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多位***解读五轴加工技术，这个必定要看

五轴加工(5 Axis Machining)，望文生义，数控机床加工的一种方式。选用X、Y、Z、A、B、C中任意5个坐标的线性插补运动，五轴加工所选用的机床一般称为五轴机床或五轴加工中心。但是你真的了解五轴加工吗？

五轴技术的展开

几十年来, 人们普遍认为五轴数控加工技术是加工连续、平滑、凌乱曲面的委一手法。一旦人们在规划、制造凌乱曲面遇到无法处理的难题, 就会求诸五轴加工技术。但是.....

五轴联动数控是数控技术中难度蕞大、运用规划广的技术, 它集核算机控制、高功用伺服驱动和精密加工技术于一体, 运用于凌乱曲面的、精密、自动化加工。国际上把五轴联动数控技术作为一个***出产设备自动化技术水平的标志。由于其特别的地位,特别是对于航空、航天、军事工业的重要影响, 以及技术上的凌乱性, 西方工业发达***一直把五轴数控系统作为战略物资实施出口许可证原则, 对我国实施禁运, 限制我国、军事工业展开。

前次金属加工小编发的关于“东芝机床事件”就是根据这个关闭原则！

与三轴联动的数控加工相比, 从工艺和编程的视点来看, 对凌乱曲面选用五轴数控加工有以下利益：

（1）前进加工质量和功率

（2）扩展工艺规划

（3）满意复合化展开新方向

但是，哈哈，又但是了。。。五轴数控加工由于干与和刀具在加工空间的位姿控制,其数控编程、数控系统和机床结构远比三轴机床凌乱得多。所以，五轴说起来简略，实在结束真的很难！别的要操作运用好真的更难！

说到五轴，真的不得不说一说真假五轴？小编前段时间发布了一个“假五轴or真五轴？与三轴有什么差异呢？”的文章，其实文章中首要叙述了真假5轴的差异首要在于是否有RTCP功用，为此，小编专门去查找了这个词！

RTCP,解释一下，Fidia的RTCP是的缩写，字面意思是“旋转刀具中心”，业界往往会稍加转义为“盘绕刀具中心转”，也有一些人直译为“旋转刀具中心编程”，其实这只是RTCP的成果。PA的RTCP则是前几个单词的缩写。海德汉则将相似的所谓晋级技术称为，刀具中心点处理。还有的厂家则称相似技术为TCPC，刀具中心点控制。

从Fidia的RTCP的字面意义看，假设以手动办法定点履行RTCP功用，刀具中心点和刀具与工件表面的实践接触点将坚持不变，此时刀具中心点落在刀具与工件表面实践接触点处的法线上，而刀柄将盘绕刀具中心点旋转，对于球头刀而言，刀具中心点就是数控代码的政策轨迹点。为了到达让刀柄在履行RTCP功用时可以单纯地盘绕政策轨迹点（即刀具中心点）旋转的目的，就有必要实时补偿由于刀柄滚动所构成的刀具中心点各直线坐标的偏移，这样才华够在坚持刀具中心点以及刀具和工件表面实践实践接触点不变的情况，改动刀柄与刀具和工件表面实践接触点处的法线之间的夹角，起到发挥球头刀的蕞佳切削功率，并有用逃避干与等作用。因此RTCP好像更多的是站在刀具中心点（即数控代码的政策轨迹点）上，处理旋转坐标的改变。

不具备RTCP的五轴机床和数控系统有必要依靠CAM编程和后处理，事前规划好刀路，相同一个零件，机床换了，或者刀具换了，就有必要从头进行CAM编程和后处理，因此只能被称作假五轴，国内许多五轴数控机床和系统都属于这类假五轴。当然了，人家硬撑着把自己称作是五轴联动也无可厚非，但此（假）五轴并非彼（真）五轴！

