3 轴与 5 轴 CNC 加工 - 您需要了解的内容

计算机数控 (CNC) 加工是一种减材制造工艺，使制造商能够准确且经济高效地制造高精度零件。 CNC 加工使用切削工具从工件上去除多余的原材料，从而用塑料、金属和复合材料等材料制造出精密的成品。

如今，产品团队在多轴加工方面有很多选择，从 3 轴到 5 轴甚至 9 轴加工。每种类型有什么区别？在本文中，我们将分解两种流行的 CNC 加工类型（3 轴与 5 轴）之间的主要相似之处和不同之处，并解释何时使用其中一种可能有意义。

三轴加工

操作员将铣削指令输入计算机后，三轴数控机床将自动完成任务，使用刀具沿三个轴——X、Y、Z，或从左到右、从前到后进行切削, 和上下。 CNC 铣削和 CNC 车削都属于 3 轴加工的范畴。但是，它们的功能略有不同。

使用 3 轴 CNC 铣床时，材料块保持固定在虎钳或机床床上。旋转钻头或切削工具连接到主轴并沿 X、Y 和 Z 轴移动，去除刨花以准确形成最终部件。三轴数控铣床非常适合生产大多数几何形状和简单零件。

相比之下，在 CNC 车削过程中，工件连接到旋转的主轴上，而车床则对部件进行成型。当夹持工件的主轴旋转时，中心钻或切削工具会跟踪组件的外周和内周，或沿中心轴创建孔。与数控铣床相比，数控车床生产零件的速度更快，单位成本更低，有利于大批量生产。

由于 3 轴 CNC 机床只能沿三个轴进行切割，因此它可能难以处理非常规形状或具有难以触及的深而窄型腔的设计。在加工复杂几何形状的零件时，操作人员可能不得不手动重新定位工件，这会减慢加工速度，增加人工和加工费用，并导致成品不够完美。

5 轴加工

5 轴机床依赖于沿五个不同方向（X、Y 和 Z 以及 A 和 B）移动的刀具，刀具围绕这些方向旋转。使用 5 轴 CNC 机床，操作员可以在一次操作中从各个方向接近零件，无需在操作之间手动重新定位工件。 5 轴 CNC 加工可节省时间，非常适合制造复杂而精确的零件，例如医疗、石油和天然气以及航空航天工业中的零件。产品团队应该了解几种不同类型的 5 轴机床，包括索引 5 轴 CNC 机床、连续 5 轴 CNC 机床和铣车 CNC 中心。

与 3 轴 CNC 铣削一样，刀具仅沿三个轴移动，在分度 5 轴 CNC 加工中不会与工件保持连续接触。然而，加工台和刀头可以在操作之间自动在两个方向上旋转。索引 5 轴加工非常适合制造外壳、夹具和固定装置。在速度、精度和处理复杂几何形状的能力方面，它介于 3 轴 CNC 铣削和连续 5 轴 CNC 加工之间。

在连续 5 轴 CNC 加工中，刀具和工件可以在操作过程中同时旋转和移动，从而节省时间并允许操作员制造具有有机表面的复杂几何形状。连续 5 轴 CNC 加工可提高表面光洁度、速度和尺寸稳定性，但它的单件成本最高。

车床 CNC 中心实际上与 CNC 车床相同，但有一个例外——它们配备了 CNC 铣削设备。工件连接到主轴上，当切削工具从中去除材料时，主轴可以旋转或保持静止。通过将 CNC 车床的元件与铣刀相结合，铣车 CNC 中心可提供高水平的精度和几何形状的多功能性，非常适合制造具有松散旋转对称性的零件，例如凸轮轴或离心压缩机。

这些类型的 5 轴 CNC 铣床不仅在加工更深的零件和硬化材料时提供更高的精度，而且还提供更高的产量和更快的加工速度。但是，由于需要专门的设备和需要专业工人，5 轴加工成本更高。

3 轴加工与 5 轴加工

3轴和5轴铣床的主要区别在于，前者可以从三轴加工工件，而后者可以从五轴加工。两者都是高度通用、自动化和可复制的生产流程，使您能够快速且经济高效地创建准确的组件。但是，出于各种原因，您可能会选择使用其中一种。

如果您预算有限或只需要切割平面，则 3 轴机器可能是您的最佳选择。除了比五轴机器更实惠之外，三轴机器更易于编程，因此您不必承担与昂贵的专业程序员和操作员合作的成本。此外，3 轴加工的准备时间更短。

如果您需要生产更深的零件或具有复杂几何形状的零件，您可能需要使用 5 轴加工。使用 5 轴机床，您可以从各个方向加工工件 — 无需手动旋转。借助 5 轴加工，您将获得更高的产量、更高的精度和更大的运动自由度，以及更快地制造更大零件的能力。

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