五軸對外加工 | 什么是五軸加工,它有哪些優(yōu)勢和劣勢?
一、什么是軸
軸是一種使工件、刀具旋轉(zhuǎn)或移動的機械零件。其中主軸帶到工件或刀具旋轉(zhuǎn),進給軸負責工件和刀具的位移。
最常見的就是三軸,X軸、Y軸和Z軸,可以實現(xiàn)上下、左右、前后6個方向的移動。
近年來,為了滿足加工復雜形狀和減少加工時間的需要,多軸機床快速發(fā)展,比如五軸機床。它在三個線性軸的基礎(chǔ)上增加了兩個旋轉(zhuǎn)軸,即B軸和C軸。
二、聯(lián)動加工和分度加工
使用五軸機床加工工件通常被簡稱為五軸加工,可以分為兩種加工類型:五軸聯(lián)動加工和五軸分度加工。
01.五軸聯(lián)動加工
X、Y、Z、B和C軸可同時移動加工。
02.五軸分度加工
機床提前在B軸或C軸上進行傾斜或旋轉(zhuǎn)定位,再用用3個軸(X、Y和Z)和B或C軸同時進行4軸加工。
三、不同軸的運動方向
五軸加工的機床大致分為三種類型:工作臺型、主軸型和混合型。每種類型在結(jié)構(gòu)、軸的定位上有所不同。
不過一般軸的運動方向大致如下:
X-軸:刀具主軸垂直方向
Y軸:刀具主軸前后方向
Z軸:刀具主軸左右方向
B-軸:刀具主軸沿其旋轉(zhuǎn)
C軸:刀具主軸沿其旋轉(zhuǎn)
在一些多軸設(shè)備中,還會有B2輔助軸,但不屬于第6個軸。
四、5軸加工的優(yōu)勢
01.可以加工光滑的曲面和復雜的形狀
在加工光滑的表面和復雜的形狀時需要旋轉(zhuǎn)和傾斜運動,五軸聯(lián)動可以快速實現(xiàn)。
02.更少的安裝
在三軸加工時,當需要加工的表面發(fā)生變化時,需要重新安裝工件、工具和夾具。而在五軸加工時,增加了旋轉(zhuǎn)和傾斜運動,可以實現(xiàn)連續(xù)加工,而無需更換加工面。
03.穩(wěn)定的精度和質(zhì)量
工件、夾具或刀具的安裝變化會造成與之前加工位置的偏差,從而影響精度并引起變異。五軸加工大大減少了安裝變化的次數(shù),因此影響和變異的風險也會降低。
04.更少的工具和夾具
在三軸加工是,一些需要使用長刀具或特殊刀具加工的零件,在五軸加工中通過旋轉(zhuǎn)和傾斜,往往可以用普通刀具進行加工。特別是,刀具的突起可以最小化,從而導致更穩(wěn)定的加工。
五、5軸加工的劣勢
由于5軸專用數(shù)控系統(tǒng)選項的數(shù)量增加,成本較高。加工程序和控制變得更加復雜。在加工復雜幾何形狀和連續(xù)加工時,程序和控制更加困難。
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