第一篇：五軸技術（模版）

創新研發機床專有技術

當好用戶的工藝師，使機床產品能夠最大限度地滿足用戶的需求，不斷提高機床的適用性和可靠性以及其使用效益和效率，為用戶創造更多的價值，是機床制造企業的終極目標和核心競爭力。因此，聚焦用戶需求，研發專有技術就成為機床產業轉型升級的重要內涵。

航空制造業、汽車制造業和模具制造業是機床制造商的3大主要服務對象，他們對零件加工精度和效率日益提高的需求不斷推動機床技術的發展，是機床產品創新的動力。例如，柔性化自動線、高速高精度加工中心、復合加工和多軸聯動數控機床的出現無不與這3個工業部門的需求密切相關。Ecospeed的成功秘笈 1 聚焦用戶需求

現代飛機結構件大多數是薄板類零件，其特點是結構形狀復雜，尺寸大、壁厚小、凹穴凹槽多，而且要求質量輕、強度高、表面質量好。通常是由整塊鋁合金毛坯加工而成，其金屬切除的體積高達80%~95%，因此要求機床的切削速度高，主軸功率大，單位時間材料切除率大。一個典型的飛機結構件如圖1所示。

圖1 典型的飛機結構件

德國DS-Technologie公司（DST）是著名的重型機床制造商，其主導產品是大型龍門式加工中心，設有航空制造部，專門從事飛機結構件的加工工藝研究和航空制造新機床的研發。

DST的研究結果表明，從20世紀70年代的多軸銑床到90年代的龍門式五軸聯動加工中心都不能完全滿足現代飛機結構件加工的要求。因此，決定研發飛機結構件加工的新型機床——Ecospeed。

首先，需要搞清楚用戶存在的問題，通過總結數十年飛機結構件加工的經驗，提出用戶所期望的機床性能指標，見表1。

過去采用龍門式五軸聯動加工中心的基本構思是龍門式銑床的3個移動軸加上銑頭的2個回轉軸，從而構成五軸聯動機床，銑頭成為關鍵。對多種擺角式和回轉式銑頭進行了分析，對其用于加工飛機結構件時性能進行評價，結果見表2。

性能評價分5級，++為很合適，+為較好，+-為可用，-為較差，--為不合適。可見，無論擺角式還是回轉式銑頭都存在令人不夠滿意之處。2 專有技術：Sprint Z3主軸頭

為了從根本上克服擺角式和回轉式銑頭的缺點，新型Sprint Z3型主軸頭采用3桿并聯運動機構，其內部的結構如圖2所示。

從圖中可見，3桿并聯運動機構是由3個伺服電動機分別通過滾珠絲杠驅動的、按120°分布的3個移動裝置組成。在滾珠絲杠驅動下，滑板各自沿底座上的線性導軌移動，滑板的移動推動可擺動的桿件，再通過萬向鉸鏈驅動運動平臺，使運動平臺上的主軸作Z軸向移動及A軸和B軸方向的偏轉。實踐證明，這種3桿并聯運動機構完全能夠滿足飛機結構件加工預期性能指標的要求。

應該指出的是，盡管Sprint Z3型主軸頭的運動原理是新穎的，但所有零部件，包括伺服電動機、電主軸、線性導軌、軸承和萬向鉸鏈都是標準化的零部件，由專業廠家生產，在數控機床中已經獲得廣泛的應用，從而使三桿并聯運動機構主軸頭的可靠性能夠獲得充分保證。安裝在立柱上的Sprint Z3型主軸頭如圖3所示。

圖3 安裝在立柱上的Sprint Z3主軸頭 從圖中可見，主軸頭由配置在兩側的滾珠絲杠驅動下沿兩側線性導軌升降。采用雙絲杠的目的是使驅動力處于主軸部件的重心，提高其動態性能。主軸滑座和立柱都是由鋼板焊接而成的、封閉的、輕量化的結構件，以減輕移動時的慣性影響。

在Sprint Z3型主軸頭的基礎上，構成高性能數控加工中心Ecospeed，其總體配置見圖4。從圖中可見，機床配置的特點是所有運動都由刀具一側完成，在加工過程中固定在立式工作臺托板上的工件是不移動的。垂直加工可使高速切除的大量切屑得以迅速排走。在工件加工完畢后，托板移到機床一側的交換和裝卸工位，然后翻轉90°，使工件可以在水平位置裝卸。

圖4 Ecospeed高性能數控加工中心

與過去30年使用的多種龍門式銑床和加工中心比較，Ecospeed將零件加工時間縮短了大約6倍，將金屬切除率提高了近7倍，如圖5所示。

高性能數控加工中心Ecospeed的成功應用使DST公司近年來在飛機結構件加工領域處于世界領先地位。Zimmermann公司的新一代龍門銑床 1 FZ33龍門銑床

德國Zimmermann公司對其FZ產品系列龍門銑床進行了持續不斷的改進和提高，以滿足汽車工業和航空工業的新需求。最典型的例子就是新一代的高架移動式龍門銑床FZ33。

