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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。

切削加工是包括机床、刀具、零件、夹具、工艺的多变量杂乱时变体系，切削参数对应的切削状况，以及获取的加工作用遭到切削体系各个环节、众多参数的影响，难以树立标准一致的切削工艺体系模型来描绘和优化工艺参数。作为刀具的首要供给方，刀具厂商往往选用折衷计划，针对所供给的刀具和被加工目标，为工艺人员引荐可用的切削参数或近似加工事例，不供给刀具寿数和加工作用猜测，多依靠实践加工成果进行粗略点评。

选用数控机床进行金属切削加工，不只是航空航天制作业的首要金属切削办法，也在整个工业出产中占据干流。在数控切削办法的革新中，出产质量办理也发生了很大的革新。传统手工机床加工零件，独自工序的加工质量多依靠工人的技能，而在数控加工中，工艺人员不只需求负责工艺拟定，还要进行数控加工程序编制、数控刀具挑选与工艺参数拟定。因而数控加工功率与加工质量遭到数控刀具的影响显著。

航空航天制作业的加工办法以小批量、多种类混线加工为主，相关于大批量出产的轿车制作行业，在零件切削加工出产中，因为零件资料的难加工和零件结构的难加工特性，不只对高功用数控刀具有火急的需求，并且适宜的刀具办理技能对数控出产质量的进步具有重要的含义和使用价值。

狭义上的刀具办理技能只涉及刀具的物流办理。在轿车发动机等批量化出产中使用的刀具办理技能不只包括刀具的物流办理，还包括刀具定义、切削参数、切削数据、刀具调整与刀具修磨、CAM接口、刀具用量猜测等。经过刀具办理技能的使用，能够把量产中的刀具***出来，由***化的刀具办理服务团队进行办理，在出产现场完成刀具配送，下降出产本钱。针对航空航天制作业的特殊出产办法，这种刀具办理技能存在许多问题。现在的航空航天企业都建有较为完善的CAPP、ERP和PDM等信息办理体系，刀具相关的物流办理功用现已具备。可是刀具具有其特殊性，在工艺拟定实施中，不只需求知道刀具的形状、尺寸，还要知道刀具适宜加工的资料和切削参数的挑选。

切削数据库首要是为工艺人员拟定具体工艺计划时，供给机床、刀具挑选计划和优化可行的加工参数。因为微细铣削工艺体系涉及到机床、刀具、工件、工装夹具、光滑冷却等加工的各个环节，一起因为加工进程的动态时变特性，蕞优工艺参数往往不易确定。这也是现有金属切削数据库难以实用化的首要要素。

针对航空航天制作业的特殊性，高功用数控刀具的办理技能应包括刀具功用点评、刀具现场使用、刀具物流。

刀具功用点评办法

随着航空结构件杂乱程度的不断进步，包括的难加工特征结构越来越多，以往经过根底切削实验来选取的刀具在针对不同结构特征时往往表现出显著的功用差异。也就是说，同一种刀具在切削加工不同的结构特征时，往往会体现出较大差异的切削功用。

为了合理点评航空钛合金结构件铣削刀具的功用，和寻求适宜航空钛合金结构件的铣削刀具，有必要在了解和了解航空钛合金杂乱结构件结构特色的根底上对其切削刀具功用进行评判。

为进行钛合金铣削刀具的优选和切削参数优化，规划了多种结构的钛合金测试件。图1是参阅机床功用测试S形件规划的一种基准样件，经过定义一致的切削轨迹，不只能够比照刀具的切削功用，还能进行机床功用的测试，为切削参数的个性化点评供给了一种参阅办法。

图1 铣削刀具基准测试件

如以刀具寿数、金属切除率作为粗加工点评指标，构建刀具功用综合评判模型，经过实践切削实验，比照评测了W***35、W***35S、WSP45和WSP45S 4种PVD氧化铝涂层的铣刀，依据加工实验数据的含糊隶属度评测，切削S形区域时的功用依次为W***35S、WSP45、WSP45S、W***35；而切削不和槽腔时的功用依次为W***35S、W***35、WSP45、WSP45S。

