CNC加工,也称为计算机数字控制,是一种减法制造技术,可以去除固体材料块,从而创建高精度零件。在此过程中通过切割至少三个轴或方向来使用多个工具。顾名思义,五轴版CNC加工可以同时在五个不同方向或轴上移动刀具和零件。它们是X,Y和Z轴以及A轴和B轴。
五轴加工简史
五轴加工由3轴加工而发展,这种加工在制造业中广泛使用了数十年。它仅使用三个轴,即X,Y和Z轴,它们对应于任何3D空间或对象的三个基本尺寸。
Golden E. Herrin在1995年的一篇文章中初次讨论了五轴过程的概念。在他的文章中,Herrin将这个过程追溯到1958年他初次遇到的数控。这个开创性的机器是一个电动追踪由Cincinnati Milacron建造并由美国空军委托建造的立式磨机。
当时,许多人认为这个概念是不可能实现的。但由于计算机系统和设计软件的进步,CNC设计师能够将这一概念变为现实。Autodesk PowerMill等软件的出版也使得为机器创建代码变得容易,以便以统一的方式移动。其功能(例如刀具路径优化)允许轻松编辑刀具路径而无需长时间重新计算,因此您可以节省时间并充分利用机器。
所有关于轴
CNC加工中的5个轴是零件或工具可以同时移动的路径。主轴:X,Y和Z是数学家和哲学家Rene Descartes在16世纪初初次提出的基本笛卡尔坐标系的一部分。它用于描述三维空间,并且可以在视觉上表示为沿不同方向行进的三条垂直线。三条线或轴在中心的一个点(称为原点)相交,该点用作测量沿每个轴的长度的参考点。
然后两个轴 - A和B - 更难以可视化。这两个轴围绕主X轴和Y轴旋转,可以看作是沿主轴向下移动的物体的方向。另外一个名为C的轴绕Z轴旋转也存在,但通常不用于CNC加工过程。
不同的配置类型也可用于这些系统,并且由三个旋转轴中的哪两个使用来确定。例如,耳轴式机器在A轴和C轴上操作。这允许仅围绕X轴和Z轴旋转。相比之下,旋转式旋转机器以B轴和C轴操作,允许分别围绕Y轴和Z轴旋转。
五轴系统的好处
这些系统被认为优于传统的3轴系统,并且它们的普及程度每年都在不断增长。A轴和B轴的加入为无限制造可能性打开了大门。切削刀具现在可以从所有可能的方向接近制造的产品。这样可以轻松进行底切,而无需重新定位整个系统,除非产品重新定位,否则这项功能在少于五轴的机床上是不可能实现的。
另外,由于减少了所需的重新定位量,因此产品的材料处理较少。这样可以节省时间并减少人为错误和生产成本。现在可以使用附加轴创建复杂零件,使用五轴机床可以更快地完成仅需要三个轴的作业。这是因为切割工具保持与切割表面相切,这又在每次通过时去除了更多的材料。
该方法的另一个好处是改善了表面光洁度。这是因为具有不同的部件取向允许产品更靠近切割工具。这样可以减少工具的振动并获得整体光滑的表面光洁度。Autodesk PowerMill等设计软件可以提供大量的刀具路径库,以实现更好的优化和很少的手动抛光,从而帮助完成此过程。
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