這款機型專門設計用于對鋁件和復合材料進行5面完全加工，以及對鋼件進行五軸聯動的高效精加工。通過運用研發的驅動技術和使用最新一代的齒輪齒條驅動系統，并配備高性能直線導軌，加以運動部件質量量化設計使進給速度和加速度等明顯提高。通過使用高科技的纖維增強性填充材料，顯著地提高了機身承載部件的剛性。機床工作空間是以加工大型飛機結構件和汽車整車模型，X軸計程為40m，Y同軸行程為6m，Z軸行程為3m。

與此相適應，該公司采用了新一代銑頭VH2以便充分利用機床其他方面改進所帶來的優勢，大幅提高的切削參數使FZ33對鋁件的大排屑量切削成為可能。新一代的VH2銑頭基本具備了高速加工輕合金所需的所有性能：旋轉軸的夾緊系統最大限度地強化了粗加工性能，帶水冷的高剛性蝸輪蝸桿驅動以及獨特的主軸油脂自動補充潤滑系統確保了設備的長期穩定可靠性和低維護性。2 全球首創：M3 ABC銑頭

為了解決類似的飛機結構件凹穴凹槽加工的難題，該公司研發了一種具有3個回轉軸的銑頭M3 ABC，如圖6所示。

從圖中可見，M3 ABC銑頭與傳統轉角式銑頭的區別在于增加了可沿特殊設計的、高精度和高剛度的弧形導軌偏轉的B 軸轉動，從2自由度變為3自由度。

M3 ABC銑頭C軸的回轉角度為±360°，A軸可使主軸擺動±110°，而在A軸和C軸之間加入可偏轉±15°的B軸，結構非常緊湊。M3 ABC銑頭的3個自由度以及足夠大的偏轉范圍使得采用該銑頭的ZF100龍門式銑床可實現高柔性的六軸聯動加工，而且能夠保證刀具處于最佳的空間姿態和使用優化的進給速度進行加工，從而大幅度縮短加工時間，同時獲得非常好的表面質量。

這一創新從根本上改變了鋁合金、合成材料和模型材料整體加工以及鋼和鑄鐵零件高速加工的概念，克服了長期以來A-C軸轉角式銑頭在五軸聯動加工中的某些局限性。

典型飛機結構件的凹槽往往具有3°~5°斜度的內側表面，采用A軸和C軸的轉角式銑頭加工非常不方便，特別是在轉角處需要反復調整銑頭的姿態。借助具有ABC軸的M3ABC銑頭加工這類凹槽卻是非常理想的，如圖7所示。

傳統的具有A軸和C軸的擺角式銑頭的主要缺點是在A軸處于0位時出現“死點”，此時銑頭的C軸無效，即當銑頭在垂直位置時，主軸無法在C軸方向偏轉。即使主軸很小的姿態改變，也需要C軸作大的回轉才能夠實現，明顯降低加工效率和零件表面質量。

新型的M3 ABC銑頭則不然，即使在加工零件凹穴凹槽的轉角處，也能保持恒定的高進給量，從而顯著降低刀具的磨損。由于有3個回轉軸，只需要最小的轉動就能夠實現主軸在任何方向、任何角度的姿態變化。此外，不再需要在每一加工循環之后急速撤回C軸，可以簡化數控程序和節約大量的主軸姿態調節時間。

在M3 ABC銑頭基礎上，Zimmermann公司推出了六軸聯動的FZ100動梁龍門式銑床，其外觀如圖8所示。

圖8 FZ100動梁龍門式銑床

從圖中可見，橫梁可沿機床兩側的固定立柱在X軸方向移動，主軸滑座沿橫梁在Y軸方向移動，而主軸滑枕在滑座中升降（Z軸）。橫梁、主軸滑座和主軸滑枕都采用輕量化設計原理，結構經過反復優化，不僅使機床移動部件的質量較輕，而且在工作時基本恒定，使慣性力的負面影響最小，從而保證了機床的高動態性能。

機床兩側面的立柱是整體結構，最大長度為8m。為了保證結構的高剛性和吸振性，立柱由經過熱處理的鋼板焊接而成，其中填充有特殊的纖維加強混合物（DemTec），可以保持長期的工作穩定性而無需維護。

這種獨特的立柱設計具有高熱穩定性和顫振和振動的高阻尼，能夠保證零件加工的高尺寸精度和高表面質量，其加工過程的動態性能和工件的輪廓精度遠非一般鑄鐵和焊接鋼結構所能比擬。

橫梁由兩側立柱頂部的無間隙齒輪齒條機構驅動。這一布局使驅動裝置遠離加工區域，并且容易采取完善的防護，有利于長期保證工作精度。橫梁的最大移動速度可達60m/min，最大加速度為4m/s2。

工作臺是整體鑄鐵件，長度為3800~8800mm，寬度為3000~4000mm，厚度為220mm，直接安裝在地基上，以保證其剛性。工作臺的最大承重能力為20000kg/m2。

