對于20世紀初的機械師來說，制造零件和結構將是多么具有挑戰性。當時他們可用的最好的機床是鑿子、錘子和手動車床。但在1952年Richard Kegg開發出第一臺計算機數控(CNC)機器后，一切都發生了變化。

從那時起，CNC加工技術不斷進步，從簡單的用打孔卡控制的三軸機床發展到更復雜的五軸數控機床。

5軸CNC機床是一種加工技術，可為您制造的零件尺寸和形狀提供無限的可能性。它具有高精度和高精度，深受頂級機械工廠的信賴，可以制造您提出的幾乎任何設計。

在本文中，我們將介紹5軸CNC機床的基礎知識。我們將首先解釋什么是5軸數控機床及其工作原理，然后討論它相對于傳統類型數控機床的優勢。

什么是五軸CNC機床？

為了幫助理解什么是5軸機床，我們首先解釋一下CNC加工中軸數的含義。

加工軸數描述了CNC切削刀具（或工件）可以移動以生產所需加工零件的方向數。例如，傳統的CNC機床通常具有三軸計數，這意味著它們的切削刀具可以跨X、Y和Z軸移動-在X軸上橫向移動，在Y軸上垂直移動，在Y軸上前后移動。Z軸（見圖1）。

5軸CNC機床在這三個線性軸的基礎上還能夠傾斜（和旋轉）固定工件的工作臺，如圖1所示。這兩個新的旋轉軸通常稱為A軸（或傾斜工作臺）軸）和C軸（或工作臺旋轉軸）；它們允許您加工比3軸CNC機床更復雜的幾何形狀。

5軸CNC機床如何工作？

與其他CNC機床一樣，5軸數控機床依靠計算機指令來控制切削刀具（和工件）的運動來制造所需的零件。

5軸CNC加工流程首先由設計人員使用SolidWorks和Autodesk Inventor等CAD工具創建所需零件的3D CAD（計算機輔助設計）模型。接下來，機械師將此CAD模型導出到CAM（計算機輔助制造）軟件中，該軟件將繪圖轉換為計算機程序（也稱為G代碼）。

G代碼包含控制刀具沿線性軸（X、Y和Z軸）運動以及工作臺沿旋轉軸（A和C軸）運動以生產所需零件的指令集。

5軸–它從哪里來

這一切都歸功于法國哲學家和數學家笛卡爾。這個故事和牛頓的蘋果一很相似。有一天，笛卡爾躺在床上，發現一只蒼蠅。當他看到它時，他意識到他可以使用三個數字來描述它在房間中的位置，這三個數字由變量X、Y和Z表示——我們現在稱之為笛卡爾坐標系，盡管現在仍然在使用它。事實上，笛卡爾去世已經過去了300多年。

現在，您可能想知道另外兩個來自哪里。除了描述蒼蠅在空間中的位置之外，還可以描述它的方向。因此，圍繞X滾動的蒼蠅將是第四軸，而第五軸將是圍繞Y旋轉的蒼蠅。有些人還認為還有第六軸，圍繞Z軸旋轉。

5軸–可能的配置

您為5軸CNC銑床選擇的配置決定了將使用三個旋轉軸中的哪一個。有兩種主要配置-耳軸式機器和旋轉式機器。

耳軸式五軸數控銑床采用A軸繞X軸旋轉，C軸繞Z軸旋轉，而回轉式五軸數控銑床采用B軸軸繞Y軸旋轉，C軸繞Z軸旋轉。

兩者之間的主要區別在于旋轉軸的表達方式——在耳軸式中，它是通過工作臺的運動來實現的，而在五軸數控銑床的旋轉旋轉式中，它是通過工作臺的運動來實現的。主軸的旋轉。兩者都有各自的優點，所以使用哪一種主要取決于需要做什么。

五軸數控機床的優點是什么？

超過一半的CNC生產零件需要五面加工，這就是為什么越來越多的制造商決定將其納入其服務中。此外，與3軸加工等相比，5軸CNC加工具有許多優勢，例如：

1、單一設置

由于五軸數控機床具有五個軸，因此您可以一次設置工件；然后，機器會處理創建您想要的零件所需的每個加工操作。這與傳統的3軸機器有很大不同，在傳統的3軸機器中，您需要多個機器設置來制造復雜的幾何形狀。

5軸CNC機床的單一設置特性使您能夠快速加工復雜零件，同時降低成本并減少傳統CNC機床中普遍存在的錯誤。

2、更短的切削刀具和更好的表面光潔度

5軸CNC機床的第四軸和第五軸可讓您使工件更靠近切削刀具。這意味著您可以使用較短的切削刀具，這些刀具不易受到振動的影響，并且可以實現更好的表面光潔度。

3、更高的精度

由于運動靈活性，5軸CNC機床比3軸機床精確得多，這就是為什么它們不僅可以生產更光滑的零件，而且還可以生產對于3軸機床來說過于復雜的零件。

4、更多業務

5軸CNC加工可用于生產許多3軸加工根本不適合的零件。

雖然使用5軸CNC加工有更多好處，但以下是最重要的好處。

5軸CNC加工常見用途

5軸CNC加工由于其效率和生產復雜形狀的能力，可用于生產許多不同行業中使用的零件。以下是最常利用該技術的行業的一些示例：

航空航天——這個行業需要非常精密的機器，因為形狀非常復雜和獨特。

醫療–5軸CNC加工可以幫助醫療設備制造商生產設備、植入物以及其他需要超高精度制造的設備，以滿足嚴格的醫療保健標準。

軍事——另一個使用5軸CNC加工來生產所需零件的行業。一些可能的應用包括潛艇零件、高性能發動機零件、渦輪機和壓縮機葉片、智能武器、傳感器、隱形應用，在某些情況下還包括核武器。

能源設備——生產能源設備零件通常需要使用難以加工的材料。通過5軸CNC加工，您可以使整個過程變得更簡單、更高效。