3軸，4軸，5軸CNC機(jī)加工的介紹以及該如何選擇合適的加工工藝
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有些客戶不是非常了解3 軸 、4 軸與 5 軸CNC機(jī)加工，有時(shí)候會(huì)疑惑自己的產(chǎn)品應(yīng)該用幾軸加工中心做？
本文將介紹多軸 CNC 加工的基礎(chǔ)知識(shí)，并比較 3 軸、4 軸和 5 軸 CNC機(jī)加工的不同點(diǎn)，以幫助客戶做出正確的選擇。
3 軸CNC機(jī)加工的最顯著的特點(diǎn)是是工件保持靜止，工件需要固定在一個(gè)夾具之上，所以原理上，3軸機(jī)加工最多可以加工1個(gè)工件6個(gè)面上的5個(gè)面，與夾具接觸的這個(gè)面無(wú)法機(jī)加工。但實(shí)踐中，一般只加工一個(gè)面。
3軸機(jī)加工的由來(lái)是指CNC加工中心的主軸在 X、Y 和 Z 方向上線性移動(dòng)，而工件保持靜止不動(dòng)。
3 軸 CNC 加工中心是所有機(jī)加工廠的標(biāo)配，只要這個(gè)廠有加工中心，則必然會(huì)有3軸加工中心。3軸加工中心的好處在于機(jī)加工成本較低。缺點(diǎn)在于如果工件形狀復(fù)雜，則需要制作夾具，夾具的成本會(huì)較高并且很考驗(yàn)工程師的技能。而且有時(shí)候需要購(gòu)買昂貴的刀具，小批量時(shí)的價(jià)格可能還不如選用4軸或5軸機(jī)加工。
3軸CNC適合機(jī)加工的精密零件
相比于4軸和5軸加工中心，3軸加工中心作為機(jī)加工廠的絕對(duì)主力機(jī)型，能夠機(jī)加工大部分的精密零件。由于三軸加工中心一次夾裝一般只能加工一個(gè)加工面，側(cè)面比較難以機(jī)加工，所以三軸加工中心適合用于加工盤類、套類和板類的零件。
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4軸CNC加工
4 軸加工比 3 軸加工更先進(jìn)。除了刀具在 XYZ 平面上的移動(dòng)外，它們還允許工件在 Z 軸上旋轉(zhuǎn)。這樣做意味著 4 軸銑削可以在多達(dá) 4 個(gè)面上工作，而無(wú)需任何制作的夾具或切削工具。
此外，4 軸銑削還能提升精密零件加工的整體質(zhì)量。由于機(jī)器可以在 4 個(gè)面上機(jī)加工，只需要一次裝夾，所以能提高零件的尺寸精度。
4軸加工還有個(gè)額外的優(yōu)點(diǎn)，3軸加工中心只需要加裝一個(gè)4軸設(shè)施，就能改裝成4軸。改裝的成本極低。
適合4軸CNC機(jī)加工的零件
4軸CNC 加工中心適合加工2個(gè)面以上都需要銑削的零件，而且這兩個(gè)面能繞著Z軸旋轉(zhuǎn)，請(qǐng)看下面的照片，這個(gè)零件就是需要銑4個(gè)面，我們也是用4軸加工中心生產(chǎn)的。
5軸CNC機(jī)加工簡(jiǎn)介
5 軸加工更進(jìn)一步，允許在兩個(gè)平面上旋轉(zhuǎn)。這種多軸旋轉(zhuǎn)以及刀具在三個(gè)方向上移動(dòng)的能力是使這些機(jī)器能夠處理最復(fù)雜工作的兩個(gè)不可或缺的品質(zhì)。
市場(chǎng)上有兩種五軸數(shù)控加工。3+2軸加工和連續(xù)5軸加工。兩者都在所有平面上運(yùn)行，但前者具有與分度 4 軸機(jī)器相同的局限性和工作原理。
3+2軸CNC加工允許旋轉(zhuǎn)相互獨(dú)立但限制同時(shí)使用兩個(gè)坐標(biāo)平面。相反，連續(xù) 5 軸加工沒有這樣的限制。從而實(shí)現(xiàn)卓越的控制并能夠方便地加工最復(fù)雜的幾何形狀。
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適合5軸CNC機(jī)加工的產(chǎn)品
