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大隈五轴机床 | 什么是5轴CNC机床以及它是如何工作的?

发布时间:2023-11-11浏览次数:46

  大隈五轴机床 | 什么是5轴CNC机床以及它是如何工作的?

  

  对于20世纪初的机械师来说,制造零件和结构将是多么具有挑战性。当时他们可用的最好的机床是凿子、锤子和手动车床。但在1952年Richard Kegg开发出第一台计算机数控(CNC)机器后,一切都发生了变化。

  

  从那时起,CNC加工技术不断进步,从简单的用打孔卡控制的三轴机床发展到更复杂的五轴数控机床。

  

  5轴CNC机床是一种加工技术,可为您制造的零件尺寸和形状提供无限的可能性。它具有高精度和高精度,深受顶级机械工厂的信赖,可以制造您提出的几乎任何设计。

  

  在本文中,我们将介绍5轴CNC机床的基础知识。我们将首先解释什么是5轴数控机床及其工作原理,然后讨论它相对于传统类型数控机床的优势。

  

  什么是五轴CNC机床?

  

  为了帮助理解什么是5轴机床,我们首先解释一下CNC加工中轴数的含义。

  

  加工轴数描述了CNC切削刀具(或工件)可以移动以生产所需加工零件的方向数。例如,传统的CNC机床通常具有三轴计数,这意味着它们的切削刀具可以跨X、Y和Z轴移动-在X轴上横向移动,在Y轴上垂直移动,在Y轴上前后移动。Z轴(见图1)。

  

  5轴CNC加工

  

  5轴CNC机床在这三个线性轴的基础上还能够倾斜(和旋转)固定工件的工作台,如图1所示。这两个新的旋转轴通常称为A轴(或倾斜工作台)轴)和C轴(或工作台旋转轴);它们允许您加工比3轴CNC机床更复杂的几何形状。

  

  5轴CNC机床如何工作?

  

  与其他CNC机床一样,5轴数控机床依靠计算机指令来控制切削刀具(和工件)的运动来制造所需的零件。

  

  5轴CNC加工流程首先由设计人员使用SolidWorks和Autodesk Inventor等CAD工具创建所需零件的3D CAD(计算机辅助设计)模型。接下来,机械师将此CAD模型导出到CAM(计算机辅助制造)软件中,该软件将绘图转换为计算机程序(也称为G代码)。

  

  G代码包含控制刀具沿线性轴(X、Y和Z轴)运动以及工作台沿旋转轴(A和C轴)运动以生产所需零件的指令集。

  

  5轴–它从哪里来

  

  这一切都归功于法国哲学家和数学家笛卡尔。这个故事和牛顿的苹果一很相似。有一天,笛卡尔躺在床上,发现一只苍蝇。当他看到它时,他意识到他可以使用三个数字来描述它在房间中的位置,这三个数字由变量X、Y和Z表示——我们现在称之为笛卡尔坐标系,尽管现在仍然在使用它。事实上,笛卡尔去世已经过去了300多年。

  

  现在,您可能想知道另外两个来自哪里。除了描述苍蝇在空间中的位置之外,还可以描述它的方向。因此,围绕X滚动的苍蝇将是第四轴,而第五轴将是围绕Y旋转的苍蝇。有些人还认为还有第六轴,围绕Z轴旋转。

  

  5轴–可能的配置

  

  您为5轴CNC铣床选择的配置决定了将使用三个旋转轴中的哪一个。有两种主要配置-耳轴式机器和旋转式机器。

  

  耳轴式五轴数控铣床采用A轴绕X轴旋转,C轴绕Z轴旋转,而回转式五轴数控铣床采用B轴轴绕Y轴旋转,C轴绕Z轴旋转。

  

  两者之间的主要区别在于旋转轴的表达方式——在耳轴式中,它是通过工作台的运动来实现的,而在五轴数控铣床的旋转旋转式中,它是通过工作台的运动来实现的。主轴的旋转。两者都有各自的优点,所以使用哪一种主要取决于需要做什么。

  

  5轴CNC加工

  

  五轴数控机床的优点是什么?

  

  超过一半的CNC生产零件需要五面加工,这就是为什么越来越多的制造商决定将其纳入其服务中。此外,与3轴加工等相比,5轴CNC加工具有许多优势,例如:

  

  1、单一设置

  

  由于五轴数控机床具有五个轴,因此您可以一次设置工件;然后,机器会处理创建您想要的零件所需的每个加工操作。这与传统的3轴机器有很大不同,在传统的3轴机器中,您需要多个机器设置来制造复杂的几何形状。

  

  5轴CNC机床的单一设置特性使您能够快速加工复杂零件,同时降低成本并减少传统CNC机床中普遍存在的错误。

  

  2、更短的切削刀具和更好的表面光洁度

  

  5轴CNC机床的第四轴和第五轴可让您使工件更靠近切削刀具。这意味着您可以使用较短的切削刀具,这些刀具不易受到振动的影响,并且可以实现更好的表面光洁度。

  

  3、更高的精度

  

  由于运动灵活性,5轴CNC机床比3轴机床精确得多,这就是为什么它们不仅可以生产更光滑的零件,而且还可以生产对于3轴机床来说过于复杂的零件。

  

  4、更多业务

  

  5轴CNC加工可用于生产许多3轴加工根本不适合的零件。

  

  虽然使用5轴CNC加工有更多好处,但以下是最重要的好处。

  

  5轴CNC加工常见用途

  

  5轴CNC加工由于其效率和生产复杂形状的能力,可用于生产许多不同行业中使用的零件。以下是最常利用该技术的行业的一些示例:

  

  航空航天——这个行业需要非常精密的机器,因为形状非常复杂和独特。

  

  医疗–5轴CNC加工可以帮助医疗设备制造商生产设备、植入物以及其他需要超高精度制造的设备,以满足严格的医疗保健标准。

  

  军事——另一个使用5轴CNC加工来生产所需零件的行业。一些可能的应用包括潜艇零件、高性能发动机零件、涡轮机和压缩机叶片、智能武器、传感器、隐形应用,在某些情况下还包括核武器。

  

  能源设备——生产能源设备零件通常需要使用难以加工的材料。通过5轴CNC加工,您可以使整个过程变得更简单、更高效。


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