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五轴雕刻机简介(一)

“每块石头里面都有一尊雕像,雕塑家的任务就是发现它。”想象一下米开朗基罗可以用五轴联动雕刻机做些什么。
       这可能听起来很奇怪,但如果文艺复兴时期的艺术家可以将他的锤子和凿子换成五轴联动雕刻机,我们就可以用大量不同的材料雕刻成千上万的大卫雕像。无论你是用大理石雕刻杰作还是用钛合金铣削一个圆盘,基本原理都是一样的:从一块材料开始,去掉不必要的钻头,直到目标物体都留下来。当然,该过程的细节要复杂得多,特别是对于5轴加工。


五轴联动雕刻机是如何实现CNC加工的?
       简而言之,5轴加工涉及使用CNC同时沿五个不同的轴移动零件或切削刀具。这使得加工非常复杂的零件成为可能,这就是五轴联动雕刻机特别适用于航空航天应用的原因。然而,有几个因素促成了5轴加工的广泛采用。这些包括:

1、推动单一设置加工(有时称为“一体化”),以缩短交付周期并提高效率。2、通过倾斜切割工具或工作台避免与刀架发生碰撞的能力,这也可以更好地访问零件几何形状。3、通过倾斜刀具/工作台来改善刀具寿命和循环时间,以保持最佳切削位置和恒定的切屑负荷。


五轴联动雕刻机的轴是什么?
       我们都知道关于牛顿和苹果??的故事,但是有一个关于数学家和哲学家雷内·笛卡尔的类似的故事。笛卡尔躺在床上(数学家和哲学家都不会这样做)当他注意到一只苍蝇在他房间里嗡嗡作响时。他意识到他只用三个数字来描述苍蝇在房间三维空间中的位置,用变量X,Y和Z表示。这是笛卡尔坐标系,在笛卡尔去世后的三个多世纪里它仍在使用。因此,X,Y和Z在5轴加工中覆盖五个轴中的三个。

那另外两个呢?

       想象一下,在飞行途中放大笛卡尔的飞行。我们可以描述它的方向,而不仅仅描述它在三维空间中的位置。当它转过来时,想象飞机的滚动方式与飞机相同。它的滚动由第四轴描述,A:围绕X的旋转轴。继续飞机比喻,飞行的俯仰由第五轴描述,B:围绕Y的旋转轴。毫无疑问,精明的读者将推断存在绕Z轴旋转的第六轴C. 在我们的例子中,这是苍蝇的偏航。如果您在查看上述六个轴时遇到困难,请参考下图:

A,B和C轴按字母顺序排列,以与X,Y和Z轴对应。虽然有6轴数控机床,例如Zimmermann的FZ 100 Portal铣床,但5轴配置更为常见,因为增加第六轴通常几乎没有额外的好处。

关于轴标记惯例的最后一点注意事项:在垂直加工中心,X轴和Y轴位于水平面,而Z轴位于垂直平面。在卧式加工中心,Z轴和Y轴反转。见下图:



 

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