大隈五軸機床 | 什么是5軸CNC機床以及它是如何工作的?
對于20世紀(jì)初的機械師來說,制造零件和結(jié)構(gòu)將是多么具有挑戰(zhàn)性。當(dāng)時他們可用的最好的機床是鑿子、錘子和手動車床。但在1952年Richard Kegg開發(fā)出第一臺計算機數(shù)控(CNC)機器后,一切都發(fā)生了變化。
從那時起,CNC加工技術(shù)不斷進步,從簡單的用打孔卡控制的三軸機床發(fā)展到更復(fù)雜的五軸數(shù)控機床。
5軸CNC機床是一種加工技術(shù),可為您制造的零件尺寸和形狀提供無限的可能性。它具有高精度和高精度,深受頂級機械工廠的信賴,可以制造您提出的幾乎任何設(shè)計。
在本文中,我們將介紹5軸CNC機床的基礎(chǔ)知識。我們將首先解釋什么是5軸數(shù)控機床及其工作原理,然后討論它相對于傳統(tǒng)類型數(shù)控機床的優(yōu)勢。
什么是五軸CNC機床?
為了幫助理解什么是5軸機床,我們首先解釋一下CNC加工中軸數(shù)的含義。
加工軸數(shù)描述了CNC切削刀具(或工件)可以移動以生產(chǎn)所需加工零件的方向數(shù)。例如,傳統(tǒng)的CNC機床通常具有三軸計數(shù),這意味著它們的切削刀具可以跨X、Y和Z軸移動-在X軸上橫向移動,在Y軸上垂直移動,在Y軸上前后移動。Z軸(見圖1)。
5軸CNC加工
5軸CNC機床在這三個線性軸的基礎(chǔ)上還能夠傾斜(和旋轉(zhuǎn))固定工件的工作臺,如圖1所示。這兩個新的旋轉(zhuǎn)軸通常稱為A軸(或傾斜工作臺)軸)和C軸(或工作臺旋轉(zhuǎn)軸);它們允許您加工比3軸CNC機床更復(fù)雜的幾何形狀。
5軸CNC機床如何工作?
與其他CNC機床一樣,5軸數(shù)控機床依靠計算機指令來控制切削刀具(和工件)的運動來制造所需的零件。
5軸CNC加工流程首先由設(shè)計人員使用SolidWorks和Autodesk Inventor等CAD工具創(chuàng)建所需零件的3D CAD(計算機輔助設(shè)計)模型。接下來,機械師將此CAD模型導(dǎo)出到CAM(計算機輔助制造)軟件中,該軟件將繪圖轉(zhuǎn)換為計算機程序(也稱為G代碼)。
G代碼包含控制刀具沿線性軸(X、Y和Z軸)運動以及工作臺沿旋轉(zhuǎn)軸(A和C軸)運動以生產(chǎn)所需零件的指令集。
5軸–它從哪里來
這一切都歸功于法國哲學(xué)家和數(shù)學(xué)家笛卡爾。這個故事和牛頓的蘋果一很相似。有一天,笛卡爾躺在床上,發(fā)現(xiàn)一只蒼蠅。當(dāng)他看到它時,他意識到他可以使用三個數(shù)字來描述它在房間中的位置,這三個數(shù)字由變量X、Y和Z表示——我們現(xiàn)在稱之為笛卡爾坐標(biāo)系,盡管現(xiàn)在仍然在使用它。事實上,笛卡爾去世已經(jīng)過去了300多年。
現(xiàn)在,您可能想知道另外兩個來自哪里。除了描述蒼蠅在空間中的位置之外,還可以描述它的方向。因此,圍繞X滾動的蒼蠅將是第四軸,而第五軸將是圍繞Y旋轉(zhuǎn)的蒼蠅。有些人還認為還有第六軸,圍繞Z軸旋轉(zhuǎn)。
5軸–可能的配置
您為5軸CNC銑床選擇的配置決定了將使用三個旋轉(zhuǎn)軸中的哪一個。有兩種主要配置-耳軸式機器和旋轉(zhuǎn)式機器。
耳軸式五軸數(shù)控銑床采用A軸繞X軸旋轉(zhuǎn),C軸繞Z軸旋轉(zhuǎn),而回轉(zhuǎn)式五軸數(shù)控銑床采用B軸軸繞Y軸旋轉(zhuǎn),C軸繞Z軸旋轉(zhuǎn)。
兩者之間的主要區(qū)別在于旋轉(zhuǎn)軸的表達方式——在耳軸式中,它是通過工作臺的運動來實現(xiàn)的,而在五軸數(shù)控銑床的旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)式中,它是通過工作臺的運動來實現(xiàn)的。主軸的旋轉(zhuǎn)。兩者都有各自的優(yōu)點,所以使用哪一種主要取決于需要做什么。
5軸CNC加工
五軸數(shù)控機床的優(yōu)點是什么?
超過一半的CNC生產(chǎn)零件需要五面加工,這就是為什么越來越多的制造商決定將其納入其服務(wù)中。此外,與3軸加工等相比,5軸CNC加工具有許多優(yōu)勢,例如:
1、單一設(shè)置
由于五軸數(shù)控機床具有五個軸,因此您可以一次設(shè)置工件;然后,機器會處理創(chuàng)建您想要的零件所需的每個加工操作。這與傳統(tǒng)的3軸機器有很大不同,在傳統(tǒng)的3軸機器中,您需要多個機器設(shè)置來制造復(fù)雜的幾何形狀。
5軸CNC機床的單一設(shè)置特性使您能夠快速加工復(fù)雜零件,同時降低成本并減少傳統(tǒng)CNC機床中普遍存在的錯誤。
2、更短的切削刀具和更好的表面光潔度
5軸CNC機床的第四軸和第五軸可讓您使工件更靠近切削刀具。這意味著您可以使用較短的切削刀具,這些刀具不易受到振動的影響,并且可以實現(xiàn)更好的表面光潔度。
3、更高的精度
由于運動靈活性,5軸CNC機床比3軸機床精確得多,這就是為什么它們不僅可以生產(chǎn)更光滑的零件,而且還可以生產(chǎn)對于3軸機床來說過于復(fù)雜的零件。
4、更多業(yè)務(wù)
5軸CNC加工可用于生產(chǎn)許多3軸加工根本不適合的零件。
雖然使用5軸CNC加工有更多好處,但以下是最重要的好處。
5軸CNC加工常見用途
5軸CNC加工由于其效率和生產(chǎn)復(fù)雜形狀的能力,可用于生產(chǎn)許多不同行業(yè)中使用的零件。以下是最常利用該技術(shù)的行業(yè)的一些示例:
航空航天——這個行業(yè)需要非常精密的機器,因為形狀非常復(fù)雜和獨特。
醫(yī)療–5軸CNC加工可以幫助醫(yī)療設(shè)備制造商生產(chǎn)設(shè)備、植入物以及其他需要超高精度制造的設(shè)備,以滿足嚴格的醫(yī)療保健標(biāo)準(zhǔn)。
軍事——另一個使用5軸CNC加工來生產(chǎn)所需零件的行業(yè)。一些可能的應(yīng)用包括潛艇零件、高性能發(fā)動機零件、渦輪機和壓縮機葉片、智能武器、傳感器、隱形應(yīng)用,在某些情況下還包括核武器。
能源設(shè)備——生產(chǎn)能源設(shè)備零件通常需要使用難以加工的材料。通過5軸CNC加工,您可以使整個過程變得更簡單、更高效。
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