五軸加工 | 3軸加工中心與5軸加工中心的區(qū)別

　　3軸加工中心與5軸加工中心的區(qū)別

　　我來介紹一下當(dāng)今切削加工技術(shù)中堪稱最新的“5軸加工”。想必設(shè)計、制造機(jī)械零件的人都會聽到過這個詞。5軸加工意思是利用支持5軸加工的加工中心實施的切削加工。這樣的加工中心也通稱為“5軸加工機(jī)”或“5軸加工中心”。

　　通常的加工中心只能在X、Y、Z這三個軸上運動，因此也稱為“3軸加工中心”。相對于此，5軸加工具有如下優(yōu)點：節(jié)省 3軸加工中心花費時間實施的更換工序，能夠縮短工序，能夠?qū)嵤?軸加工中心無法完成的加工。

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　　圖1-1是3軸加工中心和5軸加工中心的內(nèi)部區(qū)域的外觀。3軸加工中心如此前介紹的那樣，由固定工件的工作臺和主軸構(gòu)成。

　　機(jī)械加工中，3軸加工中心和5軸加工中心的外觀比較主軸相對于工作臺能夠在左右方向（X軸）、前后方向（Y軸）、上下方向（Z軸）這三個軸向上移動。立銑刀安裝在主軸上，在旋轉(zhuǎn)的同時，沿三個軸向自由移動，切削工件。如前所述，由此能夠?qū)崿F(xiàn)包括 3D 加工在內(nèi)的各種形狀。

　　5軸加工中心是在X、Y、Z三個軸的基礎(chǔ)上增加了兩個旋轉(zhuǎn)軸的機(jī)構(gòu)。圖 1-1 是典型的搖籃式5軸加工中心的結(jié)構(gòu)。工作臺可在兩個軸的旋轉(zhuǎn)方向上自由傾斜：繞X軸旋轉(zhuǎn)方向（A軸）和繞Z軸旋轉(zhuǎn)方向（C軸）。由于繞A軸旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)像搖籃一樣運動，所以名稱為搖籃。

　　此外，還有在主軸側(cè)附加單軸旋轉(zhuǎn)功能或在主軸附加2軸旋轉(zhuǎn)功能的情況（所謂的5面加工中心）。5軸加工中心有了這樣的機(jī)構(gòu)，究竟能做什么呢？我們來看一下具體動作的示意圖吧。參見圖1-2。

　　首先，如（1）所示，如果將工件直接放置在工作臺上進(jìn)行加工，則上表面與主軸正對。正好是能夠切削涂紅的表面的范圍。如果在該狀態(tài)下將 A 軸傾斜 90 度，則成為(2)的狀態(tài)。在(1)的狀態(tài)下無法切削的面與主軸正對而能夠切削。

　　進(jìn)而，如果將 C 軸傾斜 90 度，則成為(3)的狀態(tài)，能夠加工下一個表面。如果在該狀態(tài)下繼續(xù)旋轉(zhuǎn) C 軸，則可以連續(xù)不斷地加工其他面。也就是說，只要安裝上工件，就能在該狀態(tài)下對除了底面之外的所有面進(jìn)行加工。由此能夠省略更換工序，有望因縮短工序而縮短加工時間，提高加工精度。

　　當(dāng)然，5軸加工中心可以旋轉(zhuǎn)的不僅是圖1-2那樣的90度。A軸和C軸均能設(shè)置為任意的角度，A軸和C軸能夠單獨旋轉(zhuǎn)。此外，A 軸、C 軸和 X、Y、Z 五個軸可以同時動態(tài)運動。

　　通常的5軸加工中心的使用方法是將A軸和C軸傾斜一定角度進(jìn)行加工→傾斜到下一個角度進(jìn)行加工，移動主軸時會事先停止旋轉(zhuǎn)軸。這種加工方法稱為“固定5軸加工”或“分度5 軸加工”。

　　相對于此，同時移動包括旋轉(zhuǎn)軸在內(nèi)的所有軸的加工方法稱為“5軸聯(lián)動加工”。所謂葉輪等就是只能進(jìn)行5軸聯(lián)動加工的形狀。

　　此外，5軸加工中心還有C軸高速旋轉(zhuǎn)、具備能夠像車床那樣進(jìn)行車削加工的功能的機(jī)型。

　　機(jī)械加工中，5軸加工中心的特征