小编因此也咨询了职业的***，简而言之，真五轴即五轴五联动，假五轴有或许是五轴三联动，别的两轴只起到***功用！

这是浅显的说法，并不是标准的说法，一般说来，五轴机床分两种：一种是五轴联动，即五个轴都可以一同联动，别的一种是五轴***加工，实践上是五轴三联动：即两个旋转轴旋转***，只需3个轴可以一同联动加工，这种俗称3 2方式的五轴机床，也可以理解为假五轴。

怎样？关于真假五轴的情况您了解了吗？有新的说法，欢迎留言探讨！

本次对于RTCP功用也没有进行翔实的描绘，假设你对这方面感兴趣，小编决议下次多收集一些这方面的材料，给您回答！需求的话欢迎留言！

展开五轴数控技术的难点及阻力

我们早已认识到五轴数控技术的优越性和重要性。但到现在为止, 五轴数控技术的运用仍然局限于少数资金雄厚的部门, 而且仍然存在尚未处理的难题。

下面小编收集了一些难点和阻力，看是否跟您的情况对应？

1.五轴数控编程抽象、操作困难

这是每一个传统数控编程人员都深感头疼的问题。三轴机床只需直线坐标轴, 而五轴数控机床结构方式多样;同一段NC 代码可以在不同的三轴数控机床上获得相同的加工作用, 但某一种五轴机床的NC代码却不能适用于一切类型的五轴机床。数控编程除了直线运动之外, 还要协调旋转运动的相关核算, 如旋转视点行程查验、非线性过失校核、刀具旋转运动核算等, 处理的信息量很大, 数控编程极端抽象。

五轴数控加工的操作和编程技术密切相关, 假设用户为机床增添了特别功用, 则编程和操作会更凌乱。只需反复实践, 编程及操作人员才华把握必备的知识和技术。经验丰盛的编程、操作人员的短少, 是五轴数控技术遍及的一大阻力。

国内许多厂家从国外购买了五轴数控机床, 由于技术培训和效力不到位, 五轴数控机床固有功用很难结束, 机床运用率很低, 许多场合还不如选用三轴机床。

2.对NC 插补控制器、伺服驱动系统要求十分严厉

五轴机床的运动是五个坐标轴运动的组成。旋转坐标的参与, 不光加剧了插补运算的背负, 而且旋转坐标的细微过失就会大幅度下降加工精度。因此要求控制器有更高的运算精度。

五轴机床的运动特性要求伺服驱动系统有很好的动态特性和较大的调速规划。

3.五轴数控的NC 程序校验尤为重要

要前进机械加工功率，迫切要求挑选传统的“试切法”校验办法

。在五轴数控加工傍边，NC 程序的校验作业也变得十分重要， 由于一般选用五轴数控机床加工的工件价格十分贵重， 而且磕碰是五轴数控加工中的常见问题：刀具切入工件；刀具以极高的速度磕碰到工件；刀具和机床、夹具及其他加工规划内的设备相磕碰；机床上的移动件和固定件或工件相磕碰。五轴数控中，磕碰很难猜想，校验程序有必要对机床运动学及控制系统进行概括分析。

假设CAM 系统检测到过错, 可以立即对刀具轨迹进行处理;但假设在加工进程中发现NC 程序过错，不能像在三轴数控中那样直接对刀具轨迹进行批改。在

三轴机床上, 机床操作者可以直接对刀具半径等参数进行批改。而在五轴加工中, 情况就不那么简略了，由于刀具标准和方位的改变对后续旋转运动轨迹有直接影响。

螺纹加工常见问题及解决方案

1、主要原因

（1）车刀的前角太大，机床X轴丝杆空隙较大；

（2）车刀装置得过高或过低；

（3）工件装夹不牢；

（4）车刀磨损过大；

（5）切削用量太大。

2、解决方法

（1）减小车刀前角，修理机床调整X 轴的丝杆空隙，利用数控车床的丝杆空隙主动补偿功用补偿机床X 轴丝杆空隙。

（2）车刀装置得过高或过低：过高，则吃刀到一定深度时，车刀的后刀面顶住工件，增大摩擦力，甚至把工件顶弯，构成扎刀现象；过低，则切屑不易排出，车刀径向力的方向是工件中心，加上横进丝杠与螺母空隙过大，致使吃刀深度不断主动趋向加深，从而把工件抬起，呈现扎刀。此刻，应及时调整车刀高度，使其刀尖与工件的轴线等高(可利用尾座鼎尖对刀)。在粗车和半精车时，刀尖方位比工件的中心高出1%D左右(D表明被加工工件直径)。