选用基准件进行刀具功用点评，多项比照实验表明，可认为工艺拟定供给更合理的切削参数。

刀具现场使用

刀具现场使用是指从工艺规划开始的刀具选型、切削参数、寿数猜测、磨损办理、刀具调整和刀具替换等环节。

刀具选型的基本流程是依据被加工零件的结构、资料，经过刀具样本，获取相关的刀具、刀柄、以及引荐切削参数。刀具选型的好坏对加工质量、加工功率和加工本钱具有决定性影响，一起也会影响数控加工程序的编制。尤其是航空航天工业中常用的钛合金、高温合金等难加工资料，对刀具资料、刀片槽型以及切削参数较为灵敏，任何过错的搭配都会导致刀具磨损加重或者功率下降。因为刀具选型多依靠于“知识”，瓦儿特早供给了TEC-CCS刀具办理辅助软件为用户供给整体铣刀、孔加工的刀具主张；肯纳金属（肯纳金属关方网站，肯纳金属产品一览）也推出了NOVOTM刀具办理软件，使用多种参数束缚的办法为用户供给刀具主张。上述软件还能供给切削力和切削扭矩、功率的计算功用。

充分发挥高功用切削刀具的功用，不只需求依据加工目标挑选适宜的刀具，并且需求在工艺编制进程中为刀具配置合理的切削参数。因为零件在机床上的切削加工是一个多变量杂乱时变进程，必须要依据机床状况、零件装夹办法、加工余量多少对刀具主张的切削参数进行调整。

因为钛合金和高温合金易于加工硬化，应选用适当的进给量和切削深度，以坚持切削在硬化层之下进行。在使用淘瓷刀具切削高温合金中，在车削时切削速度一般需求超过80m/min才能充分使用陶瓷和高温合金的硬度差进行切削；而在铣削中，切削线速度需求超过600m/min才能达到相似的作用；一起因为淘瓷刀具的脆性，使用冷却液或者微量光滑时，会因液体在刀具表面微裂纹中的胀大加重裂纹扩张速度，加快刀具破损，应尽量选用风冷或者干切削办法。

在实践加工进程中，刀具切削作用的反应是刀具、切削参数改善以及刀具本钱操控的重要依据。现有的车间出产办理体系中，关于实践刀具切削寿数、加工进程动态多为现场操作人员的口头报告，假如进行相关的数据计算又会形成现场办理工作量激增。怎么在出产中、及时、获取相关刀具使用作用的数据，仍有待进一步讨论。

依据国内航空航天制作业对数控切削零件质量问题的调查，大都质量问题是因为简略过错导致。如数控机床在加工大型零件的进程中，因为切削液喷注、现场噪声等要素，操作人员忽略导致过错的刀具调用、刀具长度过错、刀具过度磨损等问题尤为常见。使用技能手段进行此类防错处理具有较好的作用，如在车间树立刀具配送体系，依据每台机床当天使命，供给刀具清单，由专门人员在刀具预调仪上进行刀具丈量承认后，配送至对应机床刀库，在程序中依照估计的刀具寿数进行换刀提示。

刀具办理体系

高功用切削刀具的首要目标是在粗加工阶段进步金属切除率，在精加工阶段进步表面质量。在批量出产中，因为机床-工件的组合、出产率相对固定，刀具种类和耗费数量易于计算，适宜于刀具办理。但在航空航天制作业，小批量、多种类的混线出产，刀具种类和耗费数量不易准确计算，关于刀具办理体系的使用具有较大难度。

刀具办理体系不只要面向制作车间的物流办理、刀具装置调整、机床刀具配置等进程进行刀具相关数据办理，一起还要在工艺编制进程中供给刀具几许数据、切削参数，以及在出产计划编制进程中的机床-工件-夹具-刀具匹配，并能进行作用猜测。图2是TDM刀具办理体系的数据接口环境示意图。

一、钻孔与扩孔

1. 钻孔

钻孔是在实心资料上加工孔的地一道工序，钻孔直径一般小于 80mm 。钻孔加工有两种办法：一种是钻头旋转；另一种是工件旋转。上述两种钻孔办法发作的差错是不相同的，在钻头旋转的钻孔办法中，因为切削刃不对称和钻头刚性不足而使钻头引偏时，被加工孔的中心线会发作偏斜或不直，但孔径根本不变；而在工件旋转的钻孔办法中则相反，钻头引偏会引起孔径改变，而孔中心线仍然是直的。

