3 轴、4 轴和 5 轴 CNC 机床之间的区别

介绍

在现代制造业中，计算机数控 (CNC) 机器是基石技术。在数控系统中，围绕 3 轴、4 轴和 5 轴 CNC 系统的争论近年来引起了人们的关注。 这三种方法代表了在加工过程中实现精度、效率和多功能性的不同方法。

它们都有各自的用途、优点和缺点。让我们详细看看它们。

那么，让我们开始吧！

什么是数控？

CNC 代表计算机数控。这是一种使用计算机控制机床的技术，例如车床、铣床、铣床和磨床。数控机床将数字指令转化为精确的运动，从而能够以高精度和一致性自动制造零部件。

在 CNC 加工中，设计人员使用计算机辅助设计 (CAD) 软件创建他们想要生产的零件的数字模型。然后，该数字模型被转换为指令（通常为 G 代码），指定制造零件所需的精确运动和操作。

数控机床的操作

CNC的操作完全依靠计算机数控和编码。细致的编程对于控制工具和内置零件至关重要。因此，您需要向机器提供正确的代码和指令集，以使机器执行特定任务。机器反过来解释代码并相应地执行任务。自动化功能确保机器继续执行任务，直到完全执行为止。最重要的是，它不需要操作员手动执行，从而节省时间和精力。它在航空航天、汽车、赛车、计算机硬件制造、工具制造等各个工业领域日益受到重视。

使用 CNC 的好处

由于 CNC 的使用具有多种优势，无数行业已开始依赖 CNC：

●生产力水平的提高

●提高机器性能的精度水平

●减少生产过程中的费用

●生产过程中速度的加快

●扩大各种材料的利用范围

●减少对手动操作的依赖

不同类型的数控机床

强调了 CNC 的基本概念及其优点后，转向不同类型的 CNC 机床至关重要。这里我将进一步阐述这些不同类型的 CNC 之间的差异，但在此之前，让我们先了解一下它们各自的特点。这三种类型是 3 轴、4 轴和 5 轴 CNC 机床。

数控机床中的轴是什么？

在深入研究基于轴的不同类型的数控机床之前，解决什么是轴的问题至关重要。

轴是用于测量坐标的假想线，该术语用于定义空间维度中的点。水平和垂直平面使用 X 和 Y 轴定义，而三维深度使用 Z 轴定义。对于机械来说，Z 轴指的是旋转轴。在研究数控机床时，线性轴强调机床的方向和运动。例如，对于三轴机器，主轴向上、向下、左右移动；对于四轴机器，它可以上下左右移动，并有旋转运动；对于 5 轴机器，它可以上下、左右移动，并且有两个旋转运动。

在 CNC 机床中，标准三轴是 X 轴（从左到右运动）、Y 轴（前后运动）和 Z 轴（上下）。因此，通过利用这三个轴，数控机床可以对任何工件进行钻孔，以创建三维物品。然而，它无法处理任何复杂或先进的设计，因为需要额外的轴或复杂的运动。例如，在5轴机器中，增加了A轴（绕X轴旋转）、B轴（绕Y轴旋转）和C轴（绕Z轴旋转）等轴。

什么是三轴加工？

三轴数控机床是指沿三个轴（X、Y 和 Z）运行的计算机控制加工系统。这些轴代表三维空间，其中 X 和 Y 控制水平运动，Z 控制垂直运动。

在三轴数控系统中，切削刀具或工件可以在三个方向上移动，以执行各种加工操作，例如铣削、钻孔和切削。这种类型的数控机床广泛应用于制造业，用于生产各种零部件，从简单到中等复杂的几何形状。

虽然 3 轴 CNC 机床在许多应用中提供多功能性和效率，但在加工需要多个接近角度的高度复杂的零件时，它们存在局限性。因此，它们可能需要重新定位工件或刀具，这会增加加工时间和复杂性。

尽管存在这些限制，3 轴数控机床仍然很受欢迎，因为它们成本相对较低，操作简单，并且能够处理各种材料和零件几何形状。它们适用于原型设计、通用加工和中等复杂度零件的生产等应用。然而，对于更复杂的几何形状和先进的加工要求，例如航空航天部件或复杂的模具，制造商可能会选择更先进的系统，例如 5 轴数控机床。

第一种类型是 3 轴机床，非常适合加工平面工件。同样，这些都是很容易负担得起的，并且用于不涉及复杂细节的作品。为了处理平滑的 2D 到 2.5D 零件，您可以使用 3 轴机器。这些主要用于钻孔、攻丝孔、平整表面和切割锐边，顾名思义，这些机器可以跨 X、Y、Z 三个轴无缝切割。

