今天給各位分享五軸模具加工的知識，其中也會對五軸模具加工專用軟件進行解釋，現(xiàn)在開始吧！

五軸聯(lián)動加工中心廓輪加工精度控制要點

（1）插補前加速度控制功能和速度前饋通道控制。五軸聯(lián)動加工中心機床其特點是廓輪加工精度高。在高速高精度的曲面加工中，插補前加速度控制功能是非常重要的，且在插補前加速度控制功能方式下，各進給軸速度環(huán)可采用較高的速度增益，系統(tǒng)控制精度大為提高；尤其是對B、C軸（A和C擺軸）這是所希望的。

五軸聯(lián)動加工中心插補前加速度控制功能和速度前饋通道控制可同時使用，要注意的三點是，其一插補后的加速度不可太高；其二程序段之間的轉(zhuǎn)換速度不能過快；其三加工廓輪曲率變化不大。在向前看控制方式（Look-ahead

controlmode）中插補前加速度控制功能主要的作用是減少振動，因向前看功能優(yōu)選因素是輪廓加工精度和加工時間。有的CNC系統(tǒng)設(shè)有專用的向前看功能中插補前加速度參數(shù)，如FANUC

等。還須考慮到，最小程序段的執(zhí)行時間，有足夠的預處理后續(xù)程序時間，以保證程序段轉(zhuǎn)換的速度連續(xù)性。

（2）加工程序控制類型的選擇。隨著五軸控制功能的出現(xiàn)，

五軸聯(lián)動（

主要指五軸插補）超出了進給軸插補的含意。C和B軸（或A軸），可根據(jù)機床的類型設(shè)定成機床的刀具定向軸（RTCP），C軸軸線至B軸軸線和刀具軸軸線至B軸軸線的幾何尺寸均作為動態(tài)補償出現(xiàn)插補運算周期中，因此減小了C和B軸旋轉(zhuǎn)時C軸軸線和B軸軸線、刀具軸軸線和B軸軸線不相交或不正交而導致的機械誤差，提高了五軸聯(lián)動加工工件的輪廓精度，這是過去的五軸聯(lián)動加工中心所做不到的。

例如：

G1G91X1.605Y-0.727Z

-

0.671B1.100C

-1.362F10000一段加工程序。

未定義RTCP五軸控制，CNC插補運算器對X、Y、Z、C和B軸同時分配進給量、加速度和速度，X、Y和Z的編程軌跡非加工軌跡，C和B軸旋轉(zhuǎn)直接改變刀尖位置。工作坐標按C軸軸線和B軸軸線、刀具軸軸線和B軸軸線相交定義，不存在軸線的幾何尺寸動態(tài)補償，機械誤差被帶入加工中。

定義RTCP五軸控制后，C和B軸旋轉(zhuǎn)和加工軌跡解耦，X、Y和Z的編程軌跡既是加工軌跡，C和B軸旋轉(zhuǎn)僅改變刀具軸的方向。軸線的幾何尺寸動態(tài)補償后，工作坐標被得以矯正，消除了機械誤差。

在五軸聯(lián)動加工中心高速加工下，獲得高輪廓精度，根據(jù)其特點選定控制功能，若采用插補前加速度控制功能或輪廓精度控制功能，要從上述三要素對加工進行評價。以加工件的形狀和精度選用輪廓控制功能，并有必要進行系統(tǒng)優(yōu)化。加工模具件和結(jié)構(gòu)件特點不同，選用輪廓控制功能有所不同。輪廓精度越高所涉及因素越多，如插補器循環(huán)時間、位置環(huán)采樣時間、位置環(huán)增益、位置環(huán)動態(tài)匹配和速度環(huán)積分增益參數(shù)都要予以考慮和調(diào)整，以實現(xiàn)數(shù)控機床的高、精運行。

五軸聯(lián)動加工中心基本知識介紹

作者：海潮

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除了機床本身的投資之外木模五軸加工中心，還必需對CAD/CAM系統(tǒng)軟件和后置處理器進行進級，使之適應(yīng)五軸加工的要求；必需對校驗程序進行進級，使之能夠?qū)φ麄€機床進行仿真處理。

A軸和C軸如與XYZ三直線軸實現(xiàn)聯(lián)動，

汽車輪胎模具五軸加工中心格就可加工出復雜的空間曲面，當然這需要高檔的數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)以及軟件的支持。機床是一個國家制造業(yè)水平的象征。