五軸加工是在車間制造復(fù)雜精密金屬零件的最準(zhǔn)確、最先進(jìn)的方法。在五軸CNC機(jī)床中，刀具在X、Y和Z軸上移動(dòng)，就像在三軸機(jī)床中一樣。除此之外，工作臺(tái)還可以繞X和Y軸旋轉(zhuǎn)工件，這些旋轉(zhuǎn)平面分別稱為a軸和B軸。這些額外的旋轉(zhuǎn)打開了以前無(wú)法加工的工件的其他面。對(duì)于五軸機(jī)床，由于機(jī)床在XYZ軸上移動(dòng)，并同時(shí)在a和B平面中旋轉(zhuǎn)，因此可以進(jìn)行精確的3D加工。可以加工形狀更復(fù)雜的零件
3、4、5軸CNC加工之間的主要區(qū)別
了解 CNC 加工的復(fù)雜性和局限性對(duì)于確保過(guò)程的成本、時(shí)間和質(zhì)量之間的最佳平衡是不可或缺的。
如前所述，由于與夾具和工藝相關(guān)的復(fù)雜性，許多項(xiàng)目在原本經(jīng)濟(jì)的 3 軸銑削上的成本會(huì)更高。
所以了解 3 軸、4 軸和 5 軸加工之間的主要區(qū)別至關(guān)重要。這樣做可以確保為任何特定項(xiàng)目選擇最好的機(jī)器，而不會(huì)影響基本質(zhì)量參數(shù)。
以下是 CNC 加工種類之間的 5 個(gè)主要區(qū)別。
費(fèi)用
成本是3軸、4軸和5軸數(shù)控加工之間最重要的區(qū)別之一。購(gòu)買和維護(hù)3軸機(jī)床自然更經(jīng)濟(jì)。然而，使用它們的成本取決于諸如固定裝置和操作員的可用性等因素。盡管在4軸和5軸機(jī)床的情況下，操作人員產(chǎn)生的成本保持不變，但夾具的生產(chǎn)仍占成本的很大一部分。
另一方面，4軸和5軸加工技術(shù)更先進(jìn)，性能更好。因此，它們的價(jià)格自然更高。從理論上講，使用三軸機(jī)床加工有可能需要大量的定制夾具。這增加了總體成本，使4軸或5軸加工成為更可行的選擇。
精確度和準(zhǔn)確度
CNC 加工以其精度和低公差而著稱。但是，CNC 的類型確實(shí)會(huì)影響產(chǎn)品的最終公差。3 軸 CNC，雖然非常精確，但由于工件重復(fù)裝夾，尺寸的累計(jì)誤差會(huì)較大。對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用，這個(gè)誤差范圍可以接受。然而，對(duì)于與航空航天和汽車應(yīng)用相關(guān)的敏感應(yīng)用，即使是最小的偏差也會(huì)導(dǎo)致問(wèn)題。
4 軸和 5 軸 CNC 加工都沒有這個(gè)問(wèn)題，因?yàn)樗鼈儾恍枰魏沃匦卵b夾與定位。它們?cè)试S在單個(gè)夾具上加工多個(gè)平面。
如果，如果不需要重新裝夾。那么，理論上講，3軸與4軸和5軸的精度和準(zhǔn)確度方面的整體質(zhì)量保持一致。
交貨時(shí)間
就單臺(tái)加工中心而言，如果加工同一個(gè)零件，理論上講， 5 軸加工中心速度最快。由于沒有停機(jī)和單步加工，他們可以在最短的時(shí)間內(nèi)加工出最復(fù)雜的形狀。
4 軸加工中心其次，因?yàn)樗鼈冊(cè)试S在一個(gè)軸上旋轉(zhuǎn)并且只能一次處理平面角度特征。
最后，3 軸 CNC加工中心的交貨時(shí)間最長(zhǎng)，因?yàn)闄C(jī)加工是分階段進(jìn)行的。
但是，在實(shí)踐中，由于加工廠擁有最多的3軸加工中心，對(duì)于批量產(chǎn)品，一般可以把產(chǎn)品分成多個(gè)工序由多臺(tái)3軸加工中心連續(xù)加工，所以反而能提高加工效率。
3 軸 vs 4 軸 vs 5 軸銑削，哪個(gè)更好？
在制造業(yè)中，沒有絕對(duì)更好的方法或一刀切的解決方案。正確的選擇取決于項(xiàng)目的復(fù)雜性、總體預(yù)算、時(shí)間和質(zhì)量要求。
3軸vs 4軸vs 5軸，各有優(yōu)缺點(diǎn)。自然地，5 軸可以創(chuàng)建更復(fù)雜的 3D 幾何圖形，而 3 軸可以快速且一致地制作出更簡(jiǎn)單的作品。
總而言之，對(duì)于哪一個(gè)是更好的選擇這個(gè)問(wèn)題沒有答案。任何能夠在成本、時(shí)間和結(jié)果之間實(shí)現(xiàn)完美平衡的加工方法都是特定項(xiàng)目的理想選擇。 ?
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