现代 CNC 铣床是令人惊叹的工具,能够快速可靠地制造原型和生产部件。要做到这一点,它们必须能够沿多个行程轴移动,同时保持尺寸精度。因此,CNC 铣床根据其运行轴的数量进行分类,最常见的是 3、4 和 5 轴铣床。这些运动决定了可以制造的零件特征,也影响了生产效率和准确性。一般来说,可用的自由度越多,可以生产的几何形状就越复杂。要了解CNC 加工是否适合您的下一个项目,让我们探索这些不同类型的优势和用途。
1.数控机床如何运动?
显然,我们谈论的不是机器本身的起动和走开。而是切削刀具相对于工件的运动,这才是这里最重要的。
首先,我们如何确定哪个轴是哪个轴?想象一下,您正面对一台典型的 3 轴 CNC 铣床。从您的参考点来看,X 轴将与您的身体前部平行,从左向右移动。Y 轴是垂直于您的方向,向前和向后,而 Z 轴是垂直的。
在典型的铣床中,工作台在 X/Y 平面上移动。固定切削刀具的主轴在 Z 轴上移动。还要注意,切削刀具在主轴中旋转,但这种旋转运动不被视为运动轴。
总的来说,这些运动的范围定义了一个三维空间,即一个立方体,机器在其中执行切割操作。
2. 三轴铣床用于什么?
我们每天都使用 3 轴机床进行各种铣削操作。它们非常适合快速高效地去除材料并制作平坦或平面的表面。这些几何形状称为棱柱形,基本上是直线形,而不是更有机的形状。是的,3 轴铣床可以制作圆形轮廓,但它并不适合这项任务。
3 轴铣床通常用于钻孔和攻丝,但只能沿 Z 轴进行。这是因为主轴上下移动,无法从侧面进入工件。对于许多需要在多个面上加工孔或凹槽的零件来说,这是一个限制,而 3 轴机床通常无法进入这些表面。
当然,如果将零件从工作台上卸下然后重新定位,则可以克服这一限制。如果没有其他选择,这是可以接受的,但必须重新索引工件。这意味着在重新开始加工之前,使用接触式探针建立新的参考点。
这是一个缓慢的过程,而且极有可能产生尺寸错误。因此,如果可能的话,应始终避免在工作过程中将零件从夹具中取出并重新定位。
3 轴铣床可以制作圆形特征,但仅限于 X/Y 平面。尽管如此,对于许多不需要复杂性且可受益于最大零件吞吐量和工艺效率的项目而言,运动相对简单就很好了。
3.4轴数控铣床有哪些优点?
添加第 4 个运动轴开辟了许多新的加工可能性。这通常是通过添加沿 X 轴的旋转运动来实现的。这种沿 X 轴的额外旋转称为 A 轴。
旋转工作台让机械师可以在一端安装零件,然后旋转它以接触工件的其余侧面。这避免了在 3 轴铣床上重新安装和重新索引的问题。由于零件部分悬挂 – 即不接触工作台表面 – 现在可以钻孔或完全穿透零件的其他特征。
最重要的是,工件在加工过程中旋转,可以制作更复杂的曲线和轮廓。甚至可以像在车床上一样转动零件,形成圆柱形和球形轮廓。然而,4 轴铣床并未针对此类操作进行优化,因此速度会比专用车床慢。
4.五轴数控铣床有哪些优点?
还可以添加另一个自由度,这次是沿 Y 轴。围绕 Y 轴的旋转称为 B 轴。
为了实现五轴自由度,3 轴铣床可以改装一个转盘头。这是一种辅助附件,可在 A 轴和 B 轴上提供运动。结合 3 轴铣床的其他功能,现在可以制造更复杂的形状,例如螺旋转子。这些转子在多个方向上具有复杂的复合曲线,只能在 5 轴机床上完成。
然而,配备铣头的 3 轴机床存在局限性。首先,专用的 5 轴机床通常刚性更强。这是因为它必须保持精度,即使同时朝多个方向移动。这种精度意味着即使对于相对简单的零件,公差也更小。
5. 还有多少个轴?
为了快速、最少地制造更复杂的零件,CNC 加工中心正在大大扩展其产能。9 轴机床将车床和铣床功能与先进的机器人技术相结合,提供一体化解决方案。然而,它们通常体积较大,操作成本高昂。此类机床通常用于航空航天、军事或科学应用。
对于大多数产品,5 个轴足以制造功能丰富的零件,并达到严格的公差。当您联系三洪获取下一个 CNC 快速原型或小批量制造项目的免费报价时,您可以期待这一点。