（3）工件装夹不牢：工件本身的刚性不能接受车削时的切削力，因而产生过大的挠度，改变了车刀与工件的中心高度(工件被抬高了)，构成切削深度突增，呈现扎刀，此刻应把工件装夹牢固，可使用尾座鼎尖等，以添加工件刚性。

（4）车刀磨损过大：引起切削力增大，顶弯工件，呈现扎刀。此刻应对车刀加以修磨。

（5）切削用量(主要是背吃刀量和切削速度)太大：依据工件5 导程巨细和工件刚性挑选合理的切削用量。

乱扣

1、毛病现象

当丝杠转一转时，工件未转过整数转而构成的。

2、主要原因

（1）机床主轴编码器同步传动皮带磨损，检测不到主轴的同步实在转速；

（2）编制输入主机的程序不正确；X轴或Y轴丝杆磨损。

3、解决方法

（1）主轴编码器同步皮带磨损

由于数控车床车削螺纹时，主轴与车刀的运动关系是由机床主机信息处理中心发出的指令来操控的，车削螺纹时，主轴转速稳定不变，X 或Y 轴能够依据工件导程巨细和主轴转速来调整移动速度，所以中心有必要检测到主轴同步实在转速，以发出正确指令操控X 或Y 轴正确移动。

如果体系检测不到主轴的实在转速，在实际车削时会发出不同的指令给X或Y，那么这时主轴转一转，刀具移动的距离就不是一个导程，第二刀车削时螺纹就会乱扣。这种情况下，咱们只有修理机床，更换主轴同步皮带。

（2）编制输入的程序不正确

车削螺纹时为了避免乱扣，有必要确保后一刀车削轨道要与前一刀车削轨道重合，在普车上咱们用倒顺车法来防备乱扣。

在数控车床上，咱们用程序来防备乱扣，就是在编制加工程序时，咱们用程序操控螺纹刀在车削前一刀后，退刀，使后一刀起点方位与前一刀起点方位重合(相当于在普车上车削螺纹时，螺纹刀退回到前一刀所车出的螺旋槽内)，这样车出的螺纹就不会乱扣。

有时，由于程序输入的导程不正确(后一段程序导程与前一段程序导程不一致)，车削时也会呈现乱扣现象。

（3）X 轴或Y 轴丝杆磨损严重：修理机床，更换X 轴或Z轴丝杆。

螺距不正确

主轴编码器传送回机床体系的数据不经确；X 轴或Y 轴丝杆和主轴的窜动过大；编制和输入的程序不正确。

（1）主轴编码器传送数据不经确：修理机床，更换主轴编码器或同步传送皮带；

（2）X 轴或Y 轴丝杆和主轴窜动过大：调整主轴轴向窜动，X 轴或Y 轴丝杆空隙能够用体系空隙主动补偿功用补偿;

