多位专家解读五轴加工技术，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国家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, 西方工业发达国家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专家，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，别的两轴只起到定位功用！

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，别的一种是五轴定位加工，实践上是五轴三联动：即两个旋转轴旋转定位，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。

硬质合金刀具跟着数控机床和加工中心等设备运用日渐遍及，在航空航天、汽车、高速列车、风电、电子、能源、模具等装备制造业的开展推进下，切削加工已迈入了一个以高速、和环保为标志的高速加工开展的新时期―现代切削技能阶段。

高速切削、干切削和硬切削作为当前切削技能的重要开展趋向，其重要地位和人物日益凸显。对这些先进切削技能的运用，不仅令加工功率成倍进步，亦着实推进了产品开发和工艺立异的进程。例如，精细模具硬质资料的型腔，选用高转速、小进给量和小吃深加工，既可取得很高的表面质量，又能够省却磨削、EDM和手艺抛光或削减相应工序的时间，然后缩短生产工艺流程，进步生产率。

曩昔一些企业制造复杂模具时，基本上都需要3~4个月才能交付运用，而现在选用高速切削加工後，半个月便可完成。据调查，一般的工模具，有60%的机加工量可用高速加工工艺来完成。

高速加工时，不光要求硬质合金刀具可靠性高、切削性能好、能稳定地断屑和卷屑、还要能达成，并能完成快换或自动替换等。因此，对硬质合金刀具材资料、刀具结构、以及刀具的装夹都提出了更高要求。

对硬质合金刀具资料的要求：

高速加工对硬质合金刀具杰出的要求是，既要有高的硬度和高温硬度，又要有足够的断裂耐性。为此，须选用细晶粒硬质合金、涂层硬质合金、陶瓷、聚晶金刚石(PCD)和聚晶立方氮化硼(PCBN)等刀具资料―它们各有特点，适应的工件资料和切削速度范围也都不同。例如，高速加工铝、镁、铜等有色金属件，首要选用PCD和CVD金刚石膜涂层刀具。高速加工铸件、淬硬钢(50~67HRC)和冷硬铸铁首要用淘瓷刀具和PCBN刀具。

1.硬质合金刀具材已迈入细晶粒超细晶粒阶段

涂层硬质合金刀具(如TiN、TiC、TiCN、TiAlN等)虽其加工工件资料范围广，但抗痒化温度一般不高，所以通常只宜在400-500m/min的切削速度范围内加工钢铁件。对於Inconel718高温镍基合金可运用陶瓷和PCBN刀具。据报道，加拿大学者用SiC晶须增韧陶瓷铣削Inconel718合金，推荐蕞佳的切削条件为：切削速度700m/min，吃深为1-2mm，每齿进给量为0.1-0.18mm/z。

目前，硬质合金已进入细晶粒(1-0.5μm)和超细晶粒(lt;0.5μm)的开展阶段，曩昔细晶粒多用於K类(WC Co)硬质合金，近几年来P类(WC TiC Co)和M类(WC TiC TaC或NbC Co)硬质合金也向晶粒细化方向开展。

以往，为进步硬质合金的耐性，通常是添加钴(Co)的含量，由此带来的硬度下降如今可以经过细化晶粒得到补偿，并使硬质合金的抗弯强度进步到4.3GPa，已达到并超越普通高速钢(HSS)的抗弯强度，改变了人们普遍认为P类硬质合金适於切钢、而K类硬质合金只适於加工铸铁和铝等有色金属的选材格式。

选用WC基的超细晶粒K类硬质合金，相同可加工各种钢料。细晶粒硬质合金的另一个优点是硬质合金刀具刃口尖利，特别适於高速切削粘而韧的工件资料。以日本不二越公司开发的AQUA麻花钻为例，其用细晶粒硬质合金制造，并涂覆耐热、耐冲突的润滑涂层，在高速湿式加工结构钢和合金钢(SCM)时，切削速度200m/min，进给速度1600mm/min，加工功率进步了2.5倍，刀具寿数进步2倍；干式钻孔时，切削速度150m/min，进给速度1200mm/min。

2.涂层提升到开发厚膜、复合和多元涂层的新阶段

现如今，涂层已进入到开发厚膜、复合和多元涂层的新阶段，新开发的TiCN、TiAlN多元超薄、超多层涂层(有的超薄膜涂层数可多达2000层，每层厚约1nm)与TiC、TiN、Al2O3等涂层的复合，加上新式抗塑性变形的基体，在改进涂层的耐性、涂层与基体的结合强度、进步涂层的耐磨性方面有了重大进展，进步了硬质合金刀具材的性能。