M3 ABC銑頭的主軸功率為60kW，最大轉速為22000r/min。趨勢與展望

隨著用戶需求的日益多樣化和高性能化，批量生產的通用數控機床遇到了嚴峻的挑戰。未來的發展有兩種趨勢：一種是以某種通用數控機床為基型增加選件的品種，擴展其功能和用途，由用戶加以選擇，實現客戶化定制生產。另一種是聚焦用戶需求，研發專有技術，開發專門化的數控機床，為用戶提供全面解決方案。在激烈的市場競爭中，技術的先進性并非唯一的取勝要素，最根本的是機床制造商能不能吃透用戶的需求，提供簡單而可靠的解決方案，為用戶創造更多的價值。應該清楚地認識到，只有機床制造商和用戶都有利可得才能夠使技術轉變為真實的生產力。

創新的專有技術絕非空中樓閣、憑空想象能夠研發的，而是建立在可靠的單項技術之上，是若干單元技術的集成。創新更離不開機床制造企業的技術和經驗的多年積累，離不開工程師孜孜不倦的鉆研。高素質的人才是創新和研發專有技術的最重要的資源。

最后，創新的專有技術的研發還應該充分考慮模塊化、可移植性和可重組性，提高其經濟效益，使該項新技術能夠為不同的用戶服務，在不同的領域獲得應用，使專有技術的研發帶來更大的利潤，獲得更大的經濟回報。（責編 良辰）

第二篇：五軸聯動

教程目錄列表：

第一周 五軸理論講解 機床結構 工作原理 典型零件的工藝方案

第一節 五軸機床結構特點與工作原理 36min

1.五軸的定義:一臺機床上至少有5個坐標，分別為3個直線坐標和兩個旋轉坐標

2.五軸加工特點：

1.三軸加工機床無法加工到的或需要裝夾過長2.提高自由空間曲面的精度、質量和效率

2.五軸與三軸的區別;五軸區別與三軸多兩個旋轉軸，五軸坐標的確立及其代碼的表示

Z軸的確定：機床主軸軸線方向或者裝夾工件的工作臺垂直方向為Z軸

X軸的確定：與工件安裝面平行的水平面或者在水平面內選擇垂直與工件的旋轉軸線的方向為X軸，遠離主軸軸線的方向為正方向

3.直線坐標X軸Y軸Z軸 旋轉坐標A軸、B軸、C軸

A軸：繞X軸旋轉為A軸

B軸：繞Y軸旋轉為B軸

C軸：繞Z軸旋轉為C軸

XYZ+A+B、XYZ+A+C、XYZ+B+C 三種形式五軸

4.五軸按主軸位置關系分為兩大類：臥式、立式

5.五軸按旋轉主軸和直線運動的關系來判定，五軸聯動的結構形式：

1.雙旋轉轉工作臺（A+B為例）

在B軸旋轉臺上疊加一個A軸的旋轉臺，小型渦輪、葉輪、小型緊密模具

2.一轉一擺 A+B B+C剛性 精度高

3.雙擺頭 工作臺大，力度大，適合大型工件加工，龍門式

6.五軸聯動的結構的旋轉范圍：

雙旋轉轉工作臺 旋轉范圍：+20A-100 B360 +30A-120 C360 一轉一擺

旋轉范圍：+30B-120 C360 雙擺頭 旋轉范圍 ：+90A-90 C360 +30A-120 C360 第二節 五軸加工優點 應運典型零件的工藝方案 實際生產加工常發生的問題及其解決方案 32min

1.三軸加工的缺點：1.刀具長度過長，刀具成本過高2.刀具振動引發表粗糙度問題3.工序增加，多次裝夾4.刀具易破損5.刀具數量增加6.易過切引起不合格工件7.重復對刀產生累積公差

2.五軸優點：1.刀具得到很大改善2.加工工序縮短裝夾時間3.無需夾具4.提高表面質量5.延長刀具壽命6.生產集中化7.有效提高加工效率和生產效率

3.五軸加工主要應運的領域： 航空、造船、醫學、汽車工業、模具

4.五軸應運的典型零件：葉輪、渦輪、蝸桿、螺旋槳、鞋模、立體公、人體模型、汽車配件、其他精密零件加工

5.五軸加工工工藝及其實際生產加工常發生的問題及其解決方案：

1.五軸工件坐標系的確立、五軸G代碼NC程序表示 2.各種不同機臺復雜零件的裝夾

3.加工輔助線、輔助面的制作

4.五軸加工刀具與工件點接觸，非刀軸中心的補償

5.加工過程中刀具碰撞問題

6.刀軌的校驗及其仿真加工

7.不同五軸機器，不同刀軌和后處理

第二周 結合案例講解軟件的綜合使用技巧和UG7.5新增功能的使用

第三節

案例1 五軸加工坐標與刀具補償裝夾及其UG7.5多軸驅動的講解 116min

1.五軸坐標的設定：

五軸坐標系一般情況下設在工作臺回轉中心上

2.UG7.5中工件坐標系講解：刀軸矢量、3軸半開粗、多軸面銑加工

1.局部坐標系設定G52使用舉例

格式：G52 X_Y_Z_；

式中:

