中文 (简体) 
起源5轴CNC加工可以追溯到约翰·帕森斯（John Parsons）在1950年代开发的第一个CNC机床。从那以后，该技术是为了一次在五个方向上管理运动轴的发展。工程师只需要使用三维设计草图输入计算机，并且该工具可以像熟练的雕刻师一样起作用，逐渐将金属块雕刻成复杂的组件。
尽管通常说这样的机器很难操作且昂贵，但其实际应用比想象的要广泛得多。它的真正优势在于一个事实，即通过在单个夹具中完成多角度加工，它消除了在重复夹紧上花费的错误和劳动时间。
世界上有什么使航空航天零件和每日必需品成为可能的？它的工作挑战和成本夸大了吗？让我们从头开始，引导您重新学习这项重塑制造业规则的技术。
什么是5轴CNC加工？
5轴加工背后的想法是该工具可以向五个方向移动，其中两个也可以旋转。这种类型的处理属于多轴切割和形成的过程，这类似于将机床用作雕刻刀将金属原材料切成一个表面光滑或复杂的结构逐步。
最舒适的部分是，在处理过程中，无需像传统方法中那样反复拆卸和调整部分。机器本身可以调节切割角，更令人惊讶的是它能够在单个通过中连续切割。
例如，在过去需要七或八个操作的涡轮刀片等高精度零件（例如涡轮叶片）上进行加工，现在可以在五轴机床上切成圆形切片，使生产率增加一倍。
核心原则可以分为三个要点：
（1）五路协调运动
机床使用三个线性轴（X/Y/Z轴负责向前和向后，左右以及向上和向下移动）和两个旋转轴（通常标记为A/C轴）的组合，以使工具能够以任何空间的角度接近工件。例如，在制作涡轮刀片时，该工具可以垂直切割并倾斜45度以切割侧面。
（2）非流动处理的优势
传统的3轴机床需要在处理复杂零件时多次拆卸和调整工件的方向，而5轴系统自动通过旋转轴切换处理表面。就像用全景相机拍摄对象一样，也无需手动旋转主题，并且镜头可以捕获周围的所有角度。
（3）动态同步精度
工具切割和工件旋转可以实时协调。当处理诸如螺旋凹槽之类的特殊结构时，主轴会以恒定速度旋转时向前移动。两者通过CNC系统，最终成型精度可以达到0.005mm。
5轴CNC加工中心的关键组件是什么？
1.机床的主要结构
它可以理解为设备的“骨架”，通常由铸铁或钢结构制成以支撑所有部位。如果基本框架不够强大，则在高速切割过程中很容易振动，这最终可能会导致零件的尺寸偏差。
选择设备时，5轴CNC加工服务提供者将专注于框架的刚度，尤其是在处理诸如航空钛合金之类的硬材料时，必须使用重型框架。
2.五个运动轴的结构
这是五轴的核心！以下是五轴机床运动系统的结构描述：
| 运动轴 | 运动方向 | 功能描述 |
| X轴 | 工作台垂直和水平移动。 | 形成基本的加工路径，这是所有CNC设备的基本核心运动轴。 |
| Y轴 | 垂直于X轴的水平运动。 | 与X轴合作以扩大平面处理范围并形成二维处理能力。 |
| z轴 | 该工具垂直上下移动。 | 控制加工深度的精度直接影响霉菌腔的深度维度。 |
| A轴 | 围绕X轴旋转运动。 | 实现工件角度调整以满足倾斜的表面加工的要求。 |
| B轴 | 围绕y轴旋转运动。 | 与A轴合作，以增强空间处理能力并扩大机床的工作角度范围。 |
为了处理扭曲的涡轮刀片，可以在工具倾斜的同时旋转，并且所有弧线都可以立即处理，而无需反复拆卸和组装零件。
3. Spindle系统
主轴系统是机床的核心单位，用于实现切割处理，速度的速度可以从每分钟数千到数万转。
- 高速适合精细处理（例如抛光手机的金属外壳）。
- 高扭矩适合粗糙处理（例如在钢零件中挖掘深凹槽）。
该系统的选择与5轴CNC加工中心制造商的业务能力直接相关，普通3轴设备的12,000rpm主轴只能处理传统的金属切割，而在5轴连接中心配置的40,000rpm高速纺锤体可以承担以下的微型制度工具，以实现精确仪器。医疗骨钻。
4.CNC系统和软件