（3）检视程序，务必使程序中的指令导程与图纸要求一致。

牙型不正确

车刀刀尖刃磨不正确；车刀装置不正确；车刀磨损。

（1）车刀刀尖刃磨不正确：正确刃磨和测量车刀刀尖角度，对于牙型角精度要求较高的螺纹车削，能够用标准的机械夹固式螺纹刀车削，或者把螺纹刀用磨床刃磨。

（2）车刀装置不正确：装刀时用样板对刀，或者经过用百分表找正螺纹刀杆来装正螺纹刀。

（3）车刀磨损：依据车削加工的实际情况，合理选用切削用量，及时修磨车刀。

螺纹外表粗糙度大毛病剖析

（1）刀尖产生积屑瘤；

（2）刀柄刚性不行，切削时产生轰动；

（3）车刀径向前角太大；

（4）高速切削螺纹时，切削厚度太小或切屑向倾斜方向排出，拉毛已加工牙侧外表；

（5）工件刚性差，而切削用量过大；

（6）车刀外表粗糙度差。

（1）用高速钢车刀切削时应下降切削速度，并正确挑选切削液；

（2）添加刀柄截面，并减小刀柄伸出长度；

（3）减小车刀径向前角；

（4）高速钢切削螺纹时，终一刀的切屑厚度一般要大于0.1mm，并使切屑沿笔直轴线方向排出；

（5）挑选合理的切削用量；

（6）刀具切削刃口的外表粗糙度应比零件加工外表粗糙度值小2 —— 3 层次。

螺纹加工常见问题及解决方法

总归，车削螺纹时产生的毛病形式多种多样，既有设备的原因，也有刀具、操作者等的原因，在排除毛病时要具体情况具体剖析，经过各种检测和确诊手法，找出具体的影响要素，采纳有效的解决方法。

高温合金

一、高温合金的概念、原理和分类

高温合金一般是指能在600~1200℃的高温下抗痒化、抗腐蚀、抗蠕变，并能在较高的机械应力效果下长期作业的合金资料。

高温合金强调的不是耐受温度指标，耐受温度比高温合金高的资料有很多，比如难熔合金、陶瓷及碳碳复合资料等。高温合金底子的特性在于必定温度下所具有的高强度。以一般的修建用钢材为例，它在室温下强度很高，但在修建焚烧时强度会急剧下降，从而导致修建坍塌。高温合金的长处是，在600~1200℃的高温下，它仍然能坚持极高的强度和硬度以接受较高的载荷。因而俄罗斯将其称为热强合金，而欧美称之为超合金（superalloy）。

一般钢材含有十多种化学元素，而高温合金一般含有超越30-40种元素，高温合金之所以能在高温下坚持较高的强度和硬度首要原因在于这些元素在安排中发挥着强化金属功能的效果。

高温合金的分类有多种：1）按制造工艺分为变形高温合金、铸造高温合金和粉末高温冶金三类。2）按合金的首要元素分为铁基高温合金、镍基高温合金和钴基高温合金三类。3）按强化办法分为固溶强化、时效强化、氧化物弥散强化和晶界强化等。

以工艺分类来看，变形高温合金运用规划广，占比达70%，其次是铸造高温合金，占比20%。以合金首要元素来看，镍基高温合金运用规划广，占比达80%，其次为镍-铁基，占比14.3%，钴基占比少，占比5.7%。

二、高温合金展开进程及概略

高温合金早诞生于20世纪初期的美国，被用作车站的防腐支架。从开端，高温合金的研发进入了高速展开时期，镍基高温合金、钴基高温合金、铁基高温合金纷纷研发成功，并大量运用。现在镍基高温合金是现代航空发起机、航天器和火箭发起机以及舰船和工业燃气轮机的要害热端部件资料（如涡轮叶片、导向器叶片、涡轮盘、焚烧室等），也是核反应堆、化工设备、煤转化技能等方面需求的重要高温结构资料。

高温合金的展开首要阅历了几个阶段：二十世纪40时代以前提出概念，40-50时代实现在喷气发起机的运用，50-60时代在真空熔炼技能取得重大进展，60-70时代会集在合金化方面，70时代后首要在工艺研讨方面，定向凝结、单晶合金、粉末冶金、机械合金化和陶瓷过滤等新工艺成为高温合金展开的首要动力，其间定向凝结工艺制备的单晶合金尤为重要，在航空发起机涡轮叶片中运用尤为广泛。二十世纪80时代以来，国内外广泛展开数值模仿研讨，取得了重要进展，并在此基础上展开了显微安排及冶金缺点猜测研讨。