符合數(shù)控機床發(fā)展的新方向

近幾年國際、海內(nèi)機床展表明五軸加工中心軟件培訓，數(shù)控機床正朝著高速度、高精度、復合化的方向發(fā)展。但一般工作臺不能設(shè)計太大，承重也較小，特別是當A軸回轉(zhuǎn)大于即是90度時，工件切削時會對工作臺帶來很大的承載力

矩。工作臺的中間還設(shè)有一個回轉(zhuǎn)臺，環(huán)繞Z軸回轉(zhuǎn)，定義為C軸，C軸都是360度回轉(zhuǎn)。為了實現(xiàn)“十五”規(guī)劃的發(fā)展目標，各部分迫切需要進一步鼎力發(fā)展數(shù)控加工技術(shù)，亟須配置大量的各類工藝設(shè)備，尤其是數(shù)控機床設(shè)備。

現(xiàn)在，大家普遍以為，五軸聯(lián)動數(shù)控機床系統(tǒng)是解決葉輪、葉片、船用螺旋槳、重型發(fā)電機轉(zhuǎn)子、汽輪機轉(zhuǎn)子、大型柴油機曲軸等等加工的獨一手段。

。

從1999年開始，在CIMT、CCMT等國際、海內(nèi)機床博覽會上，首先是海內(nèi)的五軸數(shù)控機床產(chǎn)品紛紛亮相，海內(nèi)五軸數(shù)控機床的市場逐漸打開，隨后國際機床巨頭紛至沓來，五軸數(shù)控機床的品種和數(shù)目逐年上升：CIM

T99、CCMT2000分別推出3臺國產(chǎn)五軸聯(lián)念頭床；CIMT2001國際機床博覽會上，北京第一機床廠和桂林機床股份有限公司分別展出了主軸轉(zhuǎn)速10000r/min的五軸高速龍門加工中央，北京市機電院的主軸轉(zhuǎn)速15

000r/min 的五軸高速立式加工中央；清華大學與昆明機床股份有限公司聯(lián)合研制的XNZ63,

鑄造模具五軸加工中心采用尺度Stewart平臺結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)六自由度聯(lián)動；大連機床廠自行研制的串并聯(lián)機床

DCB—510，其數(shù)控系統(tǒng)由清華大學開發(fā)，該機床通過并聯(lián)機構(gòu)實現(xiàn)X、Y、Z軸直線運動，由串聯(lián)機構(gòu)實現(xiàn)A、C軸旋轉(zhuǎn)運動，從而實現(xiàn)五軸聯(lián)動，其直線快速進給速度可達80m/min。即使是發(fā)達產(chǎn)業(yè)化國家，也無不高度正視。興趣軍事的朋友可能知道聞名的“東芝事件”：上世紀末，□□□東芝公司賣給前蘇聯(lián)幾臺五軸聯(lián)動的數(shù)控銑床，結(jié)果讓前蘇聯(lián)用于制造潛艇的推進螺旋槳，上了幾個檔次，使美國間蝶船的聲納監(jiān)聽不到潛艇的聲音了，所以美國以東芝公司違背了戰(zhàn)略物資禁運政策，要懲處東芝公司。所以，每當人們在設(shè)計、研制復雜曲面碰到無法解決的挫折時，往往轉(zhuǎn)向求助五軸數(shù)控系統(tǒng)。

另一種是依賴立式主軸頭的回轉(zhuǎn)。五軸數(shù)控技術(shù)為何久久未能得以廣泛普及？五軸數(shù)控加工因為干涉和刀具在加工空間的位姿控制，其數(shù)控編程、數(shù)控系統(tǒng)和機床結(jié)構(gòu)遠比三軸機床復雜得多。這樣通過A軸與C軸的組合，固定在工作臺上的工件除了底面之外，其余的五個面都可以由立式主軸進行加工。近年來，跟著我國國民經(jīng)濟迅速發(fā)展和國防建設(shè)的需要，對高檔的數(shù)控機床提出了急迫的大量需求。中國機床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，利用自己研制的高、精、尖產(chǎn)品介入國際競爭，打破了國際技術(shù)壟斷，國際機床巨頭們不愿失去中國這個大有潛力可挖的市場，于是蜂擁而來，把他們的產(chǎn)品“送上門來”：國外展團共展出五軸加工中央8臺、五軸車銑加工中央1臺、五軸數(shù)控刀具磨床5臺。最近國際機床業(yè)泛起了一個新概念，即萬能加工，數(shù)控機床既能車削又能進行五軸銑削加工。目前，五軸數(shù)控技術(shù)在全球范圍

