什么是4轴和5轴CNC加工？

在与CNC加工相关的产品制造中，关于CNC加工轴的知识有很多。这是因为它们的重要性以及大多数现代 CNC 机器倾向于使用 4 轴和 5 轴 CNC 加工的事实。

在本文中，您将了解 4 轴和 5 轴 CNC 加工。这将包括介绍它们的基本原理，它们的区别，以及如何在您的加工项目中选择一个？

什么是三轴数控加工？

要了解4轴和5轴CNC加工的工作机制，就需要对3轴加工有一个清晰的认识，这仍然是当今CNC加工应用最广泛的一种形式。

典型的 3 轴 CNC 加工过程在零件创建过程中涉及三种机制。一种是主轴上下运动，另一种是左右前后移动。

三轴数控加工的局限性

3 轴 CNC 加工沿三个轴 (XYZ) 工作。虽然这是一种合适的工作方式，但它有一些严重的局限性。

一是切削工具的角度保持一致，这使得在工件难以到达的部分切削部分材料变得更加困难。此外，可能需要对一个零件进行多次设置，这会大大降低生产率。这些限制是导致 4 轴和 5 轴 CNC 加工更受欢迎的原因。

什么是四轴数控加工？

基于上述 3 轴的局限性，4 轴和 5 轴 CNC 加工变得更加流行。 4 轴 CNC 加工过程包含相同的作用机制。不过，从它的名字来看，还包含了一个额外的轴。

在 4 轴 CNC 机床中，主轴沿三个轴运动：上下、左右和前后，而工件在机床工作台上保持静止。 4轴CNC加工进一步沿X轴旋转，也称为A轴。这个额外的轴允许 4 轴 CNC 加工在涉及钻孔或切割的情况下发挥作用。

通常，4 轴 CNC 加工优于 3 轴 CNC 加工，因为它加快并提高了生产过程的精度。

什么是 5 轴 CNC 加工？

5 轴 CNC 加工过程也很像 3 轴 CNC 加工过程。但是，它具有一些非常重要的功能，可提供这两个额外的轴和更大的切割灵活性。

在 5 轴 CNC 加工中，主轴和刀具沿三个轴移动。但是，还有其他绕 X 轴（称为 A 轴）、Y 轴（称为 B 轴）和 Z 轴（称为 C 轴）的旋转。 5 轴机器可以利用其中任意两个旋转轴，具体取决于它们的配置。

基于此特性，5 轴 CNC 加工以不同的能力被采用。它可以进行铣削、车削等。因此，您只需一台机器即可处理多个零件。

· 3+2轴数控加工

3+2轴加工工艺是5轴加工工艺的一个子类型，顾名思义是介于3轴和5轴之间的一种中间地带。尽管如此，它还是一种快速高效的 5 轴加工形式。有时也称为位置 5 轴加工。

在 3+2 轴加工中，刀具的角度不会随着主轴或工作台围绕额外的两个轴旋转而改变。因此，切割工具并不总是垂直于零件，也并不总是能产生完美的切割。

但是，有一种 3+2 轴加工形式，称为 indexed 3+2轴加工。在这种形式下，切割工具的角度可以在切割之间手动调整。

· 五轴数控同步加工

在 5 轴加工中，当刀具始终保持与零件垂直时，我们就有了连续或同时的 5 轴加工。这个过程可以提供卓越的表面光洁度，并允许进入难以到达的区域。但比3+2轴加工慢。

4轴和5轴CNC加工的区别

4 轴和 5 轴 CNC 加工的主要区别在于它们拥有的额外轴，这进一步导致了其他细微的差异。

• 轴的差异

4轴CNC加工有一个额外的轴，A轴，而5轴CNC加工有两个额外的轴，根据配置可以是A轴、B轴或C轴。

• 轴旋转

4轴CNC加工允许在A轴上旋转，而5轴允许在三个轴（A轴、B轴和C轴）中的两个轴上旋转。

• 灵活性

5 轴 CNC 加工比 4 轴 CNC 加工多了一个轴。它不仅是额外的，而且还没有本地化。在此上下文中本地化意味着 4 轴 CNC 加工附加轴始终位于 X 轴上。而 5 轴 CNC 加工可以在两个 XYZ 轴上。这种额外的和非本地化的属性使 5 轴 CNC 加工在灵活性方面比 4 轴 CNC 加工更具优势。

• 费用

5轴CNC加工的特点和功能使其比4轴CNC加工成本更高。

无论它们的特定配置如何，所有 4 轴和 5 轴机器都可以比 3 轴机器以更多样化的方式和更多的角度移动其切削工具。这允许更复杂的加工操作和更高的精度，并且可以消除对多次设置的需要。

· 使用4轴和5轴CNC加工的好处

4 轴和 5 轴 CNC 加工提供了众多优势，您可以从中选择合适的。这包括提高精度、缩短设置时间以及制造更复杂零件的潜力。

其他具体优势取决于机器配置或是否使用 3+2 轴或连续 5 轴。

一般来说，3+2轴加工具有以下优势：

• 快速加工。
• 轻松设置。
• 工具干扰的可能性很小。

连续 5 轴加工具有以下优点：

• 出色的表面光洁度。
• 更好的零件访问。
• 工具磨损更少。

4轴和5轴CNC加工的应用

4轴和5轴CNC加工在与产品制造相关的许多场景中都很重要。根据您的需要，它们可用于创建具有深腔的模具、创建复杂的 3D 形状以及在不影响精度的情况下在零件的倾斜表面上进行加工。

在这两者中，5 轴 CNC 加工可用于各种零件。例如，它在叶轮和涡轮叶片等具有不适合三轴加工的轮廓表面的零件的生产中尤其占主导地位。

如何选择 4 轴和 5 轴 CNC 加工

为您的项目选择 4 轴 CNC 加工和 5 轴 CNC 加工需要了解一两件事。在两者之间进行选择时必须考虑的三个重要事项是：

· 您的预算

在预算规模上，5 轴比 4 轴成本更高，4 轴也比 3 轴成本更高。原因是从 3 到 4 再到 5 的能力、功能和特性的增加。

· 您的要求

对于复杂零件，您应该选择 5 轴 CNC 加工。但是，对于旨在生产小型和简单零件的项目，3 轴和 4 轴是理想的。

· 操作流程

轴数越高，操作就越复杂。在保证操作简单的情况下，3轴是最简单的，其次是4轴CNC加工。

结论

作为初学者，了解 4 轴 CNC 加工和 5 轴 CNC 加工之间的差异是迈向正确产品的一步。这是因为大多数 CNC 机床采用 3 轴、4 轴和 5 轴 CNC 加工工艺。所以，这篇文章讲一下这三者的区别。

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