五轴数控编程加工案例

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1、五轴数控编程加工案例介绍和分析前言当前模具制造行业中，三轴数控加工技术已经普遍应用并且相对成熟，但随着五轴数控技术的发展与推进，先进的五轴数控加工技术在市场上体现出了明显的优越性，故而引进五轴数控加工技术，建立一个高效率、高质量、短周期、低成本的产品生产框架来适应市场的发展，以求在市场竞争中立于不败之地已经成为我们必须面对的问题。近段时间，珠海某大型电器模具厂采购我司的五轴数控编程软件PowerMILL，本人接受公司的任务，为该客户进行五轴技术的培训辅导，并结合实际加工进行模具的试切，实例指导客户应用五轴加工技术，让客户看到了客观具

2、体的三轴加工与五轴加工两者的效率和质量对比数据。本文即以此次培训五轴工件试切为例，禅述在电器注塑模具加工当中，五轴数控加工技术相对于传统的三轴数控加工技术的若干优越性。一、五轴数控加工技术简述1、五轴刀轴和五轴刀轴控制五轴是由3个线性轴(Linearaxis)加上2个旋转轴(Rotaryaxis)组成。五轴刀轴控制是CAM系统五轴技术的核心。五轴CAM系统计算出每个切削点刀具的刀位点(X,Y,Z)和刀轴矢量(I,J,K)，五轴后处理器将刀轴矢量(I,J,K)转化为不同机床的旋转轴所需要转动的角度(A,B,C)其中的两个角度；然后计算

3、出考虑了刀轴旋转之后线性移动的各轴位移(X,Y,Z)。2、五轴机床类型按两旋转轴的运动位置结构来划分，可分为Table-Table、Head-Head、Table-Head三种类型。1）Table-Table：此类型机床主轴方向不动，两个旋转轴均分布在工作平台上；工件加工时旋转轴随工作台旋转，加工时必须考虑装夹承重，可加工的工件尺寸比较小。2）Head-Head：此类机床工作台不动，两个旋转轴均在主轴上。机床可加工的工件尺寸比较大。3）Table-Head：此类机床的两个旋转轴分别处于主轴和工作台上，工作台可以旋转，可装夹尺寸较大的

4、工件；主轴可摆动，改变刀轴方向灵活。3、定位五轴与联运五轴根据刀轴参与的加工方案来划分类型，一般可分为如下两类：1）定位五轴(3+2轴)定位五轴的刀轴矢量可以进行改变，但固定后沿着整个切削路径过程刀轴矢量不变，控制路径轴X、Y、Z参与旋转轴A(或者B)、C，既是旋转轴A(或者B)、C定位后保持不变，只有X、Y、Z参与控制机床切削移动。2）联动五轴整个切削路径过程刀轴矢量可根据要求进行改变变，控制路径轴X、Y、Z控制旋转A(B)、C，即是通常所说的五轴联动加工技术。二、数控编程加工工艺实例1、试切机床为德国的“DMG”（DMG－100

5、P）机床；其行程为1000×1000×1000mm；控制系统为heid530；主轴最高转速24000rpm；使用年限：2008年新购，至今将近2年；编程所用的CAM软件为PowerMILL；使用的刀具材质为普通硬质合金涂层刀具；试切工件是一电器面盖注塑模具前模，如图1所示：2、常规三轴数控加工工艺表，如表1所示：表１三轴数控加工工艺表１三轴数控加工工艺表 行号刀具和加工内容加工 时间(min)路径轨迹图示备注1φ12R0.5开粗61-2φ8R0二次开粗15参考前一刀具路径作二次开粗3φ6R0二次开粗12参考前一刀具路径作二次开粗4φ

6、3R0二次开粗10参考前一刀具路径对刀具长度允许范围作二次开粗5φ2R0局部二次开粗6参考前一刀具路径对局部范围作二次开粗6φ8R4中光加工30中光分形面和料位7φ8R4精加工75精加工分形面和料位8φ12R0.5中光加工6带2度斜度直纹面中光加工9φ12R0.5精加工10带2度斜度直纹面精加工10φ3R0光平面和斜度面精加工4光平面和斜度面精加工11φ3R1.5清角17按刀具伸出长度和参考φ8球刀定义清角范围12φ2R1清角6局部清角-合计时间252-- 上述三轴加工完成后，图１“B局部截面示意图”中所示的R角位只能使用R1.5的

7、球头刀进行清角，并且局部陡峭位最小只能使用R4的球头刀；图１“Ａ局部截面示意图”中所示的利角位最小使用Ｒ１的球头刀；分形枕位所有角位只能使用R1.5的球头刀进行清角；所剩下的残留余量将留给电火花加工完成。三、五轴加工工件试切1．根据机床结构和控制系统型号修改后处理文件试切机床为德国“DMG”（DMU-100P）机；行程1000×1000×1000mm；heid530控制系统，此机床为Table－Head型，两个旋转轴分别放置在主轴和工作台上，工作台旋转，主轴摆动，改变刀轴方向灵活，且为非标DMU-100P机床，与一般的标准DMU-1

8、00P机床不同之处在于主轴摆动轴是绕X轴旋转为A轴，摆角为-125度至10度，而不是主轴摆动轴是绕Y轴旋转的B轴，摆角为-100度至90度。另外，还需增加特定的“ATC高速高精度自适应功能”指令。所以还需对PowerMILL标准后处理