日本大隈五軸機床 | 一文詳解五軸數控加工的分類(lèi)、優(yōu)勢和應用

　　隨著(zhù)科技的不斷進(jìn)步，五軸數控技術(shù)作為一項重要的制造技術(shù)不斷蓬勃發(fā)展，已經(jīng)成為現代制造業(yè)中必不可少的一部分。

　　五軸聯(lián)動(dòng)數控機床是一種科技含量高、精密度高、專(zhuān)門(mén)用于加工復雜曲面的機床，這種機床系統對一個(gè)國家的航空、航天、軍事、科研、精密器械、高精醫療設備等等行業(yè)有著(zhù)舉足輕重的影響力。

　　五軸聯(lián)動(dòng)數控機床系統是解決葉輪、葉片、船用螺旋槳、重型發(fā)電機轉子、汽輪機轉子、大型柴油機曲軸等等加工的手段。

　　五軸數控技術(shù)以其高精度、高效率等優(yōu)勢，實(shí)現在不同行業(yè)中的廣泛應用，下面我們就來(lái)詳細介紹一下。

　　1、多軸加工的基本概念

　　多軸加工通常是指4軸和4軸以上聯(lián)動(dòng)加工。

　　相對于傳統的三軸加工而言，多軸加工改變了加工模式，增強了加工能力，提高了加工零件的復雜度和精度，解決了許多復雜零件的加工難題，高速和多軸加工技術(shù)的結合，多軸數控銑削加工在很多領(lǐng)域都替代了原先效率很低的復雜零件的電火花和電脈沖加工，多軸數控銑常常用于具有復雜曲面零件和大型精密模具的精加工，多軸加工技術(shù)已經(jīng)廣泛應用于航空航天、船舶、大型模具制造及軍工領(lǐng)域，是目前復雜零件型面精加工的主要解決方法。

　　2、五軸聯(lián)動(dòng)數控的分類(lèi)

　　主要可分為搖籃式、立式、臥式、NC工作臺+NC分度頭、NC工作臺+90°B軸、NC工作臺+45°B軸、NC工作臺+A軸、二軸NC 主軸等。

　　(1)雙擺頭形式（+A ,+C）

　　(2)俯垂型擺頭式（+B ,+C 刀具）

　　(3)雙轉臺形式(NC工作臺)

　　(4)俯垂型工作臺式（+B ,+CNC工作臺）

　　(5)一擺一轉形式（+A ,NC工作臺）

　　3、五軸加工的眾多優(yōu)點(diǎn)

　　說(shuō)起五軸機床的特點(diǎn)，就要和傳統的三軸設備來(lái)比較。

　　生產(chǎn)中三軸加工設備比較常見(jiàn)，有立式、臥式及龍門(mén)等幾種形式。

　　常見(jiàn)的加工方法有立銑刀端刃加工、側刃加工，球頭刀的仿形加工等。

　　但無(wú)論哪種形式和方法都有著(zhù)一個(gè)共同的特點(diǎn)，就是在加工過(guò)程中刀軸方向始終保持不變，機床只能通過(guò)X、Y、Z 三個(gè)線(xiàn)性軸的插補來(lái)實(shí)現刀具在空間直角坐標系中的運動(dòng)。

　　所以，在面對下面這些產(chǎn)品時(shí)，三軸機床效率低、加工表面質(zhì)量差甚至無(wú)法加工的弊端就暴露出來(lái)了。

　　與三軸數控加工設備相比，五聯(lián)動(dòng)數控機床有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　1. 保持刀具最佳切削狀態(tài)，改善切削條件

　　如上圖，在左圖中三軸切削方式，當切削刀具向頂端或工件邊緣移動(dòng)時(shí)，切削狀態(tài)逐漸變差。

　　而要在此處也保持最佳切削狀態(tài)，就需要旋轉工作臺。

　　而如果我們要完整加工一個(gè)不規則平面，就必須將工作臺以不同方向旋轉多次。

　　可以看見(jiàn)，五軸機床還可以避免球頭銑刀中心點(diǎn)線(xiàn)速度為0的情況，獲得更好的表面質(zhì)量。

　　2. 有效避免刀具干涉

　　針對航空航天領(lǐng)域內應用的葉輪、葉片和整體葉盤(pán)等零件的加工，三軸設備由于干涉原因無(wú)法滿(mǎn)足工藝要求，而五軸機床就可以滿(mǎn)足。

