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五軸對(duì)外加工 | 五軸適合加工什么樣的零件？
在過(guò)去的幾年里，CNC加工技術(shù)已經(jīng)從簡(jiǎn)單的機(jī)床發(fā)展到更復(fù)雜的機(jī)床。5軸CNC加工是當(dāng)今的加工工藝之一。它采用減法加工技術(shù)，為零件創(chuàng)建提供無(wú)限的可能性。該技術(shù)使用在5個(gè)軸上工作的切割工具將工件切割成所需的形狀和尺寸。
5軸加工提高了精度、效率和可靠性。軸數(shù)量的增加也使5軸銑床比同類(lèi)機(jī)床具有更出色的性能。此外，該過(guò)程允許使用計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）進(jìn)行完全自動(dòng)化和管理。因此，許多可靠的數(shù)控機(jī)床車(chē)間都依賴(lài)這項(xiàng)技術(shù)提供精確的CNC加工服務(wù)。
能夠同時(shí)移動(dòng)刀具和工件多達(dá)5個(gè)面，為許多行業(yè)提供了多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)。它可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜零件的成本效益和高效制造。
以下是此制造工藝的主要優(yōu)點(diǎn)：
01. 簡(jiǎn)單的設(shè)置操作
5軸數(shù)控機(jī)床可同時(shí)加工5個(gè)表面。對(duì)于傳統(tǒng)的3軸加工，您可能需要幾個(gè)設(shè)置來(lái)處理具有多個(gè)面的零件。但5軸技術(shù)在一個(gè)結(jié)構(gòu)中完成了輪廓零件和其他具有多個(gè)面的零件的加工。這使您可以用更少的設(shè)置來(lái)制造具有復(fù)雜幾何形狀的零部件。
02. 加工復(fù)雜形狀（GD&T標(biāo)注）
此加工過(guò)程中的額外旋轉(zhuǎn)有助于實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的設(shè)計(jì)和幾何形狀。該機(jī)床可以無(wú)縫加工圓弧和角度，這在以前只能通過(guò)多個(gè)特殊夾具才能實(shí)現(xiàn)。5軸銑削工藝可以在一次操作中旋轉(zhuǎn)零件以實(shí)現(xiàn)所需的幾何形狀，無(wú)需復(fù)雜的夾具。
此外，該技術(shù)與GD&T標(biāo)注完美搭配，可在一次操作中生成基準(zhǔn)特征。5軸銑削也適用于在復(fù)雜輪廓表面上需要表面輪廓公差的CNC加工應(yīng)用。
03. 高精度和可重復(fù)性
與CNC加工相比，手動(dòng)加工所涉及的額外設(shè)置會(huì)導(dǎo)致機(jī)械師在制造過(guò)程中失去精確的對(duì)準(zhǔn)。然而，5軸數(shù)控銑削所涉及的最小設(shè)置減少了誤差的可能性，并提高了實(shí)現(xiàn)卓越質(zhì)量所需的精度。
如今，不同類(lèi)型的5軸機(jī)床消除了在加工過(guò)程中以不同角度重新定位工件的需要。因此，您可以確保加工公差得到改善。此外，一些機(jī)器配置允許使用更短的切削工具。這增加了工具的使用壽命并確保了可重復(fù)性。
04. 高切削速度
5軸加工可確保切削刀具與切削表面相切。這種布置允許工具每次旋轉(zhuǎn)時(shí)移除更多的材料。因此，它降低了循環(huán)時(shí)間和整體加工成本。
05. 光滑的表面光潔度
該技術(shù)中的附加軸確保了工件的正確方向，使其更接近切削工具。因此，您可以使用較短的切割工具來(lái)創(chuàng)建所需的形狀。這些較短的刀具可以以非常高的速度切割，幾乎沒(méi)有振動(dòng)。
較小的振動(dòng)會(huì)進(jìn)一步降低成品上出現(xiàn)“顫動(dòng)”痕跡的幾率。立式加工工藝還提高了主軸在加工傾斜表面時(shí)的利用率。這樣，您可以使用此技術(shù)獲得更好的表面光潔度，并減少與后處理相關(guān)的成本和時(shí)間。
