CNC加工,也稱為計算機數(shù)字控制,是一種減法制造技術(shù),可以去除固體材料塊,從而創(chuàng)建高精度零件。在此過程中通過切割至少三個軸或方向來使用多個工具。顧名思義,五軸版CNC加工可以同時在五個不同方向或軸上移動刀具和零件。它們是X,Y和Z軸以及A軸和B軸。
五軸加工簡史
五軸加工由3軸加工而發(fā)展,這種加工在制造業(yè)中廣泛使用了數(shù)十年。它僅使用三個軸,即X,Y和Z軸,它們對應(yīng)于任何3D空間或?qū)ο蟮娜齻€基本尺寸。
Golden E. Herrin在1995年的一篇文章中初次討論了五軸過程的概念。在他的文章中,Herrin將這個過程追溯到1958年他初次遇到的數(shù)控。這個開創(chuàng)性的機器是一個電動追蹤由Cincinnati Milacron建造并由美國空軍委托建造的立式磨機。
當(dāng)時,許多人認為這個概念是不可能實現(xiàn)的。但由于計算機系統(tǒng)和設(shè)計軟件的進步,CNC設(shè)計師能夠?qū)⑦@一概念變?yōu)楝F(xiàn)實。Autodesk PowerMill等軟件的出版也使得為機器創(chuàng)建代碼變得容易,以便以統(tǒng)一的方式移動。其功能(例如刀具路徑優(yōu)化)允許輕松編輯刀具路徑而無需長時間重新計算,因此您可以節(jié)省時間并充分利用機器。
所有關(guān)于軸
CNC加工中的5個軸是零件或工具可以同時移動的路徑。主軸:X,Y和Z是數(shù)學(xué)家和哲學(xué)家Rene Descartes在16世紀(jì)初初次提出的基本笛卡爾坐標(biāo)系的一部分。它用于描述三維空間,并且可以在視覺上表示為沿不同方向行進的三條垂直線。三條線或軸在中心的一個點(稱為原點)相交,該點用作測量沿每個軸的長度的參考點。
然后兩個軸 - A和B - 更難以可視化。這兩個軸圍繞主X軸和Y軸旋轉(zhuǎn),可以看作是沿主軸向下移動的物體的方向。另外一個名為C的軸繞Z軸旋轉(zhuǎn)也存在,但通常不用于CNC加工過程。
不同的配置類型也可用于這些系統(tǒng),并且由三個旋轉(zhuǎn)軸中的哪兩個使用來確定。例如,耳軸式機器在A軸和C軸上操作。這允許僅圍繞X軸和Z軸旋轉(zhuǎn)。相比之下,旋轉(zhuǎn)式旋轉(zhuǎn)機器以B軸和C軸操作,允許分別圍繞Y軸和Z軸旋轉(zhuǎn)。
五軸系統(tǒng)的好處
這些系統(tǒng)被認為優(yōu)于傳統(tǒng)的3軸系統(tǒng),并且它們的普及程度每年都在不斷增長。A軸和B軸的加入為無限制造可能性打開了大門。切削刀具現(xiàn)在可以從所有可能的方向接近制造的產(chǎn)品。這樣可以輕松進行底切,而無需重新定位整個系統(tǒng),除非產(chǎn)品重新定位,否則這項功能在少于五軸的機床上是不可能實現(xiàn)的。
另外,由于減少了所需的重新定位量,因此產(chǎn)品的材料處理較少。這樣可以節(jié)省時間并減少人為錯誤和生產(chǎn)成本。現(xiàn)在可以使用附加軸創(chuàng)建復(fù)雜零件,使用五軸機床可以更快地完成僅需要三個軸的作業(yè)。這是因為切割工具保持與切割表面相切,這又在每次通過時去除了更多的材料。
該方法的另一個好處是改善了表面光潔度。這是因為具有不同的部件取向允許產(chǎn)品更靠近切割工具。這樣可以減少工具的振動并獲得整體光滑的表面光潔度。Autodesk PowerMill等設(shè)計軟件可以提供大量的刀具路徑庫,以實現(xiàn)更好的優(yōu)化和很少的手動拋光,從而幫助完成此過程。
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