X、Y、Z： 五軸加工機床局部坐標系原點在當前工件坐標系中的坐標值。

G52 指令能在所有的工件坐標系(G92、G54~G59)內形成子坐標系，即局部坐標系，含有G52 指令的程序段中，絕對值編程方式的指令值就是在該局部坐標系中的坐標值。

設定局部坐標系后，工件坐標系和機床坐標系保持不變。

編程舉例：，從A→B→C路線進行，五軸機器加工刀具起點在（20，20，0）處，可編程如下：

N02 G92 X20 Y20 Z0； 設定G92為當前工作坐標系

N04 G90 G00 X10 Y10； 快速定位到G92工作坐標系中的A點

N06 G54； 將G54置為當前坐標系

N08 G90 G00 X10 Y10； 快速定位到G54工作坐標系中的B點

N10 G52 X20 Y20； 在當前工作坐標系G54中建立局部坐標系G52 N12 G90 G00 X10 Y10； 定位到G52中的C點

1.刀具補償

刀具半徑方向補償 3軸 G41 G42 D 刀具長度方向補償 3軸 G43 G44 H 3軸平面加工 G16 G17G18 三軸區別五軸加工，刀具半徑的補償、長度補償都要在三維空間完成！

刀具半徑方向補償：插補程序段中提供的數據信息又僅僅是刀具中心點坐標和刀具軸的方位角，刀具半徑補償實際上不可能進行，因為控制器不知道該往哪個方向進行補償，而這個方向對于刀具半徑補償非常重要。因此，如果要進行三維空間刀具半徑補償功能，則必須在數控加工程序段中提供補償方向向量等信息，FANUC控制器采用了IJK碼來表示, 將由編程刀具中心位置即指向刀具半徑補償后實際加工刀具中心的矢量稱為刀具半徑補償向量IJK 刀具長度方向補償：坐標和擺角坐標輸入插補模塊即可使刀具中心按照編程軌跡運行。

程序結構如下：

％

N0100 O0008（程序名）

N0102 M6 T1；（換刀）

N0104 G0 G90 G56 X400 Y200 Z260 B0 C0；（運動到參考點）

N0106 G432 X200 Z150 H1 Bω；（在垂直于斜面的方向加刀長）

N0108 M3 S3000；（主軸正轉）

N0110 M8；（打開切削液）

N0112 G68 X188 Y0 Z60 I0J1 K0 Rω；（坐標系轉換，ω為主軸從零轉到與斜面垂直時所轉動過得角度）

… …

N0200 G69；（坐標系旋轉取消）

N0202 G492 X200 Z300；（斜面刀具補償取消，運動到安全位置）

N0204 M9；（切削液關）

N0206 Cα；（C軸旋轉，α為所要加工的第n個斜面的垂線與C0位置所夾的最小角度）

N0208 G0 G90 G56 X400 Y200 Z260 B0 C0；（運動到參考點）

N0210 G432 X200 Z150 H1 Bωn；（在垂直于斜面的方向加刀長）

N0212G68 X188 Y0 Z60 I0J1 K0 Rωn；（坐標系轉換，ωn為主軸從零轉到與斜面垂直時所轉動過得角度）

… …

N0200 G69；（坐標系旋轉取消）

N0202 G492 X200 Z300；（斜面刀具補償取消，運動到安全位置）

N0204 M9；（切削液關）

N0204 M30；（程序結束，返回到程序頭）

1.五軸加工的裝夾及其UG5多軸驅動的講解

變軸銑 精加工、驅動方式邊界、它準許精確控制刀軸和投影矢量

流線加工 按照曲面的趨勢產生刀軌

曲面輪廓銑 使用輪廓驅動方式

多層切屑變軸銑 適當條件下可以 采用它來開粗

多層切屑變軸銑（雙四軸驅動）邊界

多層切屑變軸銑（雙四軸驅動）曲面

固定軸曲面輪廓銑 投影矢量（驅動的投影方向）刀軸（刀具方向）

等高變軸銑(新功能)順序銑削

第四節 案例1五軸幾何體9種驅動方法的詳細講解和各參數設置 180min 曲線/點驅動方法加工3D刻字、3D流道

螺旋式、邊界加工

曲面加工(重點)曲面必須連續 曲面UV方向一致 輔助面驅動 流線加工（常用）

刀軌、徑向切削、外形輪廓加工、用戶自定義

第五節 案例2五軸加工13種刀軸方向的控制和復雜零件軸向的判定 80min 遠離直線、朝向直線、遠離點、朝向點、相對于矢量、（前傾角、后傾角）垂直于部件、相對于部件

