三轴、四轴、五轴加工中心有什么区别?
五轴加工中心相比三轴、四轴加工中心优势:
加工精度高
五轴加工中心的加工精度,一般可达到0.001~0.1mm,五轴加工中心是按数字信号形式控制的,数控装置每输出一个脉冲信号,则机床移动部件移动一个脉冲当量(一般为0.001mm),而且机床进给传动链的反向间隙与丝杠螺距平均误差可由数控装置进行补偿,因此,五轴加工中心定位精度比较高。
加工质量稳定、可靠
加工同一批零件,在同一机床,在相同加工条件下,使用相同刀具和加工程序,刀具的走刀轨迹完全相同,零件的一致性好,质量稳定。
生产率高
五轴加工中心可有效地减少零件的加工时间和辅助时间,五轴加工中心的主轴转速和进给量的范围大,允许机床进行大切削量的强力切削,五轴加工中心目前正进入高速加工时代,五轴加工中心移动部件的快速移动和定位及高速切削加工,减少了半成品的工序间周转时间,提高了生产效率。
具有高度柔性
在五轴加工中心上加工零件,主要取决于加工程序,它与普通机床不同,不必制造、*换许多工具、夹具,不需要经常调整机床。因此,五轴加工中心适用于零件频繁*换的场合。也就是适合单件、小批生产及新产品的开发,缩短了生产准备周期,节省了大量工艺设备的费用。
利于生产管理现代化
五轴加工中心的加工,可预先精确估计加工时间,所使用的刀具、夹具可进行规范化、现代化管理。五轴加工中心使用数字信号与标准代码为控制信息,易于实现加工信息的标准化,目前已与计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)有机地结合起来,是现代集成制造技术的基础.
三轴加工中心的的作用及优点:
立式加工中心(三轴)最有效的加工面仅为工件的顶面,卧式加工中心借助回转工作台,也只能完成工件的四面加工。目前高档的加工中心正朝着五轴控制的方向发展,工件一次装夹就可完成五面体的加工。如配置上五轴联动的高档数控系统,还可以对复杂的空间曲面进行高精度加工。
四轴联动加工
所谓四轴联动加工 一般是加了一个旋转轴, 通常称为第四轴。一般的机床只有三轴也就是工件平台能左右( 1 轴)前后( 2 轴)主轴刀头( 3 轴)移动,用于切削工件,第四轴就是在移动的平台上加装一个可以 360 度旋转的电动分度头!这样可以自动分度打斜孔,铣斜边等等,而不用二次装夹流失精度。
四轴联动加工特点:
(1).三轴联动加工机床无法加工到的或需要装夹过长
(2).提高自由空间曲面的精度、质量和效率
(3).四轴与三轴的区别 ; 四轴区别与三轴多一个旋转轴四轴坐标的确立及
其代码的表示:
Z 轴的确定:机床主轴轴线方向或者装夹工件的工作台垂直方向为 Z 轴 X 轴的确定:与工件安装面平行的水平面或者在水平面内选择垂直与工件的旋转轴线的方向为 X 轴,远离主轴轴线的方向为正方向。
立式五轴加工中心
这类加工中心的回转轴有两种方式,一种是工作台回转轴。
设置在床身上的工作台可以环绕X 轴回转,定义为 A 轴,A 轴一般工作范围 +30 度至 -120 度。工作台的中间还设有一个回转台,在图示的位置上环绕 Z 轴回转, 定义为 C 轴,C 轴都是 360 度回转。 这样通过 A 轴与 C轴的组合, 固定在工作台上的工件除了底面之外, 其余的五个面都可以由立式主轴进行加工。A 轴和 C 轴最小分度值一般为 0.001 度,这样又可以把工件细分成任意角度, 加工出倾斜面、倾斜孔等。
A 轴和 C 轴如与 XYZ 三直线轴实现联动,就可加工出复杂的空间曲面,当然这需要高档的数控系统、伺服系统以及软件的支持。这种设置方式的优点是主轴的结构比较简单,主轴刚性非常好,制造成本比较低。
但一般工作台不能设计太大,承重也较小,特别是当 A 轴回转大于等于 90 度时,工件切削时会对工作台带来很大的承载力矩。
主轴前端是一个回转头,能自行环绕 Z 轴 360 度,成为 C 轴,回转头上还带可环绕 X 轴旋转的 A 轴,一般可达 ±90 度以上,实现上述同样的功能,这种设置方式的优点是主轴加工非常灵活,工作台也可以设计的非常大,客机庞大的机身、巨大的发动机壳都可以在这类加工中心上加工。
这种设计还有一大优点:我们在使用球面铣刀加工曲面时,当刀具中心线垂直于加工面时,由于球面铣刀的顶点线速度为零,顶点切出的工件表面质量会很差,采用主轴回转的设计,令主轴相对工件转过一个角度,使球面铣刀避开顶点切削,保证有一定的线速度,可提高表面加工质量。这种结构非常受模具高精度曲面加工的欢迎,这是工作台回转式加工中心难以做到的。为了达到回转的高精度,高档的回转轴还配置了圆光栅尺反馈,分度精度都在几秒以内,当然这类主轴的回转结构比较复杂,制造成本也较高。
主轴回转的立式五轴加工中心
立式加工中心的主轴重力向下,轴承高速空运转的径向受力是均等的,回转特性很好,因此可提高转速,一般高速可达 1,2000r/min 以上,实用的最高转速已达到 4,0000 转。主轴系统都配有循环冷却装置,循环冷却油带走高速回转产生的热量,通过制冷器降到合适的温度,再流回主轴系统。
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