3轴，4轴，5轴CNC机加工的介绍以及该如何选择合适的加工工艺

adminuser — Fri, 16 Dec 2022 05:59:28 +0000

有些客户不是非常了解3 轴、4 轴与 5 轴CNC机加工，有时候会疑惑自己的产品应该用几轴加工中心做？

本文将介绍多轴 CNC 加工的基础知识，并比较 3 轴、4 轴和 5 轴 CNC机加工的不同点，以帮助客户做出正确的选择。

3轴CNC机加工

3 轴CNC机加工的最显着的特点是是工件保持静止，工件需要固定在一个夹具之上，所以原理上，3轴机加工最多可以加工1个工件6个面上的5个面，与夹具接触的这个面无法机加工。但实践中，一般只加工一个面。

3轴机加工的由来是指CNC加工中心的主轴在 X、Y 和 Z 方向上线性移动，而工件保持静止不动。

3 轴 CNC 加工中心是所有机加工厂的标配，只要这个厂有加工中心，则必然会有3轴加工中心。3轴加工中心的好处在于机加工成本较低。缺点在于如果工件形状复杂，则需要制作夹具，夹具的成本会较高并且很考验工程师的技能。而且有时候需要购买昂贵的刀具，小批量时的价格可能还不如选用4轴或5轴机加工。

3轴CNC适合机加工的精密零件

相比于4轴和5轴加工中心，3轴加工中心作为机加工厂的绝对主力机型，能够机加工大部分的精密零件。由于三轴加工中心一次夹装一般只能加工一个加工面，侧面比较难以机加工，所以三轴加工中心适合用于加工盘类、套类和板类的零件。

4轴CNC加工

4 轴加工比 3 轴加工更先进。除了刀具在 XYZ 平面上的移动外，它们还允许工件在 Z 轴上旋转。这样做意味着 4 轴铣削可以在多达 4 个面上工作，而无需任何制作的夹具或切削工具。

此外，4 轴铣削还能提升精密零件加工的整体质量。由于机器可以在 4 个面上机加工，只需要一次装夹，所以能提高零件的尺寸精度。

4轴加工还有个额外的优点，3轴加工中心只需要加装一个4轴设施，就能改装成4轴。改装的成本极低。

适合4轴CNC机加工的零件

4轴CNC 加工中心适合加工2个面以上都需要铣削的零件，而且这两个面能绕着Z轴旋转，请看下面的照片，这个零件就是需要铣4个面，我们也是用4轴加工中心生产的。

5轴CNC机加工简介

5 轴加工更进一步，允许在两个平面上旋转。这种多轴旋转以及刀具在三个方向上移动的能力是使这些机器能够处理最复杂工作的两个不可或缺的品质。

市场上有两种五轴数控加工。3+2轴加工和连续5轴加工。两者都在所有平面上运行，但前者具有与分度 4 轴机器相同的局限性和工作原理。

3+2轴CNC加工允许旋转相互独立但限制同时使用两个坐标平面。相反，连续 5 轴加工没有这样的限制。从而实现卓越的控制并能够方便地加工最复杂的几何形状。

适合5轴CNC机加工的产品

五轴加工是在车间制造复杂精密金属零件的最准确、最先进的方法。在五轴CNC机床中，刀具在X、Y和Z轴上移动，就像在三轴机床中一样。除此之外，工作台还可以绕X和Y轴旋转工件，这些旋转平面分别称为a轴和B轴。这些额外的旋转打开了以前无法加工的工件的其他面。对于五轴机床，由于机床在XYZ轴上移动，并同时在a和B平面中旋转，因此可以进行精确的3D加工。可以加工形状更复杂的零件

3、4、5轴CNC加工之间的主要区别

了解 CNC 加工的复杂性和局限性对于确保过程的成本、时间和质量之间的最佳平衡是不可或缺的。

如前所述，由于与夹具和工艺相关的复杂性，许多项目在原本经济的 3 轴铣削上的成本会更高。

所以了解 3 轴、4 轴和 5 轴加工之间的主要区别至关重要。这样做可以确保为任何特定项目选择最好的机器，而不会影响基本质量参数。

以下是 CNC 加工种类之间的 5 个主要区别。

费用

成本是3轴、4轴和5轴数控加工之间最重要的区别之一。购买和维护3轴机床自然更经济。然而，使用它们的成本取决于诸如固定装置和操作员的可用性等因素。尽管在4轴和5轴机床的情况下，操作人员产生的成本保持不变，但夹具的生产仍占成本的很大一部分。

另一方面，4轴和5轴加工技术更先进，性能更好。因此，它们的价格自然更高。从理论上讲，使用三轴机床加工有可能需要大量的定制夹具。这增加了总体成本，使4轴或5轴加工成为更可行的选择。

精确度和准确度

CNC 加工以其精度和低公差而著称。但是，CNC 的类型确实会影响产品的最终公差。3 轴 CNC，虽然非常精确，但由于工件重复装夹，尺寸的累计误差会较大。对于大多数应用，这个误差范围可以接受。然而，对于与航空航天和汽车应用相关的敏感应用，即使是最小的偏差也会导致问题。

4 轴和 5 轴 CNC 加工都没有这个问题，因为它们不需要任何重新装夹与定位。它们允许在单个夹具上加工多个平面。

如果，如果不需要重新装夹。那么，理论上讲，3轴与4轴和5轴的精度和准确度方面的整体质量保持一致。

交货时间

就单台加工中心而言，如果加工同一个零件，理论上讲， 5 轴加工中心速度最快。由于没有停机和单步加工，他们可以在最短的时间内加工出最复杂的形状。

4 轴加工中心其次，因为它们允许在一个轴上旋转并且只能一次处理平面角度特征。

最后，3 轴 CNC加工中心的交货时间最长，因为机加工是分阶段进行的。

但是，在实践中，由于加工厂拥有最多的3轴加工中心，对于批量产品，一般可以把产品分成多个工序由多台3轴加工中心连续加工，所以反而能提高加工效率。

3 轴 vs 4 轴 vs 5 轴铣削，哪个更好？

在制造业中，没有绝对更好的方法或一刀切的解决方案。正确的选择取决于项目的复杂性、总体预算、时间和质量要求。

3轴vs 4轴vs 5轴，各有优缺点。自然地，5 轴可以创建更复杂的 3D 几何图形，而 3 轴可以快速且一致地制作出更简单的作品。

总而言之，对于哪一个是更好的选择这个问题没有答案。任何能够在成本、时间和结果之间实现完美平衡的加工方法都是特定项目的理想选择。

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