五軸對(duì)外加工 | 三軸、四軸、五軸加工中心有何區(qū)別？

　　01、三軸加工中心

　　?三軸加工中心的的作用及優(yōu)點(diǎn)

　　立式加工中心（三軸）最有效的加工面僅為工件的頂面，臥式加工中心借助回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，也只能完成工件的四面加工。目前高檔的加工中心正朝著五軸控制的方向發(fā)展，工件一次裝夾就可完成五面體的加工。如配置上五軸聯(lián)動(dòng)的高檔數(shù)控系統(tǒng)，還可以對(duì)復(fù)雜的空間曲面進(jìn)行高精度加工。

　　02、四軸聯(lián)動(dòng)加工

　　所謂四軸聯(lián)動(dòng)加工，一般是加了一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，通常稱為第四軸。一般的機(jī)床只有三軸也就是工件平臺(tái)能左右（ 1 軸）前后（ 2 軸）主軸刀頭（ 3 軸）移動(dòng)，用于切削工件，第四軸就是在移動(dòng)的平臺(tái)上加裝一個(gè)可以 360 度旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)分度頭！這樣可以自動(dòng)分度打斜孔，銑斜邊等等，而不用二次裝夾流失精度。

　　?四軸聯(lián)動(dòng)加工特點(diǎn)：

　　（1）由于旋轉(zhuǎn)軸的參與，使得無(wú)缺陷曲面的加工成為可能，大大提高了自由空間曲面的加工精度、質(zhì)量和效率；

　　（2）三軸加工機(jī)床加工不能加工或需要夾緊過長(zhǎng)的工件（如長(zhǎng)軸軸表面加工），它可以通過四軸轉(zhuǎn)臺(tái)完成，縮短了夾緊時(shí)間，減少了加工步驟，盡可能通過一次定位停止多步加工，減少定位誤差；

　?。?）大大提高了刀具性能，延長(zhǎng)了刀具壽命，有利于提高生產(chǎn)集中度

　　?四軸坐標(biāo)的確立：

　　Z 軸的確定：機(jī)床主軸軸線方向或者裝夾工件的工作臺(tái)垂直方向?yàn)?Z 軸 。

　　X 軸的確定：與工件安裝面平行的水平面或者在水平面內(nèi)選擇垂直與工件的旋轉(zhuǎn)軸線的方向?yàn)?X 軸，遠(yuǎn)離主軸軸線的方向?yàn)檎较颉?/span>

　　03、五軸加工中心

　　五軸加工中心根據(jù)結(jié)構(gòu)不同分為立式五軸加工中心和臥式五軸加工中心，它們各有什么特點(diǎn)呢？

　　?立式五軸加工中心

　　這類加工中心的回轉(zhuǎn)軸有兩種方式，一種是工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸。

　　設(shè)置在床身上的工作臺(tái)可以環(huán)繞X軸回轉(zhuǎn)，定義為A軸，A軸一般工作范圍+30度至-120度。工作臺(tái)的中間還設(shè)有一個(gè)回轉(zhuǎn)臺(tái)，在圖示的位置上環(huán)繞Z軸回轉(zhuǎn)， 定義為C軸，C軸都是 360 度回轉(zhuǎn)。 這樣通過A軸與C軸的組合， 固定在工作臺(tái)上的工件除了底面之外， 其余的五個(gè)面都可以由立式主軸進(jìn)行加工。A軸和C軸最小分度值一般為0.001度，這樣又可以把工件細(xì)分成任意角度， 加工出傾斜面、傾斜孔等。

　　A軸和C軸如與XYZ三直線軸實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，就可加工出復(fù)雜的空間曲面，當(dāng)然這需要高檔的數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)以及軟件的支持。這種設(shè)置方式的優(yōu)點(diǎn)是主軸的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，主軸剛性非常好，制造成本比較低。

　　但一般工作臺(tái)不能設(shè)計(jì)太大，承重也較小，特別是當(dāng)A軸回轉(zhuǎn)大于等于90度時(shí)，工件切削時(shí)會(huì)對(duì)工作臺(tái)帶來(lái)很大的承載力矩。

　　主軸前端是一個(gè)回轉(zhuǎn)頭，能自行環(huán)繞Z軸360度，成為C軸，回轉(zhuǎn)頭上還帶可環(huán)繞X軸旋轉(zhuǎn)的A軸，一般可達(dá)±90度以上，實(shí)現(xiàn)上述同樣的功能，這種設(shè)置方式的優(yōu)點(diǎn)是主軸加工非常靈活，工作臺(tái)也可以設(shè)計(jì)的非常大，客機(jī)龐大的機(jī)身、巨大的發(fā)動(dòng)機(jī)殼都可以在這類加工中心上加工。