插補矢量、插補角度至部件、插補矢量至驅動、（前傾角、后傾角）

優化后驅動、垂直于驅動體、側刃驅動體、相對于驅動體（前傾角、后傾角）

第六節 案例3五軸加工8種投影矢量使用方法和用途以及與刀軸方向的區別 31min 刀軸

指定矢量

遠離點和朝向點

遠離直線和朝向直線

垂直與驅動和朝向驅動體

投影矢量和刀軸方向的區別：

投影矢量：使驅動體采用一定的矢量方向投影到部件表面產生的軌跡

刀軸方向：控制刀具在加工中刀具的傾斜或固定方向的

第七節 案例4 UG7.5新增功能在實際生產加工的使用 87min

1.五軸等高：側傾角

2.五軸外形輪廓銑削：輪廓加工、加工倒扣側壁、清根、輔助面加工

3.五軸順序銑加工：驅動、部件、檢查體、近側、遠端側、驅動面移動方向、刀軸矢量方向

第三周 講解典型零件的程序制作 并結合你公司所要加工的零件

第八節 入門1（煙灰缸五軸加工案例B+C）120min

1.2.3.4.五軸合精加工，開粗盡量采用三軸，或3+1開粗

二次開粗（清角）3+2，注意刀軸矢量方向及其靈活運用

復雜曲面采用邊界加工的思路，邊界的制作方法

曲面加工驅動，UV方向的判定，投影矢量和刀軸方向

第九節 入門2（獎杯五軸加工案例B+C）350min

1.2.3.4.5.分析倒扣，確定加工方案B+C

抽取最大外形，做片體以便加工使用,減少重復刀軌

補實體避免倒扣位置，復雜圖形簡單化，減少提刀

曲面驅動五軸加工地面，考慮刀軸方向，刀具過且，刀座碰撞

曲面百分比的靈活運用，1.縮短驅動曲面（負值），避免過且撞刀，減少提刀，2.延伸曲面驅動（正值），避免第一刀接觸部件，減輕刀具切入時受力

6.曲面驅動進行光面精加工，曲面驅動UV方向分析，修改、簡化以符合曲面加工的UV方向！

7.過切檢查，檢查刀具夾持碰撞，紅色刀軌為過切位置（重要），做出一個列表信息，提示刀軌：刀軌名稱、對應的刀軌過切運動、對應的刀具夾持器碰撞

8.干涉不代表刀具路徑不能加工，刀軌確認中紅色為過切

9.刀軸方向采用遠離點，點離到軸越近，刀軸傾斜角度越大，控制刀具傾斜角度避免刀具夾持器的碰撞

10.五軸兩種不同刻字，采用三軸半字體加工，字體負余量加工

第十節 提高1（印章五軸加工案例BC）210min

1.分析零件結構特征，確定裝夾方向及其加工工藝

2.對稱圖形可以采用變換刀軌的方法，注意兩開粗刀軌之間相接位置的殘料

3.給刀具裝配夾持器及其夾持器參數的修改，五軸加工刀具夾持器碰撞的驗證

4.面對復雜且UV方向不一致曲面加工，做輔助片體，采用其做驅動面產生驅動，然后通過合適的投影方向投影到部件上產生合理的刀路軌跡

5.面對破面產品五軸加工應對的幾種方案，參數刀路后的正確判斷與驗證

6.對于兩曲面銜接處的加工方法：1.采用曲面百分比控制，2.采用曲線驅動命令實現兩曲面銜接處的加工（重點）

7.面對曲面加工的一些盲區，采用曲面驅動體的加工方向后曲面百分比來彌補這些缺陷

9.面對棱角面，精加工必須逐個分開加工，以保證產品的線條流暢沒關

10.對于產品上大小相同，布局有一定規律的曲面，我們可以采用刀軌變換實現多個加工，簡單快捷！

第十一節 提高2（模型茄子五軸加工案例B+C）150mion

1.特殊圖形加工的定位，考慮外觀及其加工中外在因素，比如變形、夾刀，刀長等問題

2.五軸開粗的思路與詳細操作步驟

3.控制刀具矢量方向，達到控制刀具夾持器與工作臺的避讓

4.五軸點線加工驅動的清方式及其思路

第十二節 提高3（玩具槍加五軸加工案例A+C）150min

1.2.3.4.5.6.分析結構特點制作毛胚，設定坐標系位置，考慮補刀點

分析產品的裝夾位置，合理、避免刀具夾持器相撞

復雜曲面驅動的設置和選擇

特殊機構位置的加工思路

做輔助面產生曲面，實現曲面加工

控制曲面區域：設置檢查面、曲面百分比

第十三節 提高4（玩具豬頭五軸加工案例B+C）210min

1.2.3.4.5.第十四節 經典1風葉片五軸加工案例B+C 150min

1.2.3.4.5.6.7.葉片加工工藝，分析哪些屬于那道工序

考慮到葉片變形，開粗預留量、分兩次完成精加工，刀軌變換：鏡像、旋轉

制作局部毛培，加工倒扣外置，注意刀具的矢量方向

側刃驅動靈活使用, 側刃角角度的控制和夾持器的避讓

手工制作流線加工操作步驟及其注意事項

五軸產品加工實體仿真操作方法 分析產品結構，確定加工方案

曲面UV方向你不一致如何加工、刀具夾持器與工作臺的碰撞

清角位置的處理，采用5軸清角加工（重點）

相對驅動體的使用（側傾角），避免碰撞

五軸機床的類型詳細介紹及其加工特點