三、镍基高温合金

在整个高温合金领域中，镍基高温合金占有特别重要的地位，与铁基和钴基合金比较，镍基合金具有更好的高温功能、良好的抗痒化和抗腐蚀功能。镍基高温合金是高温合金中运用广、高温强度蕞高的一类合金。其首要原因，一是镍基合金中能够溶解较多合金元素，且能坚持较好的安排安稳性；二是能够构成共格有序的A3B型金属间化合物[Ni3(Al,Ti)]相作为强化相，使合金得到有用强化，获得比铁基高温合金和钴基高温合金更高的高温强度；三是含铬的镍基高温合金具有比铁基高温合金更好的抗痒化和抗燃气腐蚀才能。能够说，镍基高温合金的展开决定了航空涡轮发起机的展开，也决定了航空工业的展开。选用定向凝结技能制备出的镍基单晶合金，其运用温度已接近合金熔点的90%，成为今世***航空发起机热端部件不行替代的重要结构资料。

镍基高温合金含有十多种元素，增加合金元素对高温合金的功能起要害的效果。以铸造镍基高温合金为例，铸造镍基高温合金以γ相为基体，增加铝、钛、铌、钽等构成γ’相进行强化，γ’相数量较多，有的合金高达60%；参加钴元素能前进γ’相溶解温度，前进合金的运用温度；钼、钨、铬具有强化固溶体的效果，铬、钼、钽还能构成一系列对晶界发生强化效果的碳化物；铝、铬有助于抗痒化才能，但铬下降γ’相的溶解度和高温强度，因而铬含量应低些；铪改进合金中温塑性和强度；为了强化晶界，增加适量的硼、锆等元素。研讨标明，GMR235铸态合金的含碳量为0.18%时，高温耐久寿数和抗拉强度蕞大，且具有较好的塑性，增加硼和锆的合金耐久性明显改进，合金的枝晶距离削减，碳化物的析出量削减且碳化物颗粒细化，从而改进各方面功能。

镍基高温合金是20世纪30时代后期开端研发的。英国于1941年首先出产出镍基高温合金Nimonic75；为了前进蠕变性又增加了铝，研发出Nimonic80。美国于40时代中期，苏联于40时代后期，我国于50时代中期也研发出镍基合金。

镍基合金的展开包含两个方面：合金成分的改进和出产工艺的改造。50时代初，真空熔炼技能的展开，为炼制含高铝和钛的镍基合金创造了条件。初期的镍基合金大都是变形合金。50时代后期，因为涡轮叶片作业温度的前进，要求合金有更高的高温温度，可是合金的强度高了，就难以变形，乃至不能变形，于是选用熔模精细铸造工艺，展开出一系列具有良好高温强度的铸造合金。60时代中期展开出功能更好的定向结晶和单晶高温合金以及粉末冶金高温合金。为了满意舰船和工业燃气轮机的需求，60时代以来还展开出一批抗热腐蚀功能较好、安排安稳的高铬镍基合金。在从40时代初到70时代末大约40年的时间内，镍基合金的作业温度从700℃前进到1100℃，平均每年前进10°C左右。

镍基高温合金按照制造工艺，可分为变形高温合金、铸造高温合金、粉末冶金高温合金。

3.1 变形高温合金

变形高温合金是高温合金中运用广的一类，占比到达70%。变形高温合金首要选用常规的锻、轧和揉捏等冷、热变形手段加工成材。我国镍基变形高温合金以拼音字母GH加序号表明，如GH4169、GH141等。

变形高温合金塑性较低，变形抗力大，运用一般的热加工手段变形有必定困难，因而需求采纳钢锭直接轧制、钢锭包套直接轧制和包套墩饼等新工艺来加工，也选用加镁微合金化和弯曲晶界热处理工艺来前进塑性。

变形高温合金在航空发起机中至今仍然是首要用材。其间GH4169在我国航空发起机中已得到广泛运用，被称为高温合金中的。其材质水平和加工工艺水平近年来得到明显前进。GH4169合金的冶金产品有不同标准的锻棒、热轧棒、冷拉棒、板、带、丝、管和锻件，制造的零件有各类盘、转子、环、机匣、轴、紧固件、弹性元件、阻尼元件等。