三轴机器的特点

●可进行三轴切割，例如X表示宽度，Y表示长度，Z表示深度。

●可用于前后、左右、上下移动。

●机器确保去除工件上不需要的部分，从而可以将其成型为所需的形状和尺寸。

●使用这些机器可以轻松制造机械零部件

三轴加工的优点

●用户友好，操作上没有增加复杂性

●方便携带，适合刚入行的新手使用。

●3轴同时运动保证多任务执行

●任务执行速度快，节省了成型件的时间和精力。

●在加工中心的基础上可以增加更多的轴，从而为升级留有余地

什么是四轴加工？

四轴数控机床是一种配备四个运动控制轴的计算机数控 (CNC) 机床。与可沿 X、Y 和 Z 轴移动的标准 3 轴 CNC 机床相比，4 轴机床添加了另一个旋转轴，通常围绕 X、Y 或 Z 轴。该附加轴使机器能够执行更复杂的加工操作，并以更高的效率和精度生产复杂的零件。

第四个旋转轴允许切削刀具从不同角度接近工件，从而实现分度、轮廓铣削和螺旋铣削等操作。这种多功能性对于加工具有需要从多个角度加工的特征的圆柱形或棱柱形零件特别有利。

4 轴数控机床的应用涵盖广泛的行业，包括航空航天、汽车、医疗和模具制造。它们通常用于雕刻、雕刻、以各种角度钻孔以及加工复杂轮廓等任务。此外，4 轴机床可以减少多次设置和手动重新定位工件的需要，从而提高生产率。

总体而言，将第四轴纳入 CNC 加工为寻求突破生产过程精度和复杂性界限的制造商开辟了新的可能性

四轴加工机的特点

●无需拆卸即可直接切割工件。

●由于具有旋转功能，您可以轻松地从任意一侧去除材料；因此，可以更高效地进行成型。

4 轴加工的优点

●它降低了生产成本，并在商业活动中证明是经济实惠的

●提高效率、质量，任务执行更准确

●不同角度切割功能，节省时间，让工作变得更轻松

什么是五轴加工？

5 轴 CNC 机床是一种复杂的加工系统，能够同时沿五个轴移动：X、Y、Z 和两个附加旋转轴（通常称为 A 和 B）。这种额外的运动自由度使切削刀具能够接近从多个角度和方向加工工件，从而实现高度复杂的加工操作。

5 轴 CNC 机床的主要优点是能够生产具有复杂几何形状和轮廓的零件，而传统 3 轴加工很难或不可能实现这些零件。通过倾斜和旋转工件或切削刀具，5 轴 CNC 机床可以精确地进入难以到达的区域并执行复杂的刀具路径。

这些机器广泛用于航空航天、汽车、医疗设备制造和模具制造，在这些领域中，生产具有严格公差的复杂部件至关重要。通常在 5 轴 CNC 机床上生产的零件示例包括涡轮叶片、叶轮、航空航天部件、雕刻表面和复杂模具。

5 轴加工提供的多功能性和灵活性可转化为多种优势，包括减少设置时间、改善表面光洁度、提高精度和提高生产率。此外，5 轴 CNC 机床可以最大限度地减少手动重新定位工件的需要，从而简化生产工作流程并优化加工流程。

虽然 5 轴 CNC 机床具有无与伦比的功能，但与 3 轴机床相比，它们的成本和技术复杂性也更高。编程和操作这些机器需要专门的技能和专业知识，并且初始投资和维护成本可能很高。

由于两个轴上有额外的旋转功能，这是最高效的数控机床版本。然而，由于增加了功能，这些机器的价格较高。具有多项独特功能的 5 轴机器的精度和效率非常明显。

它包括 A 轴旋转或 X 轴旋转（很像 4 轴机器），以及 Y 轴旋转（称为 C 轴）。 5 轴机器有两种类型，即

●3+2 机器，包括在两个独立轴上旋转而不是同时旋转。

●完全连续的机器，两个轴同时旋转是明显的。

5 轴机器如何工作？

5轴机器 具有另一个旋转轴 B 轴的附加功能。在本例中，X-Y-Z-A-B 或 X-Y-Z-A-C 绕 X、Y/X 和 Z 轴旋转。 5 轴机器还可以执行复杂的角度和切割，并为成型过程提供更好的精加工，因为 5 轴允许工件在不同方向上移动。您甚至可以在一次操作中进行全方位切割。由于第四轴和第五轴的存在，您还可以深入研究无数的设计选项；因此，它扩大了通过添加工具头可以实现的设计范围。