第十五節 經典2（人體模型五軸加工案例B+C）120min

1.2.3.4.5.6.7.第十六節 經典3渦輪（多葉片）五軸加工案例（重點）120min

1.渦輪加工環境：

在要創建的 CAM 設置組→選擇mill_multi_blade。

復雜曲面的驅動面的選擇與設定

對于狹窄位置的清角思路，及其球刀清角的參數設定

流線加工和刀軸的避讓問題

采用五軸鏡像線驅動清角的方法和刀軸的矢量方向

采用局部投影驅動，達到局部加工

曲面驅動曲面百分比延伸刀軌和縮短刀軌

人體模型五軸仿真加工操作方法

1.UG7.5渦輪加工新操作及其驅動幾何體介紹：

葉轂幾何體必須能夠繞部件軸旋轉

包覆幾何體必須能夠繞部件軸旋轉，覆蓋整個葉片

主葉片的壁，葉片幾何體不包括頂（包覆）面或圓角面

葉跟圓角，定義主葉片與葉轂相連的圓角區域

分流葉片幾何體，定義位于主葉片之間的較小葉片。

檢查面

前緣和后緣

3.包裹幾何體：

a.可由主葉片的頂面組成。

b.可由車削幾何體的適當的面組成。

c.由于要驅動切削層的模式，因此它必須光順。

d.可包含在“部件”幾何體內，但不建議采用這種形式。如果使用了車削幾何體，指定“部件”幾何體時不要選擇“包覆”幾何體。

4.葉轂具備的特征：

a.必須至少在葉片的前緣和后緣之間延伸。

b.可延伸超出葉片的前緣或后緣。

c.必須能夠繞部件的旋轉軸回轉。

d.可以是單一曲面或一組曲面

e.可環繞葉輪，或僅覆蓋葉輪的一部分

5.葉片具備的特征：

a.含頂面或圓角面。

b.跨越至葉轂。

c.入葉轂下方。

d.葉片和葉轂之間留出縫隙。如果部件不包含圓角，葉轂和葉片之間的縫隙不得大于刀具半徑。

e.包含延伸至葉片以外的面。.分流葉片幾何體有以下特性：

a.壁面和圓角面。

b.于選定主葉片的右側。

c.含最多五個分流葉片。即使多個分流葉片的幾何體相同，每個分流葉片也必須單獨進行定義。必須為每個分流葉片創建新集，并按照從左至右的順序指定多個分流葉片。

7.葉根圓角幾何體

8.多葉片檢查幾何體有以下特性：

a.有被實例化。要包含附加于多葉片或分流葉片的所有面或體，必須單個選擇每個面或體。

b.包含定義的葉片、葉根圓角、葉轂或分流葉片。

如果刀具側傾幅度足以碰撞，定義的幾何體以外的葉片，則必須選擇該葉片為“檢查”幾何體。

9.渦輪（多葉片）五軸加工驅動操作

1.多葉片開粗

2.精加工葉轂

3.精加工葉片

4.精加工葉片圓角

10.渦輪五軸加工刀軌變換

第十七節 經典4風葉（多葉片）五軸加工案例）120min

1.五軸開粗（重點），計算刀具半徑、葉片余量，制作加工曲面驅動，刀軌過切與夾持器碰撞等問題的分析和避讓

2.分析原曲面UV方向，修剪做網格曲面，改變原來的UV曲面的方向，做驅動面加工

3.曲面加工的刀軌軌跡嚴格按照曲面UV曲線方向產生，控制曲面驅動的UV方向，從而得到合理的刀路軌跡

4.采用UG7.5新驅動渦輪多葉片驅動加工風葉思路和具體操作

第十八節 實戰 1維納斯模型五軸加工案例A+C 300min

1.調整產品基準，以便3+1定軸開粗，分析定軸加工的方向

2.設置加工坐標，確定加工軸向方向,做檢查面控制刀軌

3.采用3D，進行殘料清角加工

4.采用清跟驅動（參考刀具）, 顯示殘料3D，另存為prt，導入原圖檔，作為清跟毛坯加工

5.采用曲面驅動加工，曲面百分比的控制，刀軌投影，刀軸的方向

6.UG7.5新功能通過顏色顯示殘料厚度

7.制作UV曲線方向一致的曲面做驅動面，從而達到我們所需要的刀軌

第十九節實戰2渦輪（分流葉片）五軸加工案例A+C 210min

1.渦輪（分流葉片）的加工思路

2.多軸開粗具體操作方法：做曲面驅動、設置刀軸方向、偏置刀軌

做曲面驅動：改變原有曲面的UV曲線方向，控制刀軌路徑

設置刀軸方向：避免刀具與部件的碰撞和過切運動

偏置刀軌：實現5軸粗加工操作

1.五軸局部開粗的方法，葉片余量的的計算

1.分流葉片的加工思路,采用插補矢量，相對于驅動、側傾角、側刃驅動

2.仿真操作

第五周 機床仿真、五軸后處理的使用及其贈送數富五軸工廠使用后處理

第二十節 五軸程序的機床仿真五軸后處理

1.五軸程序的機床仿真：雙轉主軸頭、雙轉工作臺、一轉一擺

2.如何添加自己的后處理，路徑：D:UG7.5MACHresourcepostprocessor 3.五軸后處理詳細操作及其講解

4.五軸后處理修改

第一步：進入UG7.5后處理構造器

.def.tcl.pui 文件