　　這種設(shè)計(jì)還有一大優(yōu)點(diǎn)：我們?cè)谑褂们蛎驺姷都庸で鏁r(shí)，當(dāng)?shù)毒咧行木€垂直于加工面時(shí)，由于球面銑刀的頂點(diǎn)線速度為零，頂點(diǎn)切出的工件表面質(zhì)量會(huì)很差，采用主軸回轉(zhuǎn)的設(shè)計(jì)，令主軸相對(duì)工件轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，使球面銑刀避開頂點(diǎn)切削，保證有一定的線速度，可提高表面加工質(zhì)量。這種結(jié)構(gòu)非常受模具高精度曲面加工的歡迎，這是工作臺(tái)回轉(zhuǎn)式加工中心難以做到的。為了達(dá)到回轉(zhuǎn)的高精度，高檔的回轉(zhuǎn)軸還配置了圓光柵尺反饋，分度精度都在幾秒以內(nèi)，當(dāng)然這類主軸的回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造成本也較高。

　　另一種是依靠立式主軸頭的回轉(zhuǎn)。

　　立式加工中心的主軸重力向下，軸承高速空運(yùn)轉(zhuǎn)的徑向受力是均等的，回轉(zhuǎn)特性很好，因此可提高轉(zhuǎn)速，一般高速可達(dá) 1,2000r/min 以上，實(shí)用的最高轉(zhuǎn)速已達(dá)到 4,0000 轉(zhuǎn)。主軸系統(tǒng)都配有循環(huán)冷卻裝置，循環(huán)冷卻油帶走高速回轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量，通過制冷器降到合適的溫度，再流回主軸系統(tǒng)。

　　X、Y、Z 三直線軸也可采用直線光柵尺反饋，雙向定位精度在微米級(jí)以內(nèi)。由于快速進(jìn)給達(dá)到 40～60m/min 以上， X、 Y、 Z 軸的滾珠絲杠大多采用中心式冷卻，同主軸系統(tǒng)一樣，由經(jīng)過制冷的循環(huán)油流過滾珠絲杠的中心，帶走熱量。

　　?臥式五軸加工中心

　　此類加工中心的回轉(zhuǎn)軸也有兩種方式，一種是臥式主軸擺動(dòng)作為一個(gè)回轉(zhuǎn)軸，再加上工作臺(tái)的一個(gè)回轉(zhuǎn)軸，實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動(dòng)加工。

　　這種設(shè)置方式簡(jiǎn)便靈活，如需要主軸立、臥轉(zhuǎn)換，工作臺(tái)只需分度定位，即可簡(jiǎn)單地配置為立、臥轉(zhuǎn)換的三軸加工中心。由主軸立、臥轉(zhuǎn)換配合工作臺(tái)分度， 對(duì)工件實(shí)現(xiàn)五面體加工， 制造成本降低， 又非常實(shí)用。 也可對(duì)工作臺(tái)設(shè)置數(shù)控軸，最小分度值 0.001 度，但不作聯(lián)動(dòng)，成為立、臥轉(zhuǎn)換的四軸加工中心，適應(yīng)不同加工要求，價(jià)格非常具有競(jìng)爭(zhēng)力。

　　另一種為傳統(tǒng)的工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸，設(shè)置在床身上的工作臺(tái)A軸一般工作范圍+20度至-100度。工作臺(tái)的中間也設(shè)有一個(gè)回轉(zhuǎn)臺(tái)B軸，B軸可雙向360度回轉(zhuǎn)。 這種臥式五軸加工中心的聯(lián)動(dòng)特性比第一種方式好，常用于加工大型葉輪的復(fù)雜曲面?；剞D(zhuǎn)軸也可配置圓光柵尺反饋，分度精度達(dá)到幾秒，當(dāng)然這種回轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，價(jià)格也昂貴。

　　?立式加工中心和臥式加工中心的區(qū)別 :

　?、俳Y(jié)構(gòu)不同：臥式加工中心的主軸（進(jìn)給軸）是平行于地面，而立式加工中心的主軸（進(jìn)給軸）是垂直于地面的。

　?、诠ぷ髋_(tái)不同：立式加工中心工作臺(tái)通常為十字滑臺(tái)結(jié)構(gòu)的T型槽工作臺(tái)，有兩套運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)相互垂直方向的移動(dòng)，X向進(jìn)給的工作臺(tái)覆蓋在負(fù)責(zé)Y向進(jìn)給的導(dǎo)軌之上，而臥式加工中心的工作臺(tái)，只設(shè)計(jì)成X或Y向運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)形式一般是點(diǎn)陣螺孔臺(tái)面的旋轉(zhuǎn)式工作臺(tái)，相對(duì)較容易選裝交換式雙工作臺(tái)。