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五轴联动和五轴定位加工有哪些区别

发布时间: 2021-06-30
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  提到“五轴联动和五轴定位加工”突然发现这两个词儿有时会让很多加工行业内的人弄混淆,所以今天特别写了这篇文章和想学习的你一起学习下。目前加工中,绝大多数的任务都是可以三轴完成的,粗略估计个数85%。只有余下的15%需要用到五轴加工,而五轴加工中3+2加工又占了这15%的至少80%,也就是总数的12%,只有剩下的3%是需要用到五轴联动加工的,这里的五轴联动包含了四轴联动的情形,主要加工的零件也就是叶轮,叶片,航空薄壁件,少数工业设计产品等。


  按照是否支持联动旋转运动,五轴机床可以分为五轴联动机床和五轴定位机床。两者的区别在于,后者仅仅能满足3+2的需求,而前者是联动和非联动的加工活计全能完成。


  1. 3+2定位加工


  先了解一个概念固定轴加工和多轴加工。


  固定轴加工:刀轴或者工件的方位是固定的,且加工过程中,刀轴或者工件的方位不会发生变化。


  多轴加工:多轴加工时相对于固定轴【三轴】而言的,因而则意味着加工过程中至少包含有一条旋转轴参与运动。但注意旋转轴参与运动并不是意味着,旋转轴就一定和平动轴发生联动参与加工。相反很多时候,旋转轴是起到定位作用的。这是的加工就是我们上面提到的3+2加工,其加工主要的对象有绝大多数的机械零件,如汽车减速箱箱体,发动机壳体等。


  在一个三轴铣削程序执行时,使用五轴机床的两个旋转轴将切削刀具固定在一个倾斜的位置,3+2加工技术的名字也由此而来,这也叫做定位五轴机床,因为第四个轴和第五个轴是用来确定在固定位置上刀具的方向,而不是在加工过程中连续不断。


  3+2定位加工的原理实质上就是三轴功能在特定角度(即“定位”)上的实现,简单地说,就是当机床转了角度以后,还是以普通三轴的方式进行加工。


  2. 什么是5轴联动加工


  根据ISO的规定,在描述数控机床的运动时,采用左手直角坐标系;其中平行于主轴的坐标轴定义为Z轴,绕X、Y、Z轴的旋转坐标分别为A、B、C。通常五轴联动是指X、Y、Z、A、B中任意5个坐标的线性插补运动。


  3. 3+2定位与5轴联动的区别:


  3+2定位加工与5轴联动加工适用的行业对象不同,5轴联动加工适合曲面加工,3+2定位加工适合于平面加工。


  3+2定位加工的优势:


  1)可以使用更短的,刚性更高的切削刀具。


  2)刀具可以与表面形成一定的角度,主轴头可以伸得更低,离工件更近。


  3)刀具移动距离更短,程序代码更少。


  3+2定位加工的局限性:


  3+2定位加工通常被认为是设置一个对主轴的常量角度。复杂工件可能要求许多个倾斜视图以覆盖整个工件,但这样会导致刀具路径重叠,从而增加加工时间。


  5轴联动加工的优势:


  加工时无需特殊夹具,降低了夹具的成本,避免了多次装夹,提高模具加工精度。


  减少夹具的使用数量。


  加工中省去许多特殊刀具,从而降低了刀具成本。


  在加工中能增加刀具的有效切削刃长度,减小切削力,提高刀具使用寿命,降低成本。


  5轴联动的局限性:


  相比3+2定位,其主轴刚性要差一些。


  有些情况不宜采用五轴方案,比如刀具太短,或刀柄太大,使任何倾斜角的工况下都不能避免振动。


  相比3轴机床,加工精度误差大。


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