四軸加工是什麼?什麼時候需要四軸加工機呢?


四軸加工是目前中高階的產品物件製程會採用的加工方式,不算新穎的技術,但卻廣泛應用在各個加工領域。您可能也曾聽說過三軸與五軸加工,但其實這三種加工方式都不是替代關係。今天就讓我們一起來更進一步認識四軸銑床加工機的相關知識,以及學習判斷什麼時候需要用到四軸加工。


四軸加工是什麼?與三軸、五軸加工的差異是什麼?

相較傳統的銑床加工機,四軸加工比傳統的三軸加工(X,Y,Z軸),還多了一個旋轉軸(A軸),讓工件或刀具可以進行額外的旋轉運動,從而加工更複雜或多角度的形狀。而五軸加工機,則是在三軸上額外增加了兩個旋轉軸(B,C軸)。


在四軸加工機的設計中,A 軸一般是圍繞在 X 軸的旋轉軸,但也有可能因為個別加工製程需求,將旋轉軸設計在 Y 或 Z軸。四軸加工機的A軸控制方式,可搭配使用分度定位盤,讓工件在加工過程中可連續旋轉,或是轉動到特定角度後停止再加工。


比較項目四軸加工五軸加工
軸數X, Y, Z + A(或 B)X, Y, Z + A + B 或 C
加工能力多面切削、曲面加工複雜曲面、全角度加工
使用產業傢俱零件、模具、五金、電子件航太、汽車、醫療器械
成本與門檻中等

四軸加工機可以滿足哪些加工需求?

當工件設計涉及複雜形狀,並且需要多角度的加工時,四軸加工機是非常有用的工具。


1. 加工複雜幾何形狀的工件

四軸加工機可實現更多維度的運動,能夠處理需要多角度和多面進行加工的工件,例如:曲面、斜面、背面或特殊角度的部件。複雜的多方向鑽孔、銑削或開槽,也能通過四軸加工機完成。

2. 加工需要旋轉的工件

四軸加工機的旋轉功能使其能夠在加工過程中,自動將工件旋轉到不同的角度,這樣可以在不需要重新夾持工件的情況下,完成多面加工。

3. 高精度、高效率的複合加工要求

當需要精確地加工出複雜形狀的部件,四軸機床的運動能提供比三軸機床更高的加工靈活性和精度。此外,四軸加工機可以自動旋轉工件,更換角度,就能減少人工換面與重新校正,提升加工精度與一致性。在同一工件上同時進行銑削、鑽孔或攻絲等操作,四軸加工機能夠將這些操作融合於一個工位中,提高工作效率。

4. 特殊材料與精密製造需求

  • 高硬度材料加工:如鈦合金、陶瓷、硬化鋼等,這些材料通常較為堅硬,傳統的三軸機床可能無法提供足夠的精度或效率,而四軸加工機能在不同角度加工,確保高精度且高效地處理這些材料。
  • 在微細和高精度製造:如電子零件、醫療設備部件等。四軸加工機可以提供極高的加工精度,並且能夠實現多角度的加工,滿足小型、精密部件的需求。
  • 複合材料加工:如碳纖維、複合樹脂等,這些材料通常具有特殊的機械性質,可能需要進行特殊的切削技術。四軸加工機能夠處理這些材料的複雜形狀和多面要求。


四軸加工機的應用領域:

應用產業四軸加工產品
模具加工產業複雜3D模具、鑄造模具
航太產業航空結構部件、引擎零件、複合材料部件
醫療設備產業醫療器械、植入物、手術工具
汽車製造業汽車零件(如引擎部件、車身結構部件)

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選擇四軸加工機時的考量因素:

因素一:加工範圍和工作區域

在選擇四軸加工機時,需要根據工件的尺寸來規劃加工機的工作區域,以確保機床的工作台尺寸和最大加工範圍能夠滿足預期加工的工件尺寸要求。過小的工作區域可能限制了加工的靈活性,而過大的工作區域則可能造成不必要的成本增加。

因素二:精度和穩定性

加工精度和機器的穩定性是選擇四軸加工機的關鍵因素之一。機床精度越高,能夠處理的複雜工件和細緻工藝就越多,並且能確保加工過程中的一致性。選擇時要考慮機床的剛性、運動系統的精度以及軸的穩定性,從而確保加工過程中的高效和高質量。


然而,對於大部分廠商而言,要正確購入一台四軸加工機以及學會如何精準使用,都可能要先付一筆龐大的費用與時間成本。考慮到品質與成本效益,我們建議有精密冶具製造需求的廠商可以尋找更專業的加工商來處理,才是一個上上策。


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 2025-12-08