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5轴加工有哪些优点和缺点?

2023-05-05 阅读 1964

在过去的几年里,CNC加工技术已经从简单的机床发展到更复杂的机床。5轴CNC加工是当今最先进的加工工艺之一。它采用减法加工技术,为零件创建提供无限的可能性。技术使用在5个轴上工作的切割工具将工件切割成所需的形状和尺寸。

 

5轴加工提高了精度、效率和可靠性。轴数量的增加也使5轴铣床比同类机床具有更出色的性能。此外,该过程允许使用计算机数控(CNC)进行完全自动化和管理。因此,许多可靠的数控机床车间都依赖这项技术提供精确的CNC加工服务。

 

5CNC加工的优势

 

能够同时移动刀具和工件多达5个面,为许多行业提供了多项优势。它可以实现复杂零件的成本效益和高效制造。

 


 

以下是此制造工艺的主要优点:

 

01. 简单的设置操作

 

5轴数控机床可同时加工5个表面。对于传统的3轴加工,您可能需要几个设置来处理具有多个面的零件。但5轴技术在一个结构中完成了轮廓零件和其他具有多个面的零件的加工。这使您可以用更少的设置来制造具有复杂几何形状的零部件。

 

02. 加工复杂形状(GD&T标注)

 

此加工过程中的额外旋转有助于实现更复杂的设计和几何形状。该机床可以无缝加工圆弧和角度,这在以前只能通过多个特殊夹具才能实现。5轴铣削工艺可以在一次操作中旋转零件以实现所需的几何形状,无需复杂的夹具。

 

此外,该技术与GD&T标注完美搭配,可在一次操作中生成基准特征。5轴铣削也适用于在复杂轮廓表面上需要表面轮廓公差的CNC加工应用。

 

03. 高精度和可重复性

 

与CNC加工相比,手动加工所涉及的额外设置会导致机械师在制造过程中失去精确的对准。然而,5轴数控铣削所涉及的最小设置减少了误差的可能性,并提高了实现卓越质量所需的精度。

 

如今,不同类型的5轴机床消除了在加工过程中以不同角度重新定位工件的需要。因此,您可以确保加工公差得到改善。此外,一些机器配置允许使用短的切削工具。这增加了工具的使用寿命并确保了可重复性。

 

04. 高切削速度

 

5轴加工可确保切削刀具与切削表面相切。这种布置允许工具每次旋转时移除更多的材料。因此,它降低了循环时间和整体加工成本。

 

05. 光滑的表面光洁度

 

该技术中的附加轴确保了工件的正确方向,使其更接近切削工具。因此,您可以使用较短的切割工具来创建所需的形状。这些较短的刀具可以以非常高的速度切割,几乎没有振动。

 

较小的振动会进一步降低成品上出现“颤动”痕迹的几率。立式加工工艺还提高了主轴在加工倾斜表面时的利用率。这样,您可以使用此技术获得更好的表面光洁度,并减少与后处理相关的成本和时间。

 

06. 节省周期时间和金钱

 

5轴加工零件通常在一次操作中完成,因为该工艺具有高速优势。所涉及的单一设置有助于节省时间和金钱。此外,使用寿命更长的较短刀具,无需不断更换刀具,节省了资金和时间。

 

此外,5轴铣削过程可以实现自动化,减少了人工操作和劳动力需求。这降低了工艺过程中涉及的劳动力成本。因此,5轴CNC加工是一种具有成本效益的解决方案,可加速您的产品推向市场。

 

5CNC加工的缺点

 

尽管5轴CNC技术具有许多优点,但它的使用并不适合某些应用。

 


 

这个过程的一些缺点包括:

 

01. 初始成本高

 

购买5轴数控机床及其基本软件的成本很高。它比3轴加工中心所需的要高得多。同样,机器的维护要求也比传统机床更具挑战性。这方面也直接增加了5轴加工件的加工成本。

 

02. 编程困难

 

这两个额外的旋转运动及其运动的空间轨迹是抽象而复杂的。例如,要处理自由曲面,您需要多次变换坐标;进行复杂的空间几何运算;考虑各轴运动的协调性。

 

所有这些都是避免碰撞和干扰并确保正确的插补运动量所必需的。因此,要获得所需的加工精度和表面质量,编程难度就更大。

 

03. 操作员的要求更高

 

5轴CNC铣削是一项先进的技术,涉及高级编程、机床设置和操作。因此,该工艺需要高技能的技术操作员。这通常意味着劳动力成本的增加。

 

04. 充分利用5CNC加工 

 

5轴功能利用不足是一种常见的情况。一些操作员不了解机器的全部功能。其他人可能不具备尖端操作的编程知识。

 


 

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5CNC加工的常见应用

 

这种制造工艺适用于需要高精度、复杂形状和严格公差的几个个行业。

 


 

典型应用有:

 

01. 航空航天部件

 

航空航天工业需要具有有机形状、轮廓边缘和复合形状的部件。零件独特且几何复杂,使5轴加工成为理想的技术选择。该工艺实现了高水平的细节,并减少了重新固定切割头的需要。因此,航空航天应用的零件保持尽可能精确,符合行业标准。

 

02. 医用器材

 

在制造医疗设备时,质量和精度是不容妥协的。5轴制造工艺的高精度能力有助于生产植入物、装置和其他设备,以满足严格的医疗保健要求。大多数组件都很小,而且很复杂是复杂的电子扫描和监控设备。5轴技术为生产这些部件提供了一种高效且具有成本效益的方法。

 

03. 能源生产

 

能源行业通常需要复杂而先进的组件,包括太阳能发电系统和发电站。5轴加工的迅速出现确保了能源设备详细和特定零件的数控精密加工。这些零件经过机械加工,经久耐用,并为工作空间提供稳定性。




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