数控加工助力实木家具,这一次我们来探寻它的轴数奥秘!

导读:
数控木工机床在板式家具界“混的风生水起”,在实木家具企业当然也是不甘落后。相比于板式家具,实木家具的线型、雕刻更为复杂,尤其是中式古典家具和海派家具,前者包含了中华上下五千年的雕刻纹理,后者则融合了巴洛克、洛可可等优美华贵的曲线。

       数控木工机床在板式家具界“混的风生水起”,在实木家具企业当然也是不甘落后。相比于板式家具,实木家具的线型、雕刻更为复杂,尤其是中式古典家具和海派家具,前者包含了中华上下五千年的雕刻纹理,后者则融合了巴洛克、洛可可等优美华贵的曲线。

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▷洛可可风格

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▷中式古典家具

       这些家具如果是纯手工制作,不仅耗费时间长,人工成本高,而且几乎全靠匠人的经验。而通过数控木工机床,将这些精美的纹理编辑入刀具路径,就可以直接获得家具零件的粗胚,再加以人工精修,对实木家具企业的生产速度而言是一次质的提升。

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▷数控雕刻粗胚

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▷人工精雕

       现代家具企业最为先进的数控机床设备,是一种俗称“五轴仪”的机器,它的全称是五轴数控加工中心。看到这里,大家一定很奇怪,为什么五轴是最先进的呢?除了五轴,是不是还有四轴、三轴呢?下面,就让小编带您探寻数控木工机床的轴数奥秘。

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1 什么是数控机床的轴?

       在机床切削加工的过程,切削刀具相对于被加工的零件上扫过的轨迹就是加工出来的外形轮廓。所以,无论是移动刀具还是移动工件,刀具与工件之间必须要有相对运动才能完成加工过程。

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       而在三维空间中,任何自由物体均有六个自由度,即沿X、Y、Z轴三个方向的移动和绕X、Y、Z三个方向的转动,也就是我们人所认知的左右、前后、上下这三个方向以及围绕这三个方向的转动。

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       所以在数控木工机床中,就是以这六个不同方向的自由度作为轴,刀具根据数控机床轴数的不同,可以沿这几个方向自由移动。目前在数控机床系统中均以机床主轴作为Z轴,以远离工件的方向做为Z轴正方向。

       数控机床按轴数可以分为两轴、两轴半、三轴、四轴、五轴等。两轴常见的只有车床,而四轴在三轴的基础上有所改进,并没有达到本质上的提升,而神仙一般的九轴五联动,在家具企业还未普及。所以,在这里主要介绍两轴半、三轴和五轴。

1.1 两轴半数控机床

       两轴半的全称是三轴两联动,目前使用比较多的是数控钻孔机,由于钻孔机钻孔只需要垂直移动,在平面方向的XY轴联动定位的情况下,垂直方向的Z轴上下移动,所以为两轴半。

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       尽管两轴半数控机床已能够胜任大多数零件的加工,但在加工一些精度要求较高的曲面时仍显得心有余而力不足,这时候就需要三轴来解决了。

1.2 三轴数控机床

       三轴,顾名思义,就是刀具或工件可以沿着三个方向进行移动。最常用的数控木工铣床,在工件固定的情况下,刀具就是以X、Y、Z三轴为移动轴,对工件进行加工。

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       但是三轴数控机床加工仍存在一定的局限性,无法加工三维曲面,即单次只能加工一个面,如需对其他表面加工则要对工件重新装夹,一是浪费时间,二是重新装夹会带来误差,因此在三轴数控机床的基础上再增加工作台旋转的B轴、绕Y轴旋的C轴转即成了五轴数控机床。

1.3 五轴数控加工中心

       五轴数控机床由于其全能型性,配有自动换刀装置,所以被称为五轴数控加工中心。五轴数控中心是在X、Y、Z正交的三轴驱动系统内,另外加装双轴旋转系统B轴和C轴,其中X、Y、Z坐标决定刀具位置,B和C轴旋转坐标决定刀具方向。

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▷刀路编辑软件

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▷三维曲面

       它不仅具有三轴的全部功能,同时由于增加了两个旋转轴,所以对加工三维曲面拥有得天独厚的优势,可以做到一次装夹,复杂曲面零件一次成型。不仅生产效率高,而且加工精度、质量稳定准确,在航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等行业都有广泛的应用,可以说是如今在家具行业最先进加工设备了。

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▷五轴数控加工中心

2 结语

       看到最后,大家可能觉得,数控机床轴数不是越多越好吗?其实不然,首先,轴数的增加必然会带来操作的复杂,在编写对应的刀具路径文件时会增加很多的工作量。其次,轴数越多的设备需要投入的资金也就越多,一个五轴数控加工中心的价格将是一台三轴数控机床的数倍及以上。所以,根据需求找到适合自己的才是最重要。

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▷网友DIY数控雕刻机