CNC系统负责将设计图纸转换为机床操作说明，包括操作面板和处理器等硬件，以及来自Siemens等品牌的特殊软件。
该软件可以自动计划5个轴连接路径。例如，在加工叶轮时，系统将自动避免工具与工件之间的碰撞位置，从而减少了手动调整的难度。这种智能控制允许新手在确保加工精度的同时完成复杂的零件加工。
5. Tool杂志和工具更换器
在加工过程中存储工具并完成自动切换。 Mini 5 Axis CNC加工中心通常配备12-24个工具，而大型设备可以扩展到200多种工具，以满足多进程加工复杂零件。当5 Axis CNC加工服务接受小批处理订单时，它可以通过快速更改工具来节省时间。例如，铝合金是在早晨制造的，不锈钢直接在下午切割。
6.辅助配件
- 冷却液喷嘴：在切割时喷水或油，以防止材料过热和变形。
- 芯片输送机：清洁金属碎屑，例如真空吸尘器，以免刮擦工件。
- 真实情况：医疗设备工厂发现五轴服务提供者可以处理关节假体，但另一方没有正确调整冷却液，不锈钢表面充满了燃烧痕迹，并且整个零件被取消。
如何设置通常用于五轴加工的坐标系？
1.确定加工零点位置
- 使用工具仪器或探针触摸工件表面，以找到要用作零点的位置（例如工件的角或中心）。
- 当JS处理涡轮刀片时，我们的工程师通常将叶片根底部表面的中心设置为零点。
2.输入控制系统
- 在机床操作面板上选择G54（或G55，G56），然后填充测得的零点坐标（X/Y/Z值）。
- 注意：如果它是带有转盘的五轴机床，则还必须输入旋转轴（A/C轴）的初始角度值。
3.旋转轴的影响
- 在5个轴加工期间，工件可以通过转盘进行翻转，从而导致零点移动。
- 解决方案：绑定编程软件中的坐标系和旋转轴，让系统自动补偿该位置。
4.验证坐标系
- 将程序空运行，以观察工具是否符合预期的工件。不要直接切！
- 我们的提示：在重新尝试之前提高Z轴50mm，不必担心它是否崩溃。
5.在多个坐标系之间进行切换
如果需要在多个领域处理相同的工件，设置G54，重复上述步骤，为G55设置另一个零点。
适用的方案：例如，使用不同的坐标系同时处理腔和在模具上定位孔时，可以节省重新校准工具的需求。
5轴与3轴：如何区分？
1.核心差异
3轴机床就像精确的坐标画家一样，只能以X/Y/Z的三个线性方向（前后，左右，左右，上下）移动工具。在此基础上，5个轴机床具有另外两个旋转轴（通常标记为A/B轴），这相当于将工具配备机械接头，使其在切割过程中自由倾斜。
| 比较尺寸 | 3轴加工 | 5个轴加工 |
| 运动轴 | X/Y/Z线性轴。 | 添加A/B旋转轴。 |
| 处理复杂性 | 平坦/简单的表面。 | 复杂的三维结构，例如涡轮叶片。 |
| 人类干预需求 | 处理的每一侧都需要手动翻转工件。 | 全自动多角度切割。 |
| 准确性错误 | ±0.1mm。 | ±0.02mm。 |
| 典型的成本 | $ 70,000- $ 210,000。 | $ 420,000+。 |
2.适用场景选择
选择3轴：适用于有限的预算（设备价格为30％-70％），处理平坦/浅处凹槽零件（例如手机壳）或小批量生产（没有复杂的编程）。
选择5个轴：遇到深腔结构（例如发动机气缸块），特殊形状的弯曲表面（牙齿植入物）或超高精度要求（航空轴承），五轴可以完成传统机床需要一项需要5-6个夹具的过程。
3.效率和成本余额
尽管5 Axis机床的购买价格较高，但在处理复杂零件时，其连续处理特性可以节省60％以上的工作时间汽车模具。例如，要制造铝合金涡轮增压器叶轮，三轴需要7天 + 3手动校准，而五轴仅需2天即可完全自动完成。
哪些行业最依赖于5 Axis CNC处理技术？
1.Medical行业
- 需求特征：人植入物（例如关节和骨板）需要完全适合患者的解剖结构，精确要求与头发的厚度相当（耐受性±0.01mm），并且材料必须具有生物相容性并具有光滑的表面。