第二步：打開我們要修改的程序→描述你的后處理（英文）→此區域 Inches 英制單位 Millimeters 公制設定→軸選項 3-軸 4-軸 或5軸→機床類型設定 Generic 通用的、Library 瀏覽自帶機床、User’s 用戶自定義→單擊OK 第三步：yesno所輸出是否記錄選項（圓弧形式、直線形式）→設置行程（左邊為機床行程數據 右邊為機床原點數據）→精度、G00速度（左邊為機床精度小數公差、右邊為機床快速進給G00最大速度）→其余默認然后進入下一頁面ok 第四步：修改程序頭 程序尾 中間換刀程序銜接 道具號

第四步：修后修改鉆孔一些參數

5.制作自己的五軸后處理

第一步：新建后置文件確定機床的類型、公/英制、第二步：設定軸的極限、軸向定義。

第三步：設定程序開始部分、刀軌移動部分、程序結束部分。

6.UG7.5常出現的三大問題：

問題一：

“笫一種情況ug7.5安裝完 打開ug7.5出現如下壯態

顯示如下NX License Error:Invaild(inconsistent)license key or signature.The license key/signature and data for the feature do not match也有時顯示:NX 許可證錯誤：NX 要求正確配置環境變量UGS_LICENSE_SERVER。可將其設置為 NX 許可證服務器的值 port@hostname，或者將其設置為直接指向許可證文件。默認情況下，其格式為 28000@serverName。

解決方法

1、雙擊launch.exe打開安裝界面，選擇第二項“install license server”安裝，在選擇語言時選中文；安裝過程中提示你尋找license文件，使用瀏覽（browse）來找你安裝文件中的MAGNiTUDE文件夾下的nx6.lic文件就可以，不用改里面的計算機名，系統安裝自動會生成。繼續直到結束，目錄路徑不要改變，默認就行。

2、運行安裝頁面第三項“install NX”進行主程序安裝。直接下一步，選擇典型安裝，下一步選擇語言（選中文，當然英文也行），安裝路徑可以更改。直到完成推出。

3、打開MAFGNiTUDE文件，把UGS|NX6.0文件夾下的文件復制到安裝好的目錄NX6.0下，覆蓋。就OK了！

問題二：

UG7.5安裝后啟動ug后出現：

NX Inutualzation Error Initialization error-NX license Error: The license server has not been started yet, or UGII_LICENSE_FILE is set to the wrong port@host.[-15] 解決方法

產生此種錯誤的原因在ug服務器上面解決方法：在確定。lic文件修改真確的情況下，把服務重新啟動就可以了。或者重新安裝nxflexlm060（60ugslicensing010）

問題三：

安裝后啟動UG7.5后出現Initialization error-UGII_TMP_DIR was set to a directory with an invalid(non-ASCII)character 解決方法

這句話意思就是說初始值UGII_TMP_DIR放在了中文目錄下，產生此種結果的原因就是系統的變量問題解決方法如下：修改環境變量：右鍵我的電腦----屬性----高級----環境變量

笫四種情況安裝后 啟動ug后出現Runtime Error!program:UGSNX 4.0UGIIugraf.exe This application has requested the Runtime to terinate it in an unususl way.Please contact the application's support team for more information 解決方法：

許可證服務器是否正確XP與ug不兼容，要求卸載IE7.0,或換成低版本的就可以了。（或者 UGII文件夾下的psapi.dll文件刪除 大家試試”

三軸編程薪資高？如今已經不見了。

多軸加工潛力大，指點江山看明朝！

相關教程：UG四軸加工教程

第三篇：五軸培訓總結

數控多軸加工培訓

2013年7月16日，在學院與北京電子科技職業技術學院的安排下參加了多軸數控加工的培訓，培訓課程分為三部分，第一部分由講師講解目前數控技術與模具的產業背景和前景，第二部分為理論課，課程安排在計算機實驗室，通過講演結合的方式對當下高職院校的授課形式以及新型的授課方式技巧進行闡述，第三部分為實際操作部分，在DMG五軸數控加工中心實訓室進行講解，并對簡單的數控編程以及操作面板進行講解。

