比较 5 轴、3+2 和 4+1 加工之间的区别

在精密制造领域，机加工在成型和切割复杂零件方面起着至关重要的作用。技术进步不断为您开发更高效的加工方法，以实现无与伦比的精度和多功能性。同样，您可能已经看到最近开发了先进的加工配置并获得了极大的普及。其中，五轴加工、3+2五轴加工、4+1五轴加工配置广泛流通。然而，今天的选择要复杂得多。哪一个是最好的？哪一个最适合您的工业需求？它们之间的主要区别是什么？您可能会对这些难以置信的高级配置感到困惑。

因此，在这篇博文中，我们将深入探讨区分三种流行加工配置的独特功能：5 轴、3+2 和 4+1。我们将揭示使每一个都独一无二的差异，并展示每个人擅长的真实示例。因此，如果你想探索每一个的关键区别特征，请坚持使用我们。我保证他们会帮助您就哪种配置最适合您的需求做出明智的决定。让我们开始！

CNC 加工中的轴是什么？

在 CNC 加工方面，轴的数量在决定机器的能力和多功能性方面起着至关重要的作用。现在什么是轴？好吧，CNC 机床通常具有三个轴：X 轴、Y 轴和 Z 轴。这些轴对应于加工刀具或工件的方向或运动。简而言之，它们是加工过程的关键特征，实际上决定了工件结果的精度和准确度。看一下快速故障。

1. X 轴：它控制从左到右或从左到右的水平移动。

2. Y 轴：它处理垂直运动，向前和向后。

3. Z 轴：该轴管理沿主轴或工具长度的垂直运动，控制切割深度。

除了这些主轴外，还有旋转轴用于更复杂的操作，例如加工过程中的轮廓、底切和角度。

4. A 轴：它可以绕 X 轴旋转，允许角运动。

5. B轴：与A轴类似，可以绕Y轴旋转。

6. C 轴：该旋转轴允许绕 Z 轴旋转。

5 轴、3+2 和 4+1 机器之间的差异

无论您在哪里工作，无论是在航空航天、汽车、医疗还是模具制造行业。 5 轴、3+2 和 4+1 加工运动仍然可以说是铣削领域最流行的产品生产方式。它们使您能够控制您的工件，以最精确的方式去除材料。

然而，在您的行业中利用这种尖端技术的第一步是了解这些加工配置之间的主要区别。一旦您了解了其中每一项的功能、过程和显着特征，您就可以有效地优化您的 CNC 加工过程以获得出色的结果。

1. 什么是五轴加工？

让我们从一个 5轴 匹配配置，涉及刀具沿五个轴同时移动：X、Y 和 Z，以及绕 X 和 Y 轴旋转。此技术为您提供最高级别的灵活性。换句话说，您可以在更少的设置和更短的时间内生成复杂的几何形状。

五轴加工工作原理

在 5 轴加工中，工件保持静止，而机床通过五个轴移动切削刀具。如您所见，旋转轴提供了倾斜和旋转切削工具的能力。这有助于从多个方向访问工件的多个角度和所有面。因此，您可以提高表面光洁度，提高效率并缩短周期时间。此外，这一特性使 5 轴机床成为加工复杂零件、雕刻表面和复杂轮廓的理想选择。

5 轴加工中的 TCP

工具中心点 (TCP) 是工具与工件相互作用的参考点。在 5 轴加工中，保持一致的 TCP 至关重要。当工具沿多个轴移动时，机器控制器计算必要的调整以保持最佳的工具方向和与工件的接触点。此功能不仅可以提高精度，还可以提高表面光洁度并减少工具痕迹的出现。

五轴加工的优势

●更大的灵活性和可重复性

借助 5 轴加工，您可以获得无与伦比的灵活性。虽然它允许沿多个轴同时移动，但您可以加工工件的所有面而无需重新定位。这种灵活性非常适合复杂的几何形状和错综复杂的零件。此外，这种加工需要更短的切削工具——这意味着更长的工具寿命和更高的可重复性。

●改进准确性和高精度

如前所述，5 轴加工减少了重新定位。这可以帮助您最大程度地减少出错的机会并增强功能。因此，总的来说，结果非常准确且尺寸精确。

●能够制造光滑的表面光洁度

倾斜和旋转工具的能力使 5 轴机器能够产生改进的表面光洁度和表面之间更平滑的过渡。

●缩短周期时间

当您使用 5 轴机器时，您不需要多次设置或重新排列您的工件。这就是您的整体生产时间减少的原因。

五轴加工的局限性

●更高的机器成本

如果您计划为您的行业安装 5 轴 CNC 机床，您应该记住，与其他配置相比，您需要更高的初始投资。

●复杂编程

由于附加轴和运动学方面的考虑，操作 5 轴机器需要更高级的编程技能。因此，需要熟练的操作员才能最大限度地发挥这些复杂的多轴运动的能力。

● TCP管理

在整个加工过程中准确保持刀具中心点 (TCP) 至关重要。因此，您必须更加小心，以防止任何可能导致错误的偏差。

5 轴加工的特定行业用途

5 轴加工是航空涡轮叶片制造和所有高空飞行应用领域的真正变革者。在医疗领域，它使您能够创造 定制骨科植入物 完全符合个人的独特需求。我们也不要忘记制造业，5 轴加工在为机械和设备塑造复杂结构部件和专用零件方面创造奇迹。