　　同時(shí)五軸機床還可以使用更短的刀具進(jìn)行加工，提升系統剛性，減少刀具的數量，避免了專(zhuān)用刀具的產(chǎn)生。

　　3. 減少裝夾次數，一次裝夾完成五面加工

　　可以看出五軸加工中心還可以減少基準轉換，提高加工精度。

　　在實(shí)際加工中，只需一次裝夾，加工精度更容易得到保證。

　　同時(shí)五軸加工中心由于過(guò)程鏈的縮短和設備數量的減少，工裝夾具數量、車(chē)間占地面積和設備維護費用也隨之減少。

　　這意味著(zhù)您可以用更少的夾具，更少的廠(chǎng)房面積和維護費用，來(lái)完成更高效更高質(zhì)量的加工！

　　4. 提高加工質(zhì)量和效率

　　五軸機床可以采用刀具側刃切削，加工效率更高。

　　5. 縮短生產(chǎn)過(guò)程鏈，簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理

　　五軸數控機床的完整加工大大縮短了生產(chǎn)過(guò)程鏈，可以使生產(chǎn)管理和計劃調度簡(jiǎn)化。

　　工件越復雜，它相對傳統工序分散的生產(chǎn)方法的優(yōu)勢就越明顯。

　　6. 縮短新產(chǎn)品研發(fā)周期

　　對于航空航天、汽車(chē)等領(lǐng)域的企業(yè)，有的新產(chǎn)品零件及成型模具形狀很復雜，精度要求也很高，因此具備高柔性、高精度、高集成性和完整加工能力的五軸數控加工中心可以很好地解決新產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中復雜零件加工的精度和周期問(wèn)題，大大縮短研發(fā)周期和提高新產(chǎn)品的成功率。

　　綜上所述，五軸機床實(shí)在是有太多太多優(yōu)點(diǎn)，但是五軸機床刀具姿態(tài)控制、數控系統、CAM編程和后處理都要比三軸機床復雜的多！

　　4、在制造業(yè)中的應用和重要性

　　五軸加工技術(shù)首先是應用在具有復雜曲面的零件的加工上，特別在解決葉輪、葉片、船用螺旋槳、大型柴油機曲軸等方面具有獨特的優(yōu)勢。

　　因此，高精度高速五軸聯(lián)動(dòng)數控機床對于一個(gè)國家的軍事、航空航天、精密醫療設備、科學(xué)研究、精密儀器等行業(yè)有著(zhù)舉足輕重的影響力，同時(shí)，由于刀具、驅動(dòng)、控制和機床等技術(shù)的不斷進(jìn)步，高速加工和高效加工，特別是高速硬銑已在模具制造業(yè)中得到了廣泛應用和推廣，傳統的電火花加工在很多場(chǎng)合已被高速硬銑所替代。

　　成功的五軸加工應用?不僅僅是買(mǎi)到五軸加工中心和某些五軸CAM軟件就行了，加工中心必須適合加工模具。

　　當考慮到五軸加工時(shí)，必須考慮利用五軸加工模具的目標是：

　　盡可能用最短的切削工具完成整個(gè)工件的加工，也包括減少編程、裝夾和加工時(shí)間，但能得到更加完美的表面質(zhì)量。

　　在現代制造業(yè)中，五軸數控技術(shù)扮演著(zhù)至關(guān)重要的角色。

　　它的重要性主要體現在以下幾個(gè)方面：

　?。?）提升產(chǎn)品質(zhì)量和精度

　　五軸聯(lián)動(dòng)數控機床可以實(shí)現對復雜曲面的加工，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和精度。

　　在高精度零部件加工中，五軸數控機床可以確保產(chǎn)品的尺寸精度和表面光潔度，滿(mǎn)足客戶(hù)對精密零件的要求。

　?。?）提高生產(chǎn)效率和降低成本

　　零件加工時(shí)可以在一臺機床上完成多個(gè)加工步驟，減少了零件的夾持次數和工裝更換時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。

　　同時(shí)，精確的加工過(guò)程可以減少零件的廢品率，降低了制造成本，提升了企業(yè)的競爭力。

　?。?） 實(shí)現復雜零件加工

　　隨著(zhù)產(chǎn)品設計的復雜化和多樣化，對加工設備的要求也越來(lái)越高。

　　五軸數控技術(shù)通過(guò)多軸同時(shí)工作、多面加工等特性，可以實(shí)現對復雜零件的高效加工，適應了市場(chǎng)對多樣化、個(gè)性化產(chǎn)品的需求。

　?。?）推動(dòng)制造業(yè)智能化發(fā)展

　　五軸數控技術(shù)作為數字化制造的重要組成部分，促進(jìn)了制造業(yè)的智能化發(fā)展。

　　通過(guò)與人工智能、大數據等技術(shù)的結合，五軸數控機床可以實(shí)現智能化運行、自動(dòng)化加工，提高了生產(chǎn)線(xiàn)的智能程度和生產(chǎn)效率。