Mecanizado de 5 Ejes: Beneficios Clave frente a Sistemas de 3 y 4 Ejes

¿Qué es el Mecanizado de 5 Ejes?

El mecanizado de 5 ejes es un modo de mecanizado CNC. Los centros de mecanizado que usamos ahora son generalmente de tres ejes y tres vinculados. Tres ejes se refiere a los ejes X, Y y Z. Por supuesto, existen centros de 4 ejes: X, Y, Z y A, donde A es el eje de rotación alrededor de X. El centro de 5 ejes se refiere al eje B además de X, Y, Z, donde B es un eje de rotación alrededor de Y. Esta tecnología se usa ampliamente en fabricación de instrumentos de alta precisión como naval, aeroespacial, automotriz, industria ligera y médica.

Los centros de 3 ejes y centros verticales son comúnmente usados en procesamiento de moldes tradicional para completar el fresado de piezas. Con el desarrollo de tecnología de moldes, la fresa de bola usada tradicionalmente tiene beneficios obvios, pero si se aplica en centros verticales, la velocidad en la superficie inferior es cero y el acabado es pobre, por lo que las debilidades del procesamiento tradicional aparecen gradualmente. El mecanizado de 5 ejes puede procesar diferentes lados de la pieza sin cambiar su posición en la máquina, mejorando enormemente la eficiencia de piezas prismáticas.

¿Cuáles son las ventajas del mecanizado de 5 ejes?

1. Reducir Tiempo de Mecanizado

En mecanizado de 5 ejes, se usan fresas de fondo plano para mantener estado vertical de la superficie compleja del molde, reduciendo mucho el tiempo. El principio también es adecuado para fresado lateral con superficies inclinadas, eliminando líneas estriadas causadas por fresa de bola, mejorando calidad superficial del molde, y reduciendo carga de trabajo de limpieza manual y fresado manual.

2. Mejorar Precisión de Mecanizado

La tecnología de 5 ejes resuelve el problema de que la pieza necesite reposicionarse en ángulos complejos y depurarse múltiples veces, lo que no solo acorta el tiempo, sino que reduce enormemente el error generado. El costo de utillaje requerido al instalar la pieza también se ha ahorrado, y la máquina ha logrado procesamiento de piezas complejas, como taladrado, procesamiento cónico y cavidades requeridas para superficies complejas, imposibles con métodos tradicionales.

3. Alta Eficiencia de Producción

El centro de 5 ejes puede reducir eficazmente el tiempo de mecanizado y auxiliar de las piezas. Tiene gran rango de velocidad de husillo y avance, permitiendo corte potente con gran cantidad de corte. Está entrando en era de mecanizado de alta velocidad; el movimiento rápido y posicionamiento de partes móviles y corte de alta velocidad han reducido el tiempo de respuesta entre semielaborados y mejorado eficiencia.

¿Cuál es el Rol del Mecanizado de 5 Ejes en el Mecanizado de Moldes?

1. Mecanizado de Moldes de Cavidad Profunda

Si se usa centro de 3 ejes para moldes de cavidad profunda, hay que alargar portaherramientas y herramienta. Con centro de 5 ejes para cavidades profundas y empinadas, la rotación y oscilación adicional de la pieza o cabezal puede acortar apropiadamente la longitud de la herramienta, previniendo colisión entre herramienta/portaherramientas y pared de cavidad, reduciendo vibración y daño, extendiendo vida de herramienta, y mejorando calidad superficial y eficiencia.

2. Mecanizado de Paredes Laterales del Molde

Para paredes laterales, la longitud de herramienta de centro de 3 ejes es mayor que la profundidad, y se determina por esta. Si se aumenta longitud, la resistencia se reduce significativamente. Ocurrirá fenómeno de duplicación del diámetro, y calidad será difícil de garantizar. Con centro de 5 ejes, la oscilación del husillo o pieza puede hacer que herramienta y pared aparezcan verticales. Al fresar pared lateral, se puede usar fresa plana para mejorar calidad y extender vida de herramienta.