內(nèi)普遍存在以下題目。立式五軸加工中央這類加工中央的回轉(zhuǎn)軸有兩種方式，一種是工作臺回轉(zhuǎn)軸。復合化的目標是在一臺機床上利用一次裝夾完成大部門或全部切削加工，以保證工件的位置精度，進步加工效率。用戶在進行數(shù)控加工時需要頻繁換刀或調(diào)整刀具的切當尺寸，按照正常的處理程序，刀具軌跡應(yīng)送回CAM系統(tǒng)重新進行計算。樂器五軸加工中心目前流行的CNC系統(tǒng)均無法完成刀具半徑補償，由于ISO文件中沒有提供足夠的數(shù)據(jù)對刀具位置進行重新計算?，F(xiàn)在，三軸機床附加一個旋轉(zhuǎn)軸基本上就是普通三軸機床的價格，這種機床可以實現(xiàn)多軸機床的功能。但近年來，跟著計算機輔助設(shè)計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）系統(tǒng)取得了突破性發(fā)展，珊星公司等中國多家數(shù)控企業(yè)，紛紛推出五軸聯(lián)動數(shù)控機床系統(tǒng)，打破了外國的技術(shù)關(guān)閉，占領(lǐng)了這一戰(zhàn)略性工業(yè)的至高點，大大降低了其應(yīng)用本錢，從而使中國裝備制造業(yè)迎來了一個嶄新的時代！以信息技術(shù)為代表的現(xiàn)代科學的發(fā)展對裝備制造業(yè)注入了強勁的動力，同時也對它提出更強要求，更加凸起了機械裝備制造業(yè)作為高新技術(shù)工業(yè)化載體在推動整個社會技術(shù)提高和工業(yè)進級中無可替換的基礎(chǔ)作用。目前五軸數(shù)控機床的應(yīng)用仍舊局限于航空、航天及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)。這些機床均已達到國際提高前輩水平，體現(xiàn)出我國機床產(chǎn)業(yè)為國防尖端產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供裝備的實力又有突破性進步。以圓柱銑刀進行接觸成形銑削時，需要對不同直徑的刀具編制不同的程序。在加工中央上擴展五軸聯(lián)動功能，可大大進步加工中央的加工能力，便于系統(tǒng)的進一步集成化。作為國民經(jīng)濟增長和技術(shù)進級的原動力，以五軸聯(lián)動為標志的機械裝備制造業(yè)將伴跟著高新技術(shù)和新興工業(yè)的發(fā)展而共同提高。五軸數(shù)控機床在海內(nèi)外的實際應(yīng)用表明，其加工效率相稱于兩臺三軸機床，甚至可以完全省去某些大型自動化出產(chǎn)流水線的投資，大大節(jié)約了占地空間和工件在不同制造單元之間的周轉(zhuǎn)運輸?shù)臅r間和花費。

海內(nèi)五軸數(shù)控技術(shù)發(fā)展狀況與市場分析

五軸聯(lián)動數(shù)控機床，是電力、船舶、航空航天、高精密儀器等民用產(chǎn)業(yè)和軍事產(chǎn)業(yè)等部分迫切需要的樞紐加工設(shè)備。而代表機床制造業(yè)最高境界的是五軸聯(lián)動數(shù)控機床系統(tǒng)，從某種意義上說，反映了一個國家的產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平狀況。

幾十年來，人們普遍以為五軸數(shù)控加工技術(shù)是加工連續(xù)、平滑、復雜曲面的惟一手段。設(shè)置在床身上的工作臺可以環(huán)繞X軸回轉(zhuǎn)，定義為A軸，A軸一般工作范圍+30度至-120度。中國不僅要做世界制造的大國，更要做世界制造強國！預計在不久的將來，跟著五軸聯(lián)動數(shù)控機床系統(tǒng)的普及推廣，必將為中國成為世界最強國奠定堅實的基礎(chǔ)！