06. 節(jié)省周期時(shí)間和金錢(qián)
5軸加工零件通常在一次操作中完成，因?yàn)樵摴に嚲哂懈咚賰?yōu)勢(shì)。所涉及的單一設(shè)置有助于節(jié)省時(shí)間和金錢(qián)。此外，使用壽命更長(zhǎng)的較短刀具，無(wú)需不斷更換刀具，節(jié)省了資金和時(shí)間。
此外，5軸銑削過(guò)程可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，減少了人工操作和勞動(dòng)力需求。這降低了工藝過(guò)程中涉及的勞動(dòng)力成本。因此，5軸CNC加工是一種具有成本效益的解決方案，可加速您的產(chǎn)品推向市場(chǎng)。
盡管5軸CNC技術(shù)具有許多優(yōu)點(diǎn)，但它的使用并不適合某些應(yīng)用。
這個(gè)過(guò)程的一些缺點(diǎn)包括：
01. 初始成本高
購(gòu)買(mǎi)5軸數(shù)控機(jī)床及其基本軟件的成本很高。它比3軸加工中心所需的要高得多。同樣，機(jī)器的維護(hù)要求也比傳統(tǒng)機(jī)床更具挑戰(zhàn)性。這方面也直接增加了5軸加工件的加工成本。
02. 編程困難
這兩個(gè)額外的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及其運(yùn)動(dòng)的空間軌跡是抽象而復(fù)雜的。例如，要處理自由曲面，您需要多次變換坐標(biāo)；進(jìn)行復(fù)雜的空間幾何運(yùn)算；考慮各軸運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)性。
所有這些都是避免碰撞和干擾并確保正確的插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)量所必需的。因此，要獲得所需的加工精度和表面質(zhì)量，編程難度就更大。
03. 對(duì)操作員的要求更高
5軸CNC銑削是一項(xiàng)先進(jìn)的技術(shù)，涉及高級(jí)編程、機(jī)床設(shè)置和操作。因此，該工藝需要高技能的技術(shù)操作員。這通常意味著勞動(dòng)力成本的增加。
04. 充分利用5軸CNC加工
5軸功能利用不足是一種常見(jiàn)的情況。一些操作員不了解機(jī)器的全部功能。其他人可能不具備尖端操作的編程知識(shí)。
這種制造工藝適用于需要高精度、復(fù)雜形狀和嚴(yán)格公差的幾個(gè)個(gè)行業(yè)。
典型應(yīng)用有：
01. 航空航天部件
航空航天工業(yè)需要具有有機(jī)形狀、輪廓邊緣和復(fù)合形狀的部件。零件獨(dú)特且?guī)缀螐?fù)雜，使5軸加工成為理想的技術(shù)選擇。該工藝實(shí)現(xiàn)了高水平的細(xì)節(jié)，并減少了重新固定切割頭的需要。因此，航空航天應(yīng)用的零件保持盡可能精確，符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
02. 醫(yī)用器材
在制造醫(yī)療設(shè)備時(shí)，質(zhì)量和精度是不容妥協(xié)的。5軸制造工藝的高精度能力有助于生產(chǎn)植入物、裝置和其他設(shè)備，以滿(mǎn)足嚴(yán)格的醫(yī)療保健要求。大多數(shù)組件都很小，而且很復(fù)雜，或是復(fù)雜的電子掃描和監(jiān)控設(shè)備。5軸技術(shù)為生產(chǎn)這些部件提供了一種高效且具有成本效益的方法。
03. 能源生產(chǎn)
能源行業(yè)通常需要復(fù)雜而先進(jìn)的組件，包括太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)和發(fā)電站。5軸加工的迅速出現(xiàn)確保了能源設(shè)備詳細(xì)和特定零件的數(shù)控精密加工。這些零件經(jīng)過(guò)機(jī)械加工，經(jīng)久耐用，并為工作空間提供穩(wěn)定性。
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