一、什么是軸
軸是一種使工件、刀具旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)的機(jī)械零件。其中主軸帶到工件或刀具旋轉(zhuǎn),進(jìn)給軸負(fù)責(zé)工件和刀具的位移。
最常見(jiàn)的就是三軸,X軸、Y軸和Z軸,可以實(shí)現(xiàn)上下、左右、前后6個(gè)方向的移動(dòng)。
近年來(lái),為了滿足加工復(fù)雜形狀和減少加工時(shí)間的需要,多軸機(jī)床快速發(fā)展,比如五軸機(jī)床。它在三個(gè)線性軸的基礎(chǔ)上增加了兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸,即B軸和C軸。
二、聯(lián)動(dòng)加工和分度加工
使用五軸機(jī)床加工工件通常被簡(jiǎn)稱為五軸加工,可以分為兩種加工類型:五軸聯(lián)動(dòng)加工和五軸分度加工。
01.五軸聯(lián)動(dòng)加工
X、Y、Z、B和C軸可同時(shí)移動(dòng)加工。
02.五軸分度加工
機(jī)床提前在B軸或C軸上進(jìn)行傾斜或旋轉(zhuǎn)定位,再用用3個(gè)軸(X、Y和Z)和B或C軸同時(shí)進(jìn)行4軸加工。
三、不同軸的運(yùn)動(dòng)方向
五軸加工的機(jī)床大致分為三種類型:工作臺(tái)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(guò)一般軸的運(yùn)動(dòng)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(huì)有B2輔助軸,但不屬于第6個(gè)軸。
四、5軸加工的優(yōu)勢(shì)
01.可以加工光滑的曲面和復(fù)雜的形狀
在加工光滑的表面和復(fù)雜的形狀時(shí)需要旋轉(zhuǎn)和傾斜運(yùn)動(dòng),五軸聯(lián)動(dòng)可以快速實(shí)現(xiàn)。
02.更少的安裝
在三軸加工時(shí),當(dāng)需要加工的表面發(fā)生變化時(shí),需要重新安裝工件、工具和夾具。而在五軸加工時(shí),增加了旋轉(zhuǎn)和傾斜運(yùn)動(dòng),可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)加工,而無(wú)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(huì)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(fēng)險(xiǎn)也會(huì)降低。
04.更少的工具和夾具
在三軸加工是,一些需要使用長(zhǎng)刀具或特殊刀具加工的零件,在五軸加工中通過(guò)旋轉(zhuǎn)和傾斜,往往可以用普通刀具進(jìn)行加工。特別是,刀具的突起可以最小化,從而導(dǎo)致更穩(wěn)定的加工。
五、5軸加工的劣勢(shì)
由于5軸專用數(shù)控系統(tǒng)選項(xiàng)的數(shù)量增加,成本較高。加工程序和控制變得更加復(fù)雜。在加工復(fù)雜幾何形狀和連續(xù)加工時(shí),程序和控制更加困難。
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