常用的钻孔刀具有：麻花钻、中心钻、深孔钻等，其中常用的是麻花钻，其直径规格为 Φ0.1-80mm。

因为构造上的约束，钻头的曲折刚度和扭转刚度均较低，加之定心性不好，钻孔加工的精度较低，一般只能到达 IT13～IT11；外表粗糙度也较大，

Ra

一般为 50~12.5μm；但钻孔的金属切除率大，切削功率高。钻孔首要用于加工质量要求不高的孔，例如螺栓孔、螺纹底孔、油孔等。对于加工精度和外表质量要求较高的孔，则应在后续加工中经过扩孔、铰孔、镗孔或磨孔来到达。

2. 扩孔

扩孔是用扩孔钻对已经钻出、铸出或锻出的孔作进一步加工，以扩大孔径并进步孔的加工质量，扩孔加工既能够作为精加工孔前的预加工，也能够作为要求不高的孔的终究加工。扩孔钻与麻花钻类似，但刀齿数较多，没有横刃。

与钻孔比较，扩孔具有下列特色：（1）扩孔钻齿数多（3~8个齿）、导向性好，切削比较稳定；（2）扩孔钻没有横刃，切削条件好；（3）加工余量较小，容屑槽能够做得浅些，钻芯能够做得粗些，刀体强度和刚性较好。扩孔加工的精度一般为

IT11~IT10

级，外表粗糙度Ra为12.5~6.3μm。扩孔常用于加工直径小于

的孔。在钻直径较大的孔时（D ≥30mm ），常先用小钻头（直径为孔径的 0.5~0.7 倍）预钻孔，然后再用相应尺度的扩孔钻扩孔，这样能够进步孔的加工质量和出产功率。

扩孔除了能够加工圆柱孔之外，还能够用各种特殊形状的扩孔钻（亦称锪钻）来加工各种沉头座孔和锪平端面示。锪钻的前端常带有导向柱，用已加工孔导向。

二、铰孔

铰孔是孔的精加工办法之一，在出产中运用很广。对于较小的孔，相对于内圆磨削及精镗而言，铰孔是一种较为经济实用的加工办法。

1. 铰刀

铰刀一般分为手用铰刀及机用铰刀两种。手用铰刀柄部为直柄，作业部分较长，导向作用较好，手用铰刀有整体式和外径可调整式两种结构。机用铰刀有带柄的和套式的两种结构。铰刀不仅可加工圆形孔，也可用锥度铰刀加工锥孔。

2. 铰孔工艺及其运用

铰孔余量对铰孔质量的影响很大，余量太大，铰刀的负荷大，切削刃很快被磨钝，不易取得光洁的加工外表，尺度公役也不易确保；余量太小，不能去掉上工序留下的刀痕，天然也就没有改进孔加工质量的作用。一般粗铰余量取为0.35~0.15mm，精铰取为

01.5~0.05mm。

为防止发作积屑瘤，铰孔一般选用较低的切削速度（高速钢铰刀加工钢和铸铁时，v ＜8m/min）进行加工。进给量的取值与被加工孔径有关，孔径越大，进给量取值越大，高速钢铰刀加工钢和铸铁时进给量常取为

0.3~1mm/r。

铰孔时必须用恰当的切削液进行冷却、光滑和清洗，以防止发作积屑瘤并及时铲除切屑。与磨孔和镗孔比较，铰孔出产率高，容易确保孔的精度；但铰孔不能校对孔轴线的方位差错，孔的方位精度应由前工序确保。铰孔不宜加工阶梯孔和盲孔。

铰孔尺度精度一般为 IT9～IT7级，外表粗糙度Ra一般为

3.2~0.8

μm。对于中等尺度、精度要求较高的孔（例如IT7级精度孔），钻—扩—铰工艺是出产中常用的典型加工计划。

三、镗孔

镗孔是在预制孔上用切削刀具使之扩大的一种加工办法，镗孔作业既能够在镗床上进行，也能够在车床上进行。

1. 镗孔办法

镗孔有三种不同的加工办法。

（1）工件旋转，刀具作进给运动 在车床上镗孔大都属于这种镗孔办法。工艺特色是：加工后孔的轴心线与工件的反转轴线一致，孔的圆度首要取决于机床主轴的反转精度，孔的轴向几许形状差错首要取决于刀具进给方向相对于工件反转轴线的方位精度。这种镗孔办法适于加工与外圆外表有同轴度要求的孔。

