Pětiosé obrábění

Pětiosé obrábění (5osé obrábění, anglicky 5-axis machining) je CNC obrábění, nejčastěji frézování, při kterém se nástroj vůči obrobku pohybuje ve třech lineárních osách X, Y a Z a zároveň se pomocí dvou rotačních os mění vzájemný sklon nástroje a obrobku. Nástroj tak k obrobku může přistoupit téměř z libovolného směru, s výjimkou strany, za kterou je díl upnutý.

Rotační osy mohou být ve stole (otočně sklopný stůl pro menší a střední díly), ve vřetenové hlavě (pro velké a těžké obrobky, které se nemají naklánět), nebo kombinovaně. Pětiosé obrábění nabízejí i soustružnicko-frézovací centra s naklápěcím frézovacím vřetenem.

Rozlišují se dva způsoby práce. Při polohovacím obrábění 3+2 rotační osy natočí obrobek do potřebné polohy, zablokují se a obrábí se tříose. Tak se vyrábí většina prizmatických dílů s prvky na více stranách a se šikmými dírami. Při simultánním pětiosém obrábění se všech pět os pohybuje současně a nástroj plynule sleduje tvarovou plochu. Používá se u lopatek, oběžných kol, forem, implantátů a dalších volných tvarů.

Hlavním přínosem je méně upnutí, a tedy přesnější vzájemná poloha prvků (každé přepnutí na tříosém stroji přidává chybu typicky v řádu setin milimetru), méně přípravků a kratší průběžná doba. Nakloněním nástroje lze použít kratší frézu s menším vyložením, která se méně chvěje a zanechá lepší povrch. Kulová fréza při naklonění navíc neřeže svým středem, kde je řezná rychlost nulová.

Pětiosé obrábění se vyplatí u dílů s prvky na čtyřech nebo pěti stranách, se šikmými dírami a plochami, u dílů s kritickou vzájemnou polohou prvků na různých stranách a u tvarových ploch: formy a elektrody, lopatky, oběžná kola, tvarově optimalizované hliníkové díly nebo prototypy s organickým tvarem. U prototypů a malých sérií často výrobu zlevní, protože odpadá návrh a výroba speciálních upínacích přípravků pro každé upnutí.

Pro jednoduché díly obráběné ze dvou stran (desky, jednoduché držáky) bývá tříosý stroj levnější. Hodinová sazba pětiosého centra je vyšší a programování v CAM náročnější.

Ani pětiosý stroj neobrobí stranu, za kterou je díl upnutý. Díl se proto často obrábí z polotovaru s technologickým přídavkem, například s rybinou pro rybinové upínání, který se po obrobení odřízne a strana se dočistí v druhé operaci. Omezením zůstává i dosah nástroje: hluboké úzké dutiny a podříznutí nevyřeší ani naklonění, pokud do nich nevede přímá cesta pro nástroj i jeho držák. U strojů s otočně sklopným stolem omezuje velikost a hmotnost dílu právě stůl.

Tvarové plochy se dokončují kulovou nebo soudkovou frézou po řádcích a mezi dráhami zůstávají hřebínky. Menší krok znamená lepší povrch, ale delší čas, proto nízkou drsnost předepisujte jen tam, kde ji funkce vyžaduje. Simultánní dráhy vyžadují simulaci celé kinematiky stroje v CAM a zkalibrované rotační osy. V poptávce si ověřte, zda dodavatel nabízí jen polohovací 3+2, nebo skutečně simultánní obrábění, a u složitých tvarů požadujte měření na souřadnicovém měřicím stroji vůči základnám z výkresu.