Leave Your Message

五軸加工和三軸加工有什麼差別?

2025-12-24

在汽車和航空航太等行業,對高精度零件的製造需求日益增長。為了滿足這些需求,3+2軸數控加工能夠實現高品質、高效率的零件生產。與全軸數控加工相比,它在不增加複雜性的前提下實現了這些優勢。 五軸加工

本文將介紹什麼是3+2軸數控加工及其基本知識,並探討此重要加工方法的優點與應用。

1. 了解CNC加工軸
cnc technologies.jpg

數控機床根據其旋轉運動和直線運動進行分類。直線運動主要有三種:X軸(左右)、Y軸(前後)和Z軸(上下)。為了將刀具定位到不同的角度,現代CNC系統還包含旋轉軸(A軸、B軸和C軸)。 A軸繞X軸旋轉,B軸繞Y軸旋轉,C軸繞Z軸旋轉。

僅具備三個軸(X、Y 和 Z 軸)的工具機通常用於在單一平面內加工簡單的零件。增加第四軸(A 軸)可以透過旋轉工件實現多面加工。同時,五軸機床還包括 B 軸和 C 軸,可同時實現刀具的旋轉和直線運動。這項特性使得加工複雜形狀的工件只需更少的設定即可完成。

2. 3+2軸數控加工

3+2軸數控加工,通常被稱為定位加工 五軸加工此加工中心結合了傳統三軸銑削的精度和另外兩個旋轉軸(A軸和B軸)。在這種方法中,工件被定位並鎖定在特定角度,而不是連續旋轉。這種結構允許在固定定位的情況下進行多面加工。

工業精度.jpg
3. 三軸+兩軸加工的工作原理
快速精密製造.jpg

3+2軸加工是介於基本三軸銑削和五軸聯動加工之間的解決方案。以下是該工藝的一些細節介紹。

1. 機器配置和設定

首先將工件安裝在傾斜旋轉軸頸或旋轉工作台上。該裝置提供兩個額外的旋轉軸(通常為 A 軸和 B 軸)。與五軸機床不同,這些旋轉軸並非持續運動。相反,它們透過液壓夾具或伺服馬達鎖定在固定角度,例如 30°、45° 或 90°。

然後主軸將切削刀具定位到與待加工表面垂直的位置。這種佈置方式可以使用較小、較硬的刀具,從而減少刀具的振動和撓曲。

2. 處理過程

固定好座標軸後,CNC工具機沿X、Y、Z軸進行三軸銑削加工。整個切削過程中角度方向保持不變。

為了加工零件的多個面,旋轉軸會在加工工序之間重新定位工件。這種重新定位方式無需人工重做。利用這種分度切削機構,只需一次裝夾即可加工出諸如深腔或倒角等複雜特徵。

4. 三軸+兩軸加工的優勢
cnc 雕刻機車間.jpg
1. 更便利的工具使用

3+2軸加工利用兩個旋轉軸將刀具定位到特定角度。這種定位方式可讓您使用更堅固、更小的刀具來處理難以加工的區域,例如陡峭的壁面和深腔。由於刀具尺寸較小,變形也較小,因此在加工複雜幾何形狀時可以獲得更高的尺寸精度。

2. 成本效益

與五軸聯動加工相比,3+2軸加工所需的編程更簡單,初始成本更低。此外,這種方法還能減少材料浪費和刀具磨損,進一步降低整體生產成本。

3. 提高精度和表面光潔度

在3+2軸加工中,由於切削刀具固定在最佳位置,顫動和振動得以減少。因此,加工零件具有更嚴格的尺寸公差和更好的表面光潔度。

4. 縮短設定時間,提高效率

在3+2加工中,無需重複重新定位工件即可加工多個表面。這種加工方法可以縮短加工週期,並提高生產效率。

5. 3+2軸加工的應用
1. 汽車業
cnc鋁製零件.jpg

汽車產業通常採用3+2軸加工來生產複雜的零件,例如閥體、變速箱殼體和引擎零件。這項技術對於高性能汽車應用非常有效,因為它能夠縮短夾緊時間並提高生產效率。

2. 醫療業

在醫療領域,3+2軸加工對於製造手術器械和植入物(例如膝關節和髖關節置換假體)至關重要。此工藝實現的精度確保了產品設計完美無瑕且具有良好的生物相容性,符合醫療行業的嚴格標準。

精密銑削.jpg
3. 航空航天工業
原型數控加工.jpg

3+2軸加工技術廣泛應用於航空航太工業,用於製造結構件、渦輪葉片和引擎零件。此技術尤其適用於加工倒角、複合角和陡壁。因此,它能夠提供更佳的表面光潔度和更嚴格的公差,從而滿足嚴苛的安全標準和空氣動力性能要求。

在製造深腔和複雜形狀的模具時,3軸+2軸加工具有優勢。使用小型刀具可以降低變形風險,從而提高複雜模具的可靠性和精度。

大型數控銑削.jpg
6. 3+2軸加工與5軸加工的比較
精密金屬零件.jpg
1. 每種方法的優缺點

五軸聯動加工能夠提高精度,減少裝夾次數,並可在一次裝夾中加工複雜零件。然而,這種方法需要較大的初始投資,並且需要具備專業知識和高階程式設計技能的操作人員。

另一方面,3+2軸加工更經濟,程式設計也更簡單。缺點是加工複雜或精密零件時可能需要額外的設定。操作有何不同?

在五軸聯動加工中,所有五個軸在整個加工過程中都會持續移動。 加工過程另一方面,3+2軸加工首先利用兩個旋轉軸將工件調整到特定的固定角度。然後,機床無需進一步旋轉即可執行標準的3軸切削操作。

2. 決策因素

您需要考慮零件的複雜程度、可用預算以及具體的生產要求。五軸聯動加工非常適合對精度要求極高的產業,例如醫療或航空航太產業。

另一方面,3+2軸加工適用於較簡單的零件或成本降低至關重要的情況。

CNC車削零件.jpg
7. 3+2軸加工的局限性
1. 工具機的局限性

與完整版不同 五軸加工3+2軸加工系統無法進行連續運動。這項限制降低了複雜零件生產的彈性。如果零件具有傾斜特徵或深腔,則必須多次重新定位工件。由於這種重新定位,設置時間增加,對整體效率產生負面影響。

2. 程式設計難度

要有效率地處理多個傾斜工件的加工方案,需要使用先進的CAM軟體對3+2軸工具機進行程式設計。雖然它不像5軸聯動加工那麼複雜,但仍需要精心規劃。如果規劃不當,刀具路徑可能會重疊。這種重疊會降低表面質量,並導致加工時間延長。

3. 維護和校準

3+2軸加工設備包含額外的旋轉軸,需要精確校準和定期維護。為避免刀具或工件定位偏差,精確對準至關重要。偏差會導致尺寸誤差,最終影響成品的品質。

精密製造集團.png

簡而言之,3+2軸數控加工提供了一種經濟靈活的方式來製造複雜零件,並能提高效率和精度。它透過減少設定時間和優化製程來簡化生產流程。