（2）刀具旋转，工件作进给运动 镗床主轴带动镗刀旋转，作业台带动工件作进给运动。

（3）刀具旋转并作进给运动 选用这种镗孔办法镗孔，镗杆的悬伸长度是改变的，镗杆的受力 变形也是改变的，靠近主轴箱处的孔径大，远离主轴箱处的孔径小，构成锥孔。此外，镗杆悬伸长度增大，主轴因自重引起的曲折变形也增大，被加工孔轴线将发作相应的曲折。这种镗孔办法只适于加工较短的孔。

2. 金刚镗

与一般镗孔比较，金刚镗的特色是背吃刀量小，进给量小，切削速度高，它能够取得很高的加工精度（IT7～IT6）和很光洁的外表（Ra为

0.4~0.05

μm）。金刚镗初用金刚石镗刀加工，现在普遍选用硬质合金、CBN和人造金刚石刀具加工。首要用于加工有色金属工件，也可用于加工铸铁件和钢件。

金刚镗常用的切削用量为：背吃刀量预镗为 0.2~0.6mm，终镗为0.1mm ；进给量为

0.01~0.14mm/r

；切削速度加工铸铁时为100~250m/min ，加工钢时为150~300m/min ，加工有色金属时为

300~2000m/min。

为了确保金刚镗能到达较高的加工精度和外表质量，所用机床（金刚镗床）须具有较高的几许精度和刚度，机床主轴支承常用精细的角触摸球轴承或静压滑动轴承，高速旋转零件须经经确平衡；此外，进给机构的运动必须十分平稳，确保作业台能做平稳低速进给运动。

金刚镗的加工质量好，出产功率高，在大批大量出产中被广泛用于精细孔的终究加工，如发动机气缸孔、活塞销孔、机床主轴箱上的主轴孔等。但须引起留意的是：用金刚镗加工黑色金属制品时，只能运用硬质合金和CBN制造的镗刀，不能运用金刚石制造的镗刀，因金刚石中的碳原子与铁族元素的亲和力大，刀具寿数低。

3. 镗刀

镗刀可分为单刃镗刀和双刃镗刀。

一、前言

机械加工是指通过一种机械设备对工件的外形尺寸或性能进行改动的过程。按加工方式上的不同可分为切削加工和压力加工。

二、机械加工基本常识

以下这些机械加工常识的汇总：

对切削温度的影响：切削速度，进给率，背吃刀量；

对切削力的影响：背吃刀量，进给率，切削速度；

对刀具耐用度的影响：切削速度，进给率，背吃刀量。

当背吃刀量增大一倍时，切削力增大一倍；

当进给率增大一倍时，切削力大约增大70%；

当切削速度增大一倍时，切削力逐步减小；

可以依据铁屑排出的情况判断出切削力，切削温度是否在正常范围内。

当所量的实践数值X与图纸直径Y之大于0.8时车的凹圆弧时，副偏角52度的车刀（也就是我们常用的刀片为35度的主偏角93度的车刀）所车出的R在起点位置的当地可能会擦刀。

铁屑颜色所代表的温度：

白色小于200度

***220-240度

暗蓝290度

蓝320-350度

紫黑大于500度

手动刀尖R补偿公式：

从下往上车倒角：Z=R*（1-tan(a/2)）X=R(1-tan(a/2))*tan(a)从上往下车倒角将减改成加即可。

三、在数控车加工时，以下几点应特别注意：

（1）关于目前我国的经济数控车床一般选用的是一般三相异步电机通过变频器完结无级变速，假如没有机械减速，往往在低速时主轴输出扭矩不足，假如切削负荷过大，简单闷车，不过有的机床上带有齿轮档位很好的处理了这一问题；

（2）尽可能使刀具能完结一个零件或一个作业班次的加作业业，大件精加工特别要注意中心避免半途换刀确保刀具能一次加工完结；

（3）用数控车车削螺纹时因尽可能选用较高的速度，以完结，出产；

（4）尽可能运用G96；

（5）高速度加工的基本概念就是使进给超过热传导速度，从而将切削热随铁屑排出使切削热与工件阻隔，确保工件不升温或少升温，因而，高速度加工是选取很高的切削速度与高进给相匹配一起选取较小的背吃刀量；

（6）注意刀尖R的补偿。