- JS的5轴CNC加工服务优势：我们可以一次处理复杂的表面，并根据患者的个性化需求提供从钛合金关节到多孔骨植入物的完整处理。单个夹具可以完成特殊形状表面的雕刻，避免在传统过程中进行多次调整。
- 典型应用：人造髋关节的球和插座结构，脊柱融合器的多孔表面以及微创手术器械的精确通道。
2.电子行业
- 疼痛点解决方案：电子产品可以稀薄和轻巧，但是小型组件（例如散热器和芯片界面）需要极高的精确要求（例如，手机SIM卡插槽的公差应小于0.05mm）。
- JS技术规格：铝制壳的弯曲的卷积器和内部卡插槽可以通过我们的五轴机床并行加工，甚至电路板的定位孔都刻在金属表面上，以避免多进程连接错误。
- 样品产品：笔记本电脑集成金属体，5G基站散热器，半导体晶圆载体。
3.定制处理
- 颠覆传统：过去，手动验证花了2-3周。 5轴CNC可以在48小时内将复杂的设计（例如齿轮集原型）转换为物理物体，并且可以处理从塑料到碳纤维的材料。
- JS的核心价值：我们的工程师可以快速验证特殊形状结构的可行性。例如，汽车粘土模型直接升级为可测试的金属功能零件，从而将开发周期缩短了60％。
- 典型情况：无人机折叠接头的一次性成型和定制义齿咬合表面的精确恢复。
4.大型空间
- 最终要求：飞机发动机刀片重量减小1克，整个机器每年节省2吨燃料。卫星支架必须既轻巧又具有抗辐射，并且拓扑优化结构与血管网络一样复杂。
- 5轴CNC加工服务阈值：我们已通过AS9100航空认证，可以为诸如火箭发动机燃料室之类的关键组件提供微观级别的处理，甚至可以实现铣削而不是研磨，直接铣削镜像效果（RA≤0.1μm）。
- 我们公司处理的产品：航天器燃料喷嘴（准确性高达1微米），机翼扰流板弯曲机翼，火箭发动机喷嘴冷却通道。
如何降低5轴加工的成本？
1.关注机床价格
五轴CNC机床的价格受多种因素的影响，常规型号通常耗资数十万美元，而高端配置可能超过数百万美元。这种价格波动主要取决于品牌定位，处理范围，技术配置和自动化程度。
以中型设备为例，基本型号的报价集中在100,000至200,000美元的范围内，但是如果有必要扩展处理中风或添加智能监控模块，则整体成本可能会增加一倍。
值得注意的是，在5轴CNC加工英国领域的公司倾向于选择配备有热补偿系统的型号，该模型可以自动纠正由环境温度引起的变形，并且特别适合高精度霉菌制造。
2.核心成本组成
机床铸造的床约为总投资的25％-30％。该部分具有采用树脂砂过程以表现出改善的减震能力的趋势。但是，就实际影响成本的原因而言，它与运动控制系统的核心组成部分相关。这款进口的精密辊导轨可能是国内价格的三倍，但可以在±0.003mm稳定的情况下继续重复定位精度。
对于目前正在考虑最近出售5个轴CNC加工中心的人，请注意。配备直接旋转台设备的二手设备的高级设备通常超过15％，因为它可以旋转到800°/s，这大大提高了表面处理。
3.软件系统的选择
具有自适应加工功能的控制系统比基本版本高约20％，但它可以自动优化切割参数并将工具寿命延长30％。如果添加了自动更换工具更换系统（例如24个站工具杂志），则设备成本将增加80,000-120,000美元，但是这种类型的配置可以缩短更改质量生产的工具的时间不到10秒。
根据英国制造协会的统计数据，将机器人臂添加到具有模块化设计的5轴设备的成本比直接购买整个机器低40％。在我们公司的实际运营中，五轴机床可以通过减少45％以上的总体效率来提高整体效率夹紧时间。
例如，在加工飞机发动机叶片时，传统过程需要五个过程，而五轴设备可以通过单个夹紧完成，这不仅节省了辅助时间的70％，而且还可以控制刮擦率以下0.05％。对于单价超过1,500磅的精确零件，这意味着每1,000件可以避免将近10,000磅的物质损失。
4.成本控制建议
- 组件混合和匹配策略：轻质铝合金用于非载荷结构，关键传输组件保留进口配置。