五轴加工的特点

●可从五个侧面操作

●允许根据机器类型从三个旋转轴中选择两个轴

●这里，旋转要么在A、C轴上，要么在B、C轴上

● 数控编程 需要时间

●工件或主轴进行旋转

5 轴加工的优点

●可用于使用连续5轴创建3D形状

●可对工件五面进行操作

●它可以无缝地处理复杂的材料

●可进行细致、复杂的成型

如果您正在寻找高效的 5 轴 CNC 机床，您可以查看生产这些产品并保证高效运营的领先制造商。 Yangsen 就是这样的领先公司之一，该公司专门生产机床，并因提供尖端技术而享有盛誉。该公司以实惠的价格提供高质量的产品，并将其产品出口到世界各地，其 20 年的经验使其成为 CNC 加工领域的可靠品牌。

Yansen 制造的排名前两位的 5 轴机器是：

3 轴、4 轴和 5 轴 CNC 加工有什么区别？

在解释了三种类型数控机床的主要特征后，我将阐明这些产品之间的显着差异。

这些差异在特定基础上很明显，例如：

1. 费用——这里很明显，产品的价格与轴的数量成正比。因此，与 3 轴和 4 轴机器相比，5 轴机器的制造成本更高，其运营费用也更高。

2. 特点——三类机器的特点也呈现出明显的差异。例如，角度特征不适用于 3 轴机器。同样，4 轴机器具有 3 个轴和 X 轴上的一个旋转作为附加功能。同样，5 轴机器可以轻松处理复杂的角度，并包含三个轴和附加旋转。

3. 轴运动-在3轴的情况下，我们观察到三种运动：上下、左右和前后。 4 轴见证了三轴运动和一个旋转运动，而 5 轴机器则观察到三轴运动和两个旋转运动。

4.效率-三轴机器的效率和精度最低，而四轴机器的生产率高于三轴机器。然而，5 轴机器明显具有最高的任务执行效率和准确性，并且能够处理复杂的任务。

5. 应用- 3 轴机床主要用于切割工件的锋利边缘、钻孔和铣槽，以及启动自动化。如果您使用大批量零件，则可以使用 3 轴机床，并将其用于切割键槽或磨削。然而，如果您想使用 3 轴机器来实现更大的角度特征，则需要进行周密的规划。尽管这个过程会变得复杂，需要不断地安装和重新安装，但您可以使用 3 轴机器来完成。

另一方面，4 轴机器主要用于成型圆柱形物质或多个表面。数控铣床通过增加旋转轴，集合了数控车床的品质。为了在圆柱表面上无缝运行，工件和切削刀具可能会旋转。同样，您只能重新安装材料一次，以便在块上进行操作并在所有表面上雕刻相同的特征。相反，4 轴可以让您的任务变得更轻松。在这种情况下，必须将工件旋转到下一个曲面，在其上切削特征，然后移动到下一个曲面。因此，它节省了时间和精力。

最后，5 轴机器是最有效和生产力最高的；它们用于医疗、航空航天、石油和天然气以及机械零件制造行业。它是搬运复杂和高档机械的理想选择。在 5 轴 CNC 机床的情况下，可以观察到材料/工件可以在每个可能的方向上旋转。因此，操作的可能性也增加了，从而允许雕刻复杂的设计，而无需重新安装的麻烦。

如何选择三轴、四轴、五轴数控加工

如果您在选择这些不同类型的机器时遇到困惑，您可以考虑以下因素：预算和要求。如果您准备投资并需要一台高效、先进的机器，那么毫无疑问 5 轴机器应该是首选，因为它比 4 轴机器具有更大的灵活性，并且比 3 轴机器具有更高的精度。此外，与 4 轴 VMC 不同，它允许使用 5 轴 VMC 对复杂零件进行高级编程。另一方面，如果您严格遵守较低的预算并寻求不太复杂的东西，那么选择 3 轴或 4 轴机器是明智的选择。

离别的思念

本文重点介绍不同类型的 CNC 机床以及 3 轴、4 轴和 5 轴机床之间的差异及其功能。如果您打算投资这些数控机床，您可以求助于 Yansen 等可靠的品牌，并查看他们的网站以了解更多详细信息。