什么是 5 轴 CNC 机床，它们是如何工作的？

花点时间想象一下，在 20 世纪初，机械师制造零件和结构将是多么具有挑战性。当时他们可以使用的最好的机床是凿子、锤子和手动车床。但在 1952 年 Richard Kegg 开发出第一台计算机数控 (CNC) 机床之后，一切都发生了变化。

从那以后，CNC加工技术不断进步，从单纯的用穿孔卡控制的三轴机床发展到更复杂的五轴数控机床。

5 轴 CNC 机床是一种加工技术，可为您制造的零件尺寸和形状提供无限可能。它具有很高的准确度和精度，并且深受顶级机械厂的信赖，可以制造出您想出的几乎所有设计。

在本文中，我们将介绍 5 轴 CNC 机床的基础知识。我们将首先解释什么是 5 轴 CNC 机床以及它是如何工作的，然后再讨论它相对于传统类型 CNC 机床的优势。

什么是 5 轴 CNC 机床？

为了帮助理解什么是 5 轴机床，我们先来解释一下轴数在 CNC 加工中的含义。

加工轴数描述了 CNC 刀具（或工件）可以移动以生产所需加工零件的方向数。例如，传统的 CNC 机床通常具有三轴计数，这意味着它们的刀具可以在 X、Y 和 Z 轴上移动——X 轴侧向移动，Y 轴垂直移动，并且在轴上来回移动。 Z轴（见图1）。

5 轴 CNC 机床通过倾斜（和旋转）夹持工件的工作台来增加这三个线性轴，如图 1 所示。这两个新的旋转轴通常称为 A 轴（或倾斜工作台轴）和C轴（或工作台旋转轴）；它们允许您加工比 3 轴 CNC 机床更复杂的几何形状。

图。 1 典型五轴数控铣床的五个轴

与其他所有 CNC 机床一样，5 轴 CNC 机床依靠计算机指令来控制刀具（和工件）的运动来制造所需的零件。

5 轴 CNC 加工过程始于设计师使用 SolidWorks 和 Autodesk Inventor 等 CAD 工具创建所需零件的 3D CAD（计算机辅助设计）模型。接下来，机械师将这个 CAD 模型导出到 CAM（计算机辅助制造）软件中，该软件将绘图转换为计算机程序（也称为 G 代码）。

G 代码包含控制刀具沿线性轴（X、Y 和 Z 轴）运动和工作台沿旋转轴（A 和 C 轴）运动以生产所需零件的指令集.

这一切都归结于法国哲学家和数学家勒内·笛卡尔。这个故事与牛顿的苹果很相似。有一天，笛卡尔正躺在床上，他注意到一只苍蝇。看着它，他意识到他可以用三个数字来描述它在房间中的位置，由变量 X、Y 和 Z 表示——我们现在称之为笛卡尔坐标系，尽管有笛卡尔逝世已经过去了 300 多年。

现在，您可能想知道另外两个是从哪里来的。除了描述苍蝇在空间中的位置外，还可以描述它的方向。所以，绕X轴滚动的苍蝇是第四轴，第五轴是绕Y轴旋转的苍蝇。也有人认为还有第六轴，绕Z轴旋转。

您为 5 轴 CNC 铣床选择的配置决定了将使用三个旋转轴中的哪一个。主要有两种配置——耳轴式机器和旋转旋转式机器。

耳轴式5轴数控铣床使用A轴绕X轴旋转，C轴绕Z轴旋转，而回转式5轴数控铣床使用B-轴绕 Y 轴旋转，C 轴绕 Z 轴旋转。

两者之间的主要区别在于旋转轴的表达方式——在耳轴式中，它通过工作台的运动发生，而在 5 轴 CNC 铣床的旋转旋转式中，通过主轴的旋转。两者都有各自的优势，所以使用哪一个主要取决于需要做什么。

使用 CNC 生产的超过一半的零件需要五面加工，这就是为什么越来越多的制造商决定将其纳入他们的服务中的原因。此外，与 3 轴加工相比，5 轴 CNC 加工具有许多优势，例如：

由于它有五个轴，5 轴 CNC 机床允许您设置一次工件；然后机器处理创建所需零件所需的每一个加工操作。这与传统的 3 轴机器完全不同，传统的 3 轴机器需要多个机器设置来制造复杂的几何形状。

5 轴 CNC 机床的单一设置特性使您可以快速加工复杂零件，同时降低成本并减少传统 CNC 机床中普遍存在的错误。

5 轴 CNC 机床的第四轴和第五轴可让您将工件更靠近刀具。这意味着您可以使用更短的切削刀具，这些刀具不易受振动影响，并且可以让您获得更好的表面光洁度。

由于运动灵活性，5 轴 CNC 机器比 3 轴机器更精确，这就是为什么它们不仅可以生产更光滑的零件，而且还可以生产对于 3 轴机器来说过于复杂的零件。

5轴CNC加工可用于生产许多3轴加工根本不适合的零件。

虽然使用 5 轴 CNC 加工有更多好处，但这些是最重要的。

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5 轴 CNC 加工可用于生产用于许多不同行业的零件，因为它们的效率和生产复杂形状的能力。以下是一些最常利用该技术的行业示例：

航天 – 这个行业需要非常精密的机器，因为形状非常复杂和独特。
医疗 – 5 轴 CNC 加工可以帮助医疗设备制造商生产设备、植入物以及其他需要超精密制造的设备，以满足趋于严格的医疗保健标准（理所当然） .
军事 – 另一个使用 5 轴 CNC 加工来生产所需零件的行业。一些可能的应用包括潜艇零件、高性能发动机零件、涡轮机和压缩机叶片、智能武器、传感器、隐形应用，在某些情况下还包括核武器。
能源设备 – 生产能源设备的零件通常需要使用难以加工的材料。借助 5 轴 CNC 加工，您可以让整个过程变得更轻松、更高效。

既然您至少对 5 轴 CNC 加工有所了解，那么您可以继续使用 5 轴 CNC 机床来制造几乎任何您想出的设计，对吧？绝对不是！

毫无疑问，5 轴 CNC 机床简化了复杂零件的制造。但是，并非所有设计都值得使用 5 轴机床进行创建。例如，使用 3 轴或 4 轴 CNC 机床制造高精度孔、切口和型腔可能会更好。这就是为什么我们始终建议您在投入制造之前咨询 CNC 加工专家。

Gensun Precision Machining是亚洲乃至全球的顶级CNC加工服务提供商。我们不仅拥有 CNC 加工专家和工程师，而且还拥有广泛的先进 CNC 加工技术，包括 3 轴、4 轴和 5 轴 CNC 机床。

告诉我们您的项目，以便我们帮助您确定最适合您需求的加工技术。

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