- 抓住购买的机会：一些英国设备制造商在本季度末推出限时折扣。在最近的5轴CNC加工中心出售活动中，标准型号的价格下跌了12％。
- 基于阶段的智能：最初配置基本传感器系统，并在后期逐渐连接到物联网平台。
- 区域协作模型：在ME公司附近选择几个合适的5 Axis CNC加工，以共同建立技术中心并共享使用高价值设备的权利。
如何选择正确的5轴CNC加工服务？
1.看设备硬件
直接询问制造商该设备用于使用什么品牌的机床（例如德国的DMG和日本的Mazak），以及使用了多少年的设备。作为成熟的制造商，我们通常有10个以上的CNC加工中心，可以同时接受大订单和紧急订单。
专注于检查主轴速度（至少12,000 rpm）和定位精度（最好在±0.005mm以内）。用于处理铝合金和钛合金的机器配置非常不同。
2.测试技术实力
需要查看类似的零件处理案例，例如医疗设备或航空叶轮的关节表面。我们将提供有关处理过程的视频，甚至让您了解我们的研讨会如何处理现场的超精确公差。
3. Compare服务灵活性
测试响应速度：发送一个简单的图纸，以查看获取报价需要多长时间，然后JS的专业团队将在24小时内反馈过程计划。
要求最小订单数量。我们还提供大小的批处理加工自定义服务。即使图纸很复杂，我们也可以在24之内做出回应。
4.计算综合成本
有必要检查供应商提供的成本细节，并特别注意质量检查过程的数量以及工具设计是否还有其他费用。
在签订合同之前确认隐藏的费用：例如，特殊材料需要多少额外的钱（例如PEEK塑料），以及是否需要修改图纸的额外费用。
概括
5轴CNC加工技术在制造复杂零件方面确实具有优势，尤其是在零件细节和表面处理效果的精确控制方面。尽管购买设备的成本比普通的要多处理设备一开始，使用它很长时间后实际上非常具有成本效益。处理时间可以缩短很多，生产的零件的合格率也很高，较少的返工和维修案例较少，实际上可以降低整体成本。
在升级制造业的过程中，许多公司遇到了与处理准确性有关的技术困难。有需要的公司可以联系JS公司。我们提供免费的处理解决方案咨询，并迅速向您发送定制的生产建议！
免责声明
此页面的内容仅用于信息目的。JS系列对于信息的准确性，完整性或有效性，没有明示或暗示的陈述或保证。不应推断，第三方供应商或制造商将通过Longsheng网络提供性能参数，几何公差，特定的设计特征，材料质量和类型或做工。这是买家的责任需要零件报价确定这些部分的具体要求。请与我们联系以获取更多信息。
JS团队
JS是一家行业领先的公司专注于定制制造解决方案。我们在5,000多个客户方面拥有超过20年的经验，我们专注于高精度CNC加工，，，，钣金制造，，，，3D打印，，，，注入成型，，，，金属冲压，和其他一站式制造服务。
我们的工厂配备了100多个最先进的5轴加工中心，ISO 9001：2015认证。我们为全球150多个国家 /地区的客户提供快速，高效和高质量的制造解决方案。无论是少量生产还是大规模定制，我们都可以在24小时内以最快的交付来满足您的需求。选择JS技术这意味着选择效率，质量和专业精神。
要了解更多信息，请访问我们的网站：www.cncprotolabs.com
常见问题解答
1. 5轴连接是什么意思？
五轴连锁是指X/Y/Z线性轴和A/B旋转轴的同步运动，因此该工具可以连续保持最佳切割角并实现复杂弯曲表面的单个夹紧和形成。
2.设备比3轴贵得多？
五轴设备的价格通常是三轴的3-5倍，约为210,000-700,000美元，具体取决于配置精度。
3.为什么适合处理叶轮叶片？
5轴连接可以调节刀具角度，完成复杂的弯曲表面，并在单个夹紧中叶轮的薄壁加工，确保准确性并避免干扰。
4.操作员需要什么技能？
5轴操作需要能够掌握CNC编程，系统调试，工具管理，预防碰撞和3D绘图分析的能力。
资源