加工中央一般分為立式加工中央和臥式加工中央，立式加工中央（三軸）最有效的加工面僅為工件的頂面，臥式加工中央借助回轉(zhuǎn)工作臺，也只能完成工件的四面加工。三軸機床只有直線坐標軸，而五軸數(shù)控機床結(jié)構(gòu)形式多樣；統(tǒng)一段NC代碼可以在不同的三軸數(shù)控機床上獲得同樣的加工效果，但某一種五軸機床的NC代碼卻不能合用于所有類型的五軸機床。西方發(fā)達國家長期對我國實行禁運。國際上把五軸聯(lián)動數(shù)控技術(shù)作為一個國家出產(chǎn)設(shè)備自動化水平的標志。這種設(shè)計還有一大長處：我們在使用球面銑刀加工曲面時，當?shù)毒咧醒刖€垂直于加工面時，因為球面銑刀的頂點線速度為零，頂點切出的工件表面質(zhì)量會很差，采用主軸回轉(zhuǎn)的設(shè)計,玻璃鋼修邊五軸加工中心令主軸相對工件轉(zhuǎn)過一個角度，使球面銑刀避開頂點切削，保證有一定的線速度，可進步表面加工質(zhì)量。數(shù)控編程除了直線運動之外，還要協(xié)調(diào)旋轉(zhuǎn)運動的相關(guān)計算，如旋轉(zhuǎn)角度行程檢修、非線性誤差校核、刀具旋轉(zhuǎn)運動計算等，處理的信息量很大，數(shù)控編程極其抽象。但到目前為止，五軸數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用仍舊局限于少數(shù)資金雄厚的部分，并且仍舊存在尚未解決的挫折。因為其特殊的地位，特別是對于航空、航天、軍事產(chǎn)業(yè)的重要影響，以及技術(shù)上的復雜性，西方產(chǎn)業(yè)發(fā)達國家一

直把五軸數(shù)控系統(tǒng)作為戰(zhàn)略物資實行出口許可證軌制，對我國實行禁運。目前高檔的加工中央正朝著五軸控制的方向發(fā)展，五軸聯(lián)動加工中央有高效率、高精度的特點，工件一次裝夾就可完成五面體的加工。

我國數(shù)控技術(shù)及其設(shè)備在各產(chǎn)業(yè)部分中的應(yīng)用整體水平仍舊偏低，與產(chǎn)業(yè)發(fā)達國家比擬差距很大。從而導致整個加工過程效率十分低下。因為五軸聯(lián)動數(shù)控機床系統(tǒng)價格十分昂貴，加之NC程序制作較難，使五軸系統(tǒng)難以“布衣”化應(yīng)用。

發(fā)展和推廣的難點及阻力何在

顯然，人們早已熟悉到五軸數(shù)控技術(shù)的優(yōu)勝性和重要性。一旦人們在設(shè)計、制造復雜曲面碰到無法解決的挫折，就會求助五軸加工技術(shù)。對于數(shù)控機床設(shè)備的主要技術(shù)要求是多軸、高速、剛性好、功率大；對坐標數(shù)的需求，以三至五軸聯(lián)動為主。

購置機床需大量投資

以前五軸機床和三軸機床之間的價格懸殊很大。

刀具半徑補償難題

在五軸聯(lián)動NC程序中，刀具長度補償功能仍舊有效，而刀具半徑補償卻失效了。早在20世紀60年代，國外航空產(chǎn)業(yè)出產(chǎn)中就開始采用五軸數(shù)控銑床。

裝備制造業(yè)是一國產(chǎn)業(yè)之基石，它為新技術(shù)、新產(chǎn)品的開發(fā)和現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)出產(chǎn)提供重要的手段，是不可或缺的戰(zhàn)略性工業(yè)。五軸加工培訓國外數(shù)控鏜銑床、加工中央為適應(yīng)多面體和曲面零件加工，均采用多軸加工技術(shù)，包括五軸聯(lián)動功能。這種設(shè)置方式的長處是主軸加工非常靈活，工作臺也可以設(shè)計的非常大，客機龐大的機身、巨大的發(fā)念頭殼都可以在這類加工中央上加工。因而，研究五軸數(shù)控加工技術(shù)對國家科技氣力和綜合國力的進步有重要意義。