2、什么是3+2加工？

3+2轴加工被称为定位5轴加工。它还涉及使用三个主要线性轴（X、Y、Z）和另外两个旋转轴（通常是 A 轴和 B 轴）对工件执行加工操作。但是，您必须记住，在 3+2 轴加工中，附加轴的旋转顺序发生，而不是在 5 轴中同时发生。

3+2轴加工工作原理

在 3+2 轴加工中，首先使用手动或自动方式将工件固定在特定角度。然后，使用标准的 3 轴运动执行机加工操作 - 切削刀具以预定方向到达所有必要的表面。

3+2轴加工中的TCP

由于零件在不同角度之间的重新定位，3+2 轴加工中的 TCP 运动是不连续的。这可能会导致在操作之间转换时出现轻微的不匹配，从而可能影响表面光洁度和精度。此外，在设置期间准确确定 TCP 并在整个加工过程中保持它至关重要。

3+2轴加工的优势

●提供简化的编程

与完整的 5 轴加工相比，3+2 轴加工提供更简单的编程，因为附加轴是按顺序使用的，而不是同时使用的。因此，这种配置最适合不需要同时切割所有面的零件，例如陡壁和型腔中的底切。

●高性价比

3+2 轴机器比真正的 5 轴机器相对便宜。这使它们更易于访问，即使您经营的是中小型企业。

● 改进了制造复杂特征的途径

3+2 配置 - 由于定位稳定 - 使您能够进入否则无法处理的具有挑战性的区域。假设您要制造汽车发动机气缸盖。 3+2 机器可以使用其两个额外的旋转轴将气缸盖倾斜到不同的方向。这使得机器能够接触到所有关键表面，例如燃烧室和气门座，确保卓越的表面质量。

3+2轴加工的局限性

● 有限的同时运动

与真正的 5 轴加工不同，3+2 轴加工无法对工件的所有面进行同时切削，这可能会限制某些设计的可能性。

●灵活性降低

虽然 3+2 轴加工提供了改进的通道，但它可能仍需要重新定位工件以达到所有所需的特征，增加额外的步骤，并可能增加循环时间。例如，你想要 一个深口袋 以一定角度放置在工件中。这可能需要多次重新定位您的工件。这就是设置时间会增加并可能影响加工精度的原因。

3+2轴加工的特定行业用途

3+2 加工为您带来了自己的一套应用程序。对于模具制作，您可以利用它来制作形状复杂的产品 注塑成型.此外，模具行业采用 3+2 加工来制造精密切削工具、模具和其他原型。

3. 什么是4+1轴加工？

也称为分度 5 轴加工，4+1 轴机器使用四个主要线性轴（X、Y、Z）和一个附加旋转轴（通常为 A 或 B 轴）。与 3+2 轴加工非常相似，附加轴按顺序旋转并在每次操作期间固定。然而，附加轴通常仅限于以特定角度定位，而不是连续旋转。

4+1轴加工工作原理

在此设置中，机器锁定第四轴，而第五轴允许刀具自由旋转。简而言之，切削刀具在 4 个轴（X、Y、Z 和一个旋转轴）上运行，而工作部件在每次操作中保持静止。由于工件固定在转台或分度器上，4+1 轴机器让您无需重新定位零件即可拥有各种功能。

4+1轴加工中的TCP

在 4+1 轴加工中，TCP 在每次操作期间固定，因为附加旋转轴保持静止。您会看到，与枢轴相比，工作台轴通常具有更高的速度潜力。此特性在 4+1 轴加工中至关重要，因为它允许工作台轴动态移动，同时使用枢轴预先定位工件。

4+1轴加工的优势

●简化编程

与 3+2 轴加工一样，与完整的 5 轴加工相比，4+1 轴加工需要的编程更简单。

●降低机器成本

4+1 轴机器通常比真正的 5 轴机器更具成本效益，这使它们成为您预算有限时的可行选择。

● 增加可访问性

您可以更好地访问工件的多个面，因为 4+1 轴加工允许从多个方向进行操作。例如，您可以使用 4+1 轴加工高效地生产家具组件、装饰品和复杂支架。

4+1轴加工的局限性

●较少的通用性

按照 4+1 加工，对附加旋转轴的控制是有限的，这限制了某些加工操作。在访问复杂的几何形状时，它不如完整的 5 轴加工那么通用。例如，在不影响结果的情况下，要在 4+1 加工中有效加工倾斜表面可能具有挑战性。

●顺序操作

与 3+2 轴加工一样，4+1 轴加工需要附加旋转轴的顺序运动，这会增加循环时间。

●有限同步切割

固定的附加旋转轴限制了所有面的同时切割，可能需要重新定位才能完全覆盖加工。

4+1轴加工的特定行业用途

在制造业中，4+1 加工通常用于各种应用。例如，在汽车工业中，它用于加工发动机部件、传动部件和底盘元件。同样，您可以使用它来生产智能手机外壳、笔记本电脑组件和电子领域的复杂消费产品。

结论

总之，主要区别在于同步运动的水平和对附加旋转轴的控制。五轴加工提供对所有五个轴的完全同步控制，而 3+2 加工在切削过程中将附加旋转轴锁定在固定位置。同时，4+1 加工允许旋转轴在进行三轴加工时进行有限运动。

总而言之，配置的选择取决于您对加工操作的具体要求和被加工零件的复杂性。无论您需要多功能性、稳定性还是精确性，每种配置都能提供根据您的行业需求量身定制的独特优势。请记住，加工世界在不断发展，保持最新的进步和配置是必不可少的。这将帮助您获得最佳结果并在竞争中保持领先地位。

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