3. Mecanizado de Superficie Plana del Molde

Al mecanizar superficie plana, el centro de 3 ejes necesita fresa de bola para acabado y buena calidad. Hay que aumentar trayectoria, pero la velocidad de rotación central es casi cero. El daño a la herramienta es mayor, vida se acorta, y calidad superficial empeora. El centro de 5 ejes coloca la herramienta en ángulo sobre la pieza y la procesa. Esto aumenta la velocidad lineal relativa entre pieza y fresa de bola, mejorando vida de herramienta y calidad superficial.

4. Procesamiento de Superficie Irregular del Molde

Para moldes con superficies curvas irregulares, se hacía con centro de 3 ejes. La dirección de corte se mueve a lo largo de toda la trayectoria, sin cambiar. En ese momento, el estado de corte de la punta no puede garantizar calidad perfecta en cada parte. Moldes con cambios frecuentes de curvatura y surcos profundos pueden procesarse con centro de 5 ejes. La herramienta siempre optimiza el estado de corte, y puede maximizar la dirección de toda la trayectoria, moviéndose también en línea recta, haciendo cada parte más perfecta.

5. Mecanizado de Diferentes Formas Geométricas de Moldes

Al usar centro de 5 ejes para molde con superficie curva 3D, el corte siempre está protegido en mejor estado. El ángulo de la herramienta puede cambiarse en cualquier área para completar el procesamiento geométrico.

6. Mecanizado de Orificios Inclinados en Superficie Inclinada del Molde

Al procesar orificio inclinado en superficie inclinada, el centro de 5 ejes puede colocar el husillo en el lado vertical de la superficie mediante movimiento oscilante de cabezal oscilante, y posicionarlo en posición precisa. Para procesar orificios oblicuos con precisión, se necesitan al menos dos movimientos de interpolación de ejes lineales, y la precisión se reduce significativamente. Con centro de 5 ejes con mesa oscilante, la acción coloca la superficie oblicua perpendicular al husillo mediante mesa oscilante. El procesamiento del orificio de uno de los ejes lineales se completa, mejorando obviamente la precisión.

7. Fresado de Líneas Rectas sin Cambio de Dirección del Molde

Si quiere fresar línea recta sin cambio de dirección, solo dibuje línea en punta de herramienta. Si la dirección cambia, la punta dibuja curva. El cambio de dirección es extremadamente importante usar centro de 5 ejes para compensar la curva. Si el sistema no considera la longitud de herramienta, esta rota alrededor del centro del eje, y la punta no puede fijarse, y probablemente se mueva de la posición actual. Sin embargo, el sistema de 5 ejes tiene función de control de 5 ejes. En operación de moldes, aunque la dirección cambie usando control de 5 ejes, la posición de la punta permanece inalterada. En este proceso, el movimiento de compensación necesario de ejes xyz se calcula automáticamente. La precisión mejora significativamente.

Resumen

En procesamiento de moldes, el centro de 5 ejes evita interferencia de herramienta, y puede procesar piezas complejas difíciles para máquinas de 3 ejes ordinarias. Para moldes de superficie reglada, se puede usar tecnología de fresado lateral de una pasada. Calidad buena y eficiencia alta. Para perfiles 3D, especialmente superficies planas grandes, se puede usar fresa de gran diámetro para acercarse a superficie grande. Número de pasadas reducido, altura residual pequeña, eficiencia y calidad mejoradas eficazmente. Las múltiples superficies espaciales del molde pueden sujetarse una vez para realizar multi-proceso y multi-cara, mejorando eficiencia y precisión de posición mutua.

Cuando se usa centro de 5 ejes para moldes, la herramienta siempre está en el estado de corte más efectivo. En algunos campos, se pueden usar herramientas de gran tamaño para evitar interferencia mutua. Este tipo de herramienta tiene mejor rigidez, mejorando precisión y eficiencia. El centro de 5 ejes es método de alta tecnología. No solo completa tareas de procesamiento mecanizado de piezas complejas, sino que también mejora rápidamente eficiencia y acorta procedimientos.