對這個題目的終極解決方案，有賴于引入新一代CNC控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠識別通用格局的工件模型文件(如STEP等)或CAD系統(tǒng)文件。特別是暗斗時期，對中國、前蘇聯(lián)等社會主義陣營實行關(guān)閉禁運。

五軸聯(lián)動數(shù)控是數(shù)控技術(shù)中難度最大、應(yīng)用范圍最廣的技術(shù)，它集計算機控制、高機能伺服驅(qū)動和精密加工技術(shù)于一體，應(yīng)用于復雜曲面的高效、精密、自動化加工。對于樞紐零件外形復雜的行業(yè)，如航空、電力、船舶、模具制造業(yè)等，其出產(chǎn)部分對多軸機床要求比例較大，新增五軸數(shù)控機床大約占數(shù)控機床總數(shù)的70%～80%。為了達到回轉(zhuǎn)的高精度，高檔的回轉(zhuǎn)軸還配置了圓光柵尺反饋，分度精度都在幾秒以內(nèi)，當然這類主軸的回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)比較復雜，制造本錢也較高。長期以來，以美國為首的西方產(chǎn)業(yè)發(fā)達國家，

汽車輪胎模具五軸加工中心一直把五軸聯(lián)動數(shù)控機床系統(tǒng)作為重要的戰(zhàn)略物資，實行出口許可證軌制。如配置上五軸聯(lián)動的高檔數(shù)控系統(tǒng)，還可以對復雜的空間曲面進行高精度加工，更能夠相宜象汽車零部件、飛機結(jié)構(gòu)件等現(xiàn)代模具的加工。

五軸數(shù)控編程抽象、操縱難題

這是每一個傳統(tǒng)數(shù)控編程職員都深感頭疼的題目。這種結(jié)構(gòu)非常受模具高精度曲面加工的歡迎，這是工作臺回轉(zhuǎn)式加工中央難以做到的。同時，五軸機床的價格也僅僅比三軸機床的價格高出30%～50%。

A軸和C軸最小分度值一般為0.001度，這樣又可以把工件細分成任意角度，加工出傾斜面、傾斜孔等。由此可見，五軸聯(lián)動數(shù)控機床系統(tǒng)對一個國家的航空、航天、軍事、科研、精密器械、高精醫(yī)療設(shè)備等等行業(yè)，有著舉足輕重的影響力

五軸加工中心價格。主軸前端是一個回轉(zhuǎn)頭，能自行環(huán)繞Z軸360度，成為C軸，回轉(zhuǎn)頭上還有帶可環(huán)繞X軸旋轉(zhuǎn)的A軸，一般可達90度以上，實現(xiàn)上述同樣的功能。這種設(shè)置方式的長處是主軸的結(jié)構(gòu)比較簡樸，主軸剛性非常好，制造本錢比較低。

五軸聯(lián)動加工中心的詳細解說

如何正確的選擇五軸聯(lián)動加工中心

1、適用的加工對象

一般來說，真五軸聯(lián)動加工中心適合曲面加工，3+2軸加工中心適用于平面加工。

2、3+2五軸加工中心的優(yōu)勢

3+2五軸加工中心可以使用更短的，剛性更高的切削刀具；刀具移動距離更短，程序代碼更少。而且刀具可以與表面形成一定的角度，主軸頭可以伸得更低，離工件更近。

3、3+2五軸加工中心的局限性

3+2五軸加工中心通常被認為是設(shè)置一個對主軸的常量角度。復雜工件可能要求許多個傾斜視圖以覆蓋整個工件，但這樣會導致刀具路徑重疊，從而增加加工時間。

4、真五軸聯(lián)動加工中心的局限性

相比于3+2五軸加工中心，其主軸剛性一般相對較差。而相比于三軸加工中心，加工精度誤差相對較大一些。所以有些情況不宜采用五軸聯(lián)動的方案，比如刀具太短，或刀柄太大，使任何傾斜角的工況下都不能避免振動。

5、真五軸聯(lián)動加工中心的優(yōu)勢

真五軸聯(lián)動加工中心加工時無需特殊夾具，可以降低夾具的成本，避免多次裝夾，提高模具加工精度。也可以減少夾具的使用數(shù)量。加工中省去許多特殊刀具，從而降低了刀具成本。另外在加工中也能增加刀具的有效切削刃長度，減小切削力，提高刀具使用壽命，降低成本。

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