近年来,五轴联动数控加工中心大放异彩,尤其在加工异形复杂零件方面,其高效与高质量的表现赢得了广泛赞誉。众多制造商纷纷选择五轴设备,以期提升加工效能与品质。那么,你对五轴加工技术的了解究竟有多深呢?

五轴机床的机械结构形式

五轴机床,即5 Axis Machining,是在传统的X、Y、Z三个直线移动轴的基础上,增添了两个旋转轴。这两个旋转轴,通常从A、B、C三轴中选择,各自拥有独特的运动模式,旨在适应并满足多样化产品的精密加工需求。

在5轴加工中心的机械设计领域,机床制造商持续不断地探索创新,力求开发出多样化的运动模式,以应对各种加工需求。尽管当前市场上的五轴机床种类繁多,机械结构形式各异

但是主要有以下几种形式:

两个转动坐标直接控制刀具轴线的方向(双摆头形式)。

两个坐标轴在刀具顶端,但是旋转轴不与直线轴垂直(俯垂型摆头式)。

 两个转动坐标直接控制空间的旋转(双转台形式)

两个坐标轴在工作台上,但是旋转轴不与直线轴垂直(俯垂型工作台式)

两个转动坐标一个作用在刀具上,一个作用在工件上(一摆一转形式)

揭秘五轴加工中心:你真的掌握了它的全部奥秘吗?

术语:如果旋转轴不与直线轴相垂直,则被认为是一根“俯垂型”轴。

不同结构的五轴机床在加工过程中究竟能带来哪些独特表现?与常规的三轴机床相比,它们又具有哪些显著的优势呢

五轴加工的众多优点

探讨五轴机床的特色,不可避免地要与传统的三轴设备进行对比。在生产实践中,三轴加工设备较为普及,它们通常包括立式、卧式以及龙门式等多种类型。

常见的加工手段包括使用立铣刀的端刃和侧刃进行加工,以及采用球头刀进行仿形加工等。然而,这些方法和形式都共享一个特征:在加工流程中,刀具的轴线方向维持恒定,机床依赖X、Y、Z三个线性轴的协同运动,来实现刀具在三维直角坐标系中的位移。

与三轴数控加工设备相比,五联动数控机床有以下优点:

保持刀具最佳切削状态,改善切削条件

在左侧图示的三轴切削模式下,当刀具接近工件顶部或边缘时,切削效果会逐渐减弱。为了在这些位置也维持理想的切削状态,就需要旋转工作台。但要全面加工一个不规则表面,则需频繁地以不同角度旋转工作台多次。值得注意的是,五轴机床能够有效避免球头铣刀中心点线速度降为0的情况,从而确保获得更优的表面加工质量。

有效避免刀具干涉

对于航空航天领域中的叶轮、叶片和整体叶盘等复杂零件,三轴设备因干涉问题而无法达到工艺标准,而五轴机床则能胜任这一任务。此外,五轴机床还能采用更短的刀具进行加工,增强系统刚性,减少刀具种类和数量,避免使用专用刀具。这对企业主而言,意味着在刀具成本上,五轴机床能够为您节省可观的开支!

减少装夹次数,一次装夹完成五面加工

五轴加工中心通过减少基准转换的步骤,显著提升了加工的精确度。在实际作业中,仅需一次装夹,即可更容易地确保加工精度。而且,由于五轴加工中心简化了加工流程并减少了所需设备数量,工装夹具的使用量、车间所需面积以及设备维护的开支也随之缩减。这意味着,您可以凭借更少的夹具、更紧凑的厂房布局以及更低的维护成本,实现更高效、更高质量的加工生产!

提高加工质量和效率

五轴机床可以采用刀具侧刃切削,加工效率更高。

缩短生产过程链,简化生产管理

五轴数控机床的集成化加工极大地缩短了整个生产流程,从而使得生产管理和计划调度工作变得更为简便。特别是对于复杂工件而言,相较于传统上分散的多道工序生产方式,五轴数控机床所展现出的优势更为显著。

缩短新产品研发周期

在航空航天、汽车等行业的企业中,面对形状复杂且精度要求极高的新产品零件及成型模具,五轴数控加工中心凭借其高柔性、高精度、高集成度及全面的加工能力,成为了解决新产品研发过程中复杂零件加工精度和周期问题的理想选择。它不仅显著缩短了研发周期,还极大提升了新产品的成功率。

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