3.2 铸造高温合金

跟着运用温度和强度的前进，高温合金的合金化程度越来越高，热加工成形越来越困难，必须选用铸造工艺进行出产。另外，选用冷却技能的空心叶片的内部杂乱型腔，只能选用精细铸造工艺才能出产，因而镍基铸造高温合金在实际出产运用中不行缺少。铸造高温合金运用也较为广泛，占比约20%。国内的铸造高温合金以“K”加序号表明，如K1、K2等。

按结晶办法，铸造高温合金又能够分为多晶铸造高温合金、定向凝结铸造高温合金、定向共晶铸造高温合金和单晶铸造高温合金等4种类型。铸造高温合金的特点是：1）具有更宽的成分规划。因为不用统筹变形加工功能，合金的规划能够会集考虑优化其运用功能。2）具有更广阔的运用领域。因为铸造办法具有的特别长处，可依据零件的运用需求，规划、制造出近终型或无余量的具有任意杂乱结构和形状的高温合金铸件。

关于一种特定的镍基合金，在特定的环境中存在着多种变量，包含：浓度、温度、通风姿、液(气)流速度、杂质、磨蚀、循环工艺条件等。这些变量会产生各种各样的腐蚀问题。这些问题都能在镍及其他合金元素中找到答案。

金属镍直到达到熔点之前一直保持着奥氏体，面心立方结构。这就给韧脆转变供给了自由度，同时也大大减小了因其他金属一起并存而呈现的制作问题。在电化序上，镍比铁慵懒而比铜活波。因而，在还原性环境中，镍比铁要耐腐蚀，但没有铜耐腐蚀。在镍的基础上，加上铬之后，使合金具备了抗痒化功能，由此能够产生许多种应用规模十分广泛的合金，使他们能够对还原性环境和氧化性环境都有蕞佳的抵抗力。

镍基合金与不锈钢和其他铁基合金比较，在固溶状态下能够容纳更多的合金元素，而且还能保持很好的冶金稳定性。这些要素允许增加多种多样的合金元素，使镍基合金大量的应用在千差万别的腐蚀环境中。

镍基合金中常见的元素主要有：

镍Ni

供给冶金稳定性、进步热稳定性和可焊性、进步对还原性酸和柯性钠的抗腐蚀性、进步尤其是在氯化物和柯性钠环境中的抗应力腐蚀开裂功能。

铬Cr

进步抗痒化和高温抗痒化、抗硫化功能、进步抗点蚀、间隙腐蚀功能。

钼Mo

进步对还原性酸的抗腐蚀性、进步含氯化物水溶液环境下的抗点蚀、间隙腐蚀的功能、进步高温强度。

铁Fe

进步对高温渗碳环境的抵抗性、下降合金成本、操控热膨胀。

铜 CuCu

进步对还原性酸（尤其是那些用于空气不流转场合的***和轻氟酸）和盐类的抗腐蚀性、铜增加到镍-铬-钼-铁合金中有助于进步对轻氟酸、磷酸和***的抗腐蚀性。

铝Al

进步高温抗痒化性、进步时效硬化。

钛Ti

与碳结合，减少了热处理时发作碳化铬沉积形成的晶间腐蚀、进步时效强化。

铌Nb

与碳结合，减少了热处理时发作碳化铬沉积形成的晶间腐蚀、进步抗点蚀、间隙腐蚀功能、进步高温强度。

钨W

进步抗还原性酸和部分腐蚀的功能、进步强度和可焊性。

氮N

进步冶金稳定性、进步抗点蚀、间隙腐蚀功能、进步强度。

钴Co供给增强的高温强度、进步抗碳化、抗硫化功能。

这些合金元素中许多都能够与镍在很宽的成分规模内结合形成单相固溶体，保证合金在许多腐蚀条件下都具有杰出的抗腐蚀性。合金在完全退火的状态下，也具有杰出的力学功能，而无需忧虑制作加工或热加工中带来的***的冶金改变。许多高镍合金能够通过固溶硬化、碳化物沉积、沉积（时效）硬化和弥散强化等方式进步强度。