硬质合金材涂层刀具已成为现代切削硬质合金刀具的标志，在刀具中的运用份额达到60%。涂层硬质合金刀具的产品现已出现品牌化、多样化和通用化的趋向。例如，德国施耐尔(Schnell)公司用纳米技能推出的一种超长寿数LL涂层立铣刀，用其加工零件硬度超越70HRC淬硬模具钢材时，硬质合金刀具材寿数可延长2-3倍。

特别值得强调的是，近几年开展起来的在硬质合金表面涂覆金刚石的技能，使硬质合金刀具不仅在黑色金属范畴，并且在有色金属范畴中的切削功率取得了进步。由此可知，硬质合金今後仍将是制造高速加工刀具的首要基体资料。

刀具刃口钝化是一个不被普遍重视，而又十分重要的问题。它之所以重要就在于：经钝化后的刀具能有用进步刃口强度、进步刀具寿数和切削进程的稳定性。

大家知道刀具是机床的“牙齿”，影响刀具切削功能和刀具寿数的首要因素，除了刀具资料、刀具几许参数、刀具结构、切削用量优化等，通过很多的刀具刃口钝化试验显现：一个好的刃口型式和刃口钝化质量也是刀具能否多快好省进行切削加工的条件。

何谓刀具刃口钝化？

刀具钝化是指刀具或刀片在精磨之后，涂层之前的一道工序，通过对刀具进行去毛刺、平整、抛光的处理，从而进步刀具质量和延伸使用寿数。其名称现在国内外尚不一致，有称“刃口钝化”、“刃口强化”、“刃口珩磨”、“刃口准备”或“ER（Edge

Radiusing）处理”等。

为什么要进行刀具刃口钝化？

经一般砂轮或金刚石砂轮刃磨后的刀具刃口，存在程度不同的微观缺口(即细小崩刃与锯口)。前者可用肉眼和一般放大镜观察到，后者用100倍(带0.010mm刻线)显微镜能够观察到，其微观缺口一般在0.01-0.05mm，严重者高达0.1mm以上。在切削进程中刀具刃口微观缺口极易扩展，加快刀具磨损和损坏。

现代高速切削加工和自动化机床对刀具功能和稳定性提出了更高的要求，特别是涂层刀具在涂层前必须通过刀口的钝化处理，才干保证涂层的牢固性和使用寿数。

刀具钝化的意图

刃口钝化技术，其意图就是处理刃磨后的刀具刃口微观缺口的缺点，使其锋值削减或消除，到达圆滑平整，既尖利坚固又经用的意图。

常见刃口方式

锐刃

【锐刃】刃磨前、后刀面相交而自然构成的税刃，其刃口尖利、强度差、易磨损。一般用于精加工刀具。

倒棱刃

【倒棱刃】在刃口邻近前刀面上，刃磨出很窄的负前角棱边，大大进步了刃口的强度。用于粗加工和半精加工等刀具。

消振棱刃

【消振棱刃】在刃口邻近的后刀面上磨出一条很窄的负后角棱边，切削时增大刀具与工件的触摸面积，消除切削进程振荡。用于工艺体系刚性不足时所用的单刃刀具。

百刃

【百刃】在刃口邻近的后刀面上磨有一条后角为0°的窄边或刃带，可起到支撑导向和挤压光整作用，用于铰刀、拉刀等多刃刀具。

倒圆刃

【倒圆刃】在对口上刃磨或钝化成必定参数的圆角，添加刃口强度，进步刀具寿数，用于各种粗加工和半精加工的可转位刀具。

刃口钝化形状

刃口钝化几许形状，对刀具寿数有很大影响：一种为圆弧刃，一种为瀑布型刃。

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圆弧形刃口

瀑布型刃口

【圆弧型刃口】在刃口转角处构成对称圆弧，占80%以上的刀具所采用，适用于粗精加工。

【瀑布型刃口】在刃口转角处的顶面与侧面比率一般为2:1，为不对称圆弧，适用于恶劣的冲击性加工。

刀具钝化的首要效果

刃口的圆化：去除刃口毛刺、到达准确一致的倒圆加工。

刃口毛刺导致刀具磨损，加工工件的表面也会变得粗糙，经钝化处理后，刃口变得很润滑，极大削减崩刃，工件表面光洁度也会进步。

对刀具凹槽均匀的抛光，进步表面质量和排削功能。

槽表面越平整润滑，排屑就越好，就可完成更高速度的切削。一起表面质量进步后,也减小了刀具与加工资料咬死的危险性。并可削减40%的切削力，切削更流通。

钝化参数的选择

通过刀片刃口钝化机的研制和生产使用实践，开始掌握了一些规则。针对不同加工条件，选择刃口型式和钝化参数十分重要。由于刀片材质不同，加工条件不同，所选用的刃口型式和刃口钝化形状的参数也不同，否则达不到延伸刀具寿数的预期效果。见如下参数推荐表：

