C (o eje de rotación de la mesa); le permiten mecanizar geometrías más complejas que las máquinas CNC de 3 ejes.

Fig. 1 Los cinco ejes de una fresadora CNC típica de 5 ejes

¿Cómo funciona una máquina CNC de 5 ejes?

Como cualquier otra máquina CNC, una máquina CNC de 5 ejes se basa en instrucciones de computadora para controlar el movimiento de la herramienta de corte (y la pieza de trabajo) para fabricar la pieza deseada.

El proceso de mecanizado CNC de 5 ejes comienza cuando el diseñador crea un modelo CAD (diseño asistido por computadora) en 3D de la pieza deseada utilizando herramientas CAD como SolidWorks y Autodesk Inventor. Luego, el maquinista exporta este modelo CAD a un software CAM (fabricación asistida por computadora), que convierte el dibujo en un programa de computadora (también llamado código G).

El código G contiene conjuntos de instrucciones que controlan el movimiento de las herramientas de corte a lo largo de los ejes lineales (ejes X, Y y Z) y el movimiento de la mesa de trabajo a lo largo de los ejes giratorios (ejes A y C) para producir las piezas deseadas. .

5 ejes:de dónde proceden

Todo se reduce a René Descartes, quien fue un filósofo y matemático francés. La historia es muy similar a la de la manzana de Newton. Un día, Descartes estaba acostado en la cama cuando notó una mosca. Al mirarlo, se dio cuenta de que podía describir su posición en la habitación usando tres números, representados por las variables X, Y y Z, algo que ahora llamamos el sistema de coordenadas cartesianas y que todavía está en uso a pesar de la hecho de que han pasado más de 300 años desde la muerte de Descartes.

Ahora, quizás te preguntes de dónde vienen los otros dos. Además de describir la posición de la mosca en el espacio, también es posible describir su orientación. Entonces, la mosca que rueda alrededor de X sería el cuarto eje, mientras que el quinto eje sería la mosca que gira alrededor de Y. Algunos también argumentan que hay un sexto eje que gira alrededor del eje Z.

5 ejes:posibles configuraciones

La configuración que elija para la fresadora CNC de 5 ejes determina cuál de los tres ejes de rotación se utilizará. Hay dos configuraciones principales:una máquina de estilo muñón y una máquina de estilo de rotación giratoria.

La fresadora CNC de 5 ejes estilo muñón utiliza el eje A girando sobre el eje X y el eje C girando sobre el eje Z, mientras que la fresadora CNC de 5 ejes con giro giratorio utiliza el eje B eje que gira sobre el eje Y y el eje C que gira sobre el eje Z.

La principal diferencia entre los dos es la forma en que se expresan los ejes giratorios:en el estilo de muñón, ocurre a través del movimiento de la mesa, mientras que en el estilo de rotación giratoria de la fresadora CNC de 5 ejes, se realiza a través del movimiento de la mesa. giro del husillo. Ambos tienen sus propias ventajas, por lo que cuál se utilizará depende principalmente de lo que se necesite hacer.

¿Cuáles son las ventajas de las máquinas CNC de 5 ejes?

Más de la mitad de las piezas producidas con CNC requieren un mecanizado de cinco caras, por lo que cada vez más fabricantes deciden incluirlo en sus servicios. Además, el mecanizado CNC de 5 ejes ofrece muchos beneficios en comparación con, por ejemplo, el mecanizado de 3 ejes, como:

Ventaja #1 Configuración única

Debido a sus cinco ejes, las máquinas CNC de 5 ejes le permiten configurar su pieza de trabajo una vez; Luego, la máquina maneja todas las operaciones de mecanizado necesarias para crear la pieza deseada. Esto es bastante diferente de las máquinas convencionales de 3 ejes, en las que necesitaría varias configuraciones de máquina para fabricar una geometría compleja.

La naturaleza de configuración única de las máquinas CNC de 5 ejes le permite mecanizar piezas complejas rápidamente mientras reduce los costos y mitiga los errores que prevalecen en las máquinas CNC convencionales.

Ventaja #2 Herramientas de corte más cortas y mejores acabados superficiales

Los ejes cuarto y quinto de las máquinas CNC de 5 ejes le permiten acercar la pieza de trabajo a la herramienta de corte. Esto significa que puede utilizar herramientas de corte más cortas, que son menos susceptibles a las vibraciones y le permiten lograr mejores acabados superficiales.

Ventaja #3 Mejor precisión

Debido a la flexibilidad de movimiento, las máquinas CNC de 5 ejes son mucho más precisas que las máquinas de 3 ejes, por lo que no solo producen piezas más suaves, sino que también pueden producir piezas que serían demasiado complejas para una máquina de 3 ejes.

Ventaja #4 Más negocio

El mecanizado CNC de 5 ejes se puede utilizar en la producción de muchas piezas para las que el mecanizado de 3 ejes simplemente no es adecuado.

Si bien existen más beneficios asociados con el uso del mecanizado CNC de 5 ejes, estos son los más importantes.

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Mecanizado CNC de 5 ejes:usos comunes

El mecanizado CNC de 5 ejes se puede utilizar para producir piezas utilizadas en muchas industrias diferentes debido a su eficiencia y la capacidad de producir formas complejas. Estos son algunos ejemplos de industrias que más comúnmente aprovechan esta tecnología:

• Aeroespacial – esta industria requiere una máquina muy precisa, ya que las formas son muy complejas y únicas.
• Médico – El mecanizado CNC de 5 ejes puede ayudar a los fabricantes de equipos médicos en la producción de dispositivos, implantes y otros equipos que deben fabricarse con mayor precisión para cumplir con los estándares de atención médica que tienden a ser rigurosos (con razón). .
• Militar – otra industria que utiliza mecanizado CNC de 5 ejes para producir las piezas necesarias. Algunas de las posibles aplicaciones incluyen piezas de submarinos, piezas de motores de alto rendimiento, álabes de turbinas y compresores, armas inteligentes, sensores, aplicaciones furtivas y, en algunos casos, armas nucleares.
• Equipos de energía – la producción de piezas para equipos energéticos a menudo requiere el uso de materiales con los que es difícil trabajar. Con el mecanizado CNC de 5 ejes, puede hacer que todo el proceso sea más fácil y eficiente.

Mecanizado CNC de 5 ejes:Gensun puede ayudar

Ahora que sabe al menos algo sobre el mecanizado CNC de 5 ejes, puede proceder a fabricar prácticamente cualquier diseño que se le ocurra utilizando máquinas CNC de 5 ejes, ¿verdad? ¡Absolutamente no!

Sin duda, las máquinas CNC de 5 ejes simplifican la fabricación de piezas complejas. Sin embargo, no vale la pena crear todos los diseños usando máquinas de 5 ejes. Por ejemplo, es mejor que fabrique orificios, recortes y cavidades de alta precisión con máquinas CNC de 3 o 4 ejes. Es por eso que siempre recomendamos que hable con un experto en mecanizado CNC antes de dar el paso con la fabricación.

Gensun Precision Machining es un proveedor de servicios de mecanizado CNC de primer nivel en Asia y el mundo. No solo contamos con ingenieros y expertos en mecanizado CNC, sino que también contamos con una amplia gama de tecnologías avanzadas de mecanizado CNC, incluidas máquinas CNC de 3, 4 y 5 ejes.

Cuéntenos sobre su proyecto, para que podamos ayudarlo a determinar qué tecnología de mecanizado se adapta mejor a sus necesidades.