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五軸聯動和五軸定位加工有哪些區別

發布時間: 2021-06-30
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  提到“五軸聯動和五軸定位加工”突然發現這兩個詞兒有時會讓很多加工行業內的人弄混淆,所以今天特別寫了這篇文章和想學習的你一起學習下。目前加工中,絕大多數的任務都是可以三軸完成的,粗略估計個數85%。只有余下的15%需要用到五軸加工,而五軸加工中3+2加工又占了這15%的至少80%,也就是總數的12%,只有剩下的3%是需要用到五軸聯動加工的,這里的五軸聯動包含了四軸聯動的情形,主要加工的零件也就是葉輪,葉片,航空薄壁件,少數工業設計產品等。


  按照是否支持聯動旋轉運動,五軸機床可以分為五軸聯動機床和五軸定位機床。兩者的區別在于,后者僅僅能滿足3+2的需求,而前者是聯動和非聯動的加工活計全能完成。


  1. 3+2定位加工


  先了解一個概念固定軸加工和多軸加工。


  固定軸加工:刀軸或者工件的方位是固定的,且加工過程中,刀軸或者工件的方位不會發生變化。


  多軸加工:多軸加工時相對于固定軸【三軸】而言的,因而則意味著加工過程中至少包含有一條旋轉軸參與運動。但注意旋轉軸參與運動并不是意味著,旋轉軸就一定和平動軸發生聯動參與加工。相反很多時候,旋轉軸是起到定位作用的。這是的加工就是我們上面提到的3+2加工,其加工主要的對象有絕大多數的機械零件,如汽車減速箱箱體,發動機殼體等。


  在一個三軸銑削程序執行時,使用五軸機床的兩個旋轉軸將切削刀具固定在一個傾斜的位置,3+2加工技術的名字也由此而來,這也叫做定位五軸機床,因為第四個軸和第五個軸是用來確定在固定位置上刀具的方向,而不是在加工過程中連續不斷。


  3+2定位加工的原理實質上就是三軸功能在特定角度(即“定位”)上的實現,簡單地說,就是當機床轉了角度以后,還是以普通三軸的方式進行加工。


  2. 什么是5軸聯動加工


  根據ISO的規定,在描述數控機床的運動時,采用左手直角坐標系;其中平行于主軸的坐標軸定義為Z軸,繞X、Y、Z軸的旋轉坐標分別為A、B、C。通常五軸聯動是指X、Y、Z、A、B中任意5個坐標的線性插補運動。


  3. 3+2定位與5軸聯動的區別:


  3+2定位加工與5軸聯動加工適用的行業對象不同,5軸聯動加工適合曲面加工,3+2定位加工適合于平面加工。


  3+2定位加工的優勢:


  1)可以使用更短的,剛性更高的切削刀具。


  2)刀具可以與表面形成一定的角度,主軸頭可以伸得更低,離工件更近。


  3)刀具移動距離更短,程序代碼更少。


  3+2定位加工的局限性:


  3+2定位加工通常被認為是設置一個對主軸的常量角度。復雜工件可能要求許多個傾斜視圖以覆蓋整個工件,但這樣會導致刀具路徑重疊,從而增加加工時間。


  5軸聯動加工的優勢:


  加工時無需特殊夾具,降低了夾具的成本,避免了多次裝夾,提高模具加工精度。


  減少夾具的使用數量。


  加工中省去許多特殊刀具,從而降低了刀具成本。


  在加工中能增加刀具的有效切削刃長度,減小切削力,提高刀具使用壽命,降低成本。


  5軸聯動的局限性:


  相比3+2定位,其主軸剛性要差一些。


  有些情況不宜采用五軸方案,比如刀具太短,或刀柄太大,使任何傾斜角的工況下都不能避免振動。


  相比3軸機床,加工精度誤差大。


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