与国外刃口钝化参数相对照，占70%刀具钝化值是在0.0254-0.0762之间。蕞大值：0.127-0.2032mm。蕞小值： 0.0127mm。即使钝化那么小，也明显地强化了刀具刃口。

从很多的刃口钝化实践经验证实：

1）刃口不必定越尖利越好，也不必定是越钝越好。针对不同加工条件确定不同钝化值才是蕞好。

2）刃口钝化与刃口型式相结合，是普遍有用进步刃口强度和进步刀具寿数下降刀具费用的办法。

3）用微粉砂轮刃磨负倒棱，其微观缺口小(可达0.005-0.010mm)，加上小钝化参数(0.010-0.030mm),使刃口即尖利坚固又经用。

涂层的抛光

去除刀具涂层后发生的杰出小滴，进步表面光洁度、添加润滑油的吸附。

涂层后的刀具表面会发生一些细小的杰出小滴，进步了表面粗糙度，使得刀具在切削进程简单发生较大的摩擦热，下降切削速度。通过钝化抛光后，小滴被去除，一起留下了许多小孔，在加工时可以吸附更多的切削液，使得切削时发生的热量大大削减，可以极大得进步切削加工的速度。

由于CNC加工中心其是采用软件进行锁住的，在模仿加工时，当按下主动运转按钮时在模仿界面并不能直观地看到机床是否已锁住。模仿时往往又没有对刀，假如机床没有锁住运转，极易发生撞刀。所以在模仿加工前应到运转界面确认一下机床是否锁住。加工时忘掉关闭空运转开关。由于在程序模仿时，为了节省时刻常常将空运转开关打开。空运转指的是机床一切运动轴均以G00的速度运转。假如在加工时空运转开关没关的话，机床疏忽给定的进给速度，而以G00的速度运转，形成打刀、撞机床事端。空运转模仿后没有再回参考点。在校验程序时机床是锁住不动的，而刀具相对工件加工在模仿运转(决对坐标和相对坐标在变化)，这时的坐标与实践方位不符，须用返回参考点的办法，确保机械零点坐标与决对、相对坐标一致。假如在校验程序后没有发现问题就进行加工操作，将形成刀具的磕碰。超程免除的方向不对。

当机床超程时，应该按住超程免除按钮，用手动或手摇办法朝相反方向移动，即能够消除。可是假如免除的方向弄反了，则会对机床产生伤害。由于当按下超程免除时，机床的超程维护将不起作用，超程维护的行程开关已经在行程的尽头。此刻有或许导致工作台继续向超程方向移动，终拉坏丝杠，形成机床损坏。制定行运转时光标方位不妥。制定行运转时，往往是从光标所在方位开始向下执行。对车床而言，需要调用所用刀具的刀偏值，假如没有调用刀具，运转程序段的刀具或许不是所要的刀具，极有或许因刀具不同而形成撞刀事端。当然在加工中心、数控铣床上一定要先调用坐标系如G54和该刀的长度补偿值。由于每把刀的长度补偿值不一样，假如没调用也有或许形成撞刀。

CNC加工中心数控机床作为的机床，防撞是非常必要的，要求操作者养成认真细心慎重的习气，按正确的办法操作机床，减少机床撞刀现象发生。跟着技术的开展呈现了加工过程中刀具损坏检测、机床防撞击检测、机床自适应加工等先进技术，这些能够更好地维护数控机床。

归纳起来9点原因：

(1)程序编写过错

工艺安排过错，工序承接联系考虑不周详，参数设定过错。

例:A.坐标设定为底为零，而实践中却以顶为0；

B.安全高度过低，导致刀具不能彻底抬出工件；

C.二次开粗余量比前一把刀少；

D.程序写完之后应对程序之途径进行剖析检查；

(2)程序单补白过错

例：A.单边碰数写成四边分中；

B.台钳夹持间隔或工件凸出间隔标示过错；

C.刀具伸出长度补白不详或过错时导致撞刀；

D.程序单应尽量详细；

E.程序单设变时应采用以新换旧之准则：将旧的程序单消毁。

(3)刀具丈量过错

例： A.对刀数据输入未考虑对刀杆；

B.刀具装刀过短；

C.刀具丈量要运用科学的办法，尽或许用较经确的仪器；

D.装刀长度要比实践深度长出2-5mm。

(4)程序传输过错

程序号呼叫过错或程序有修改，但仍然用旧的程序进行加工；

现场加工者必须在加工前检查程序的详细数据；

例如程序编写的时刻和日期，并用熊族模仿。

(5)选刀过错

(6)毛坯超出预期，毛坯过大与程序设定之毛坯不相符

(7)工件资料本身有缺点或硬度过高

(8)装夹要素，垫块干与而程序中未考虑

(9)机床故障，俄然断电，雷击导致撞刀等