培訓第一天，新老教師們坐在多功能教學室進行學習，在老師的細心講解下，我們對當代的模具與數控行業有了新的認識，高職教育體系從德國到國內教育形式的沿襲，在世界工業大國-德國的高職教育中，學生畢業可以參加答辯，并且可以授予職業教育學位證書，且與本科認可同相當，在畢業后的繼續教育中還可以進行深造，并且能夠獲得職業教育研究生文憑，且與研究生水平相當，這讓我反思，在國內的高職教育中，我們刻苦努力的方向是文憑，還是能力技能的培養，在國內的高職教育體系中，我們的優勢與弱勢，當然，作為一名高職教育老師，要以能力為基本要素，在進行傳道授業解惑的過程中，將知識與技能毫無保留的傳授給學生，在培訓過程中，講師對當代能力進行了講解，專業能力、個人能力、方法能力、社會能力以及這四項基本能力的綜合能力即整體能力，我在學習中進行了反思，這五項能力，我們是否在以往的教學當中進行了傳道，進行了培養，我們自身是否達到了以這五項能力盡一名教師的義務了？這樣的問題我認為針對自身的繼續教育應保持前進。

在進行授課方式的講解中，我們的年輕教師提出了問題，以往的教學方式是否滿足我們現在針對的客戶（學生）的需求，在工作中，我時常發現代高職學生的特點，大部分學生有對知識技能學習的熱情與期望，但往往開始就等于結束，他們對學習方法的掌握非常不到位，常常剛拿起書本就放下，因為不知從何看起，或者在學習半途，對自我的約束力不夠，而影響學業，這是當代高職學生的學習特點，在此次培訓中，我認識到了新的教學方式，在北京電子科技職業技術學院的指點下，我認識到所需要的場所不用太大，所需要的設備不用過于先進，所需要的教師配備不用非常特殊，就能夠完成一趟教學效果非常良好的課程，這種授課形式就是我們將學生分配幾小組，課堂的教學目標既是我們需要加工零件的最終形態，那么工藝過程就是我們的組數，每一組負責一部分工藝，完成各自的任務，幾個人互相協助，遇到問題自行解決，并向老師求助，最終完成一件實物，對其進行分析，合格與不合格，質量分析其原因，并對各組打分評價，這樣的課堂效果對學生來說是一件非常投入的過程，大部分學生在這一過程中可以用享受和充實來形容，即學到了知識，并且完成一件工件有很大的成就感。

在培訓的最后階段我們對五軸數控機床進行了認知學習和操作學習，在培訓過程中，首先了解到五軸數控加工中心采用的L代碼變成，變成思路與我們所學習過的G代碼編程完全不同，L代碼運用起來更為方便快捷，且他是一種宏觀編程模式，操作人員只需要進行指令填充就可以完成指令的輸入和機床的識別，在操作過程中，我們每一個人都對毛坯材料的定義進行了手工編程的練習，左下與右上的尺寸的輸入即可完成毛坯材料的輸入與識別，在接下來的走到路徑中，與G代碼相比較而言具有更高效的輸入方式并且不易產生錯誤，L代碼中同樣包括了圓弧插補直線插補的一系列走到路徑的輸入，完成一件平面工件同時具備不規則形狀的程序指令輸入只用不到10分鐘的時間，在手工編程階段，只要對指令有詳細的了解，就可以完成。當指令輸入完成后可以進行模擬實驗試切等一些列操作，在實際加工中，我們可以看到，五軸聯動機床的高效性，主軸轉速可設定在8000轉，加工過程非常快，20-30條程序幾分鐘就可以完成，因此，我任務powermill的實際應用性是多么重要。

在此次培訓中，我們更進一步對五軸聯動機床有了了解，也同時感學學院為我們提供了這么好的機會能夠實際應用五軸機床來進行加工，在培訓中我們對當今時代的發展有了深層次的了解，對高職院校的發展歷程學到了很多，尤其是如何才能解決當下高職教育在我院校開展的新形勢，所以我認為此次培訓的真正目的也正是如此。

第四篇：五軸聯動機床

五軸聯動機床

11月5日在上海新國際博覽中心結束的2006中國國際工業博覽會上，上海交通大學與上海電氣集團股份有限公司中央研究院、上海第三機床廠聯合開發的五軸聯動數控機床獲得2006中國國際博覽會創新獎。具有五軸聯動功能的開放結構高端數控裝備是發達國家禁止向中國出口的先進制造技術，也是我國獨立自主發展航空、航天、國防、汽車等行業所必不可少的先進裝備。

機械與動力工程學院王宇晗副教授與上海電氣集團股份有限公司中央研究院合作研究完成具有自主知識產權的開放式數控平臺，在此基礎上，研制了SE305M五軸聯動高檔數控系統產品。該系統是上海市首臺全國產化的五軸聯動高檔數控系統，在五軸聯動插補算法、微小線段的五軸聯動速度平滑技術、五軸聯動NURBS曲面高速加工運動控制技術等國家急需的關鍵技術上取得創新性的突破和應用，使上海的現代裝備制造業的技術水平向前邁進了一步。

那么什么是五軸聯動呢？五軸聯動：除同時控制 X、Y、Z 三個育線坐標軸聯動外．還同時控制圍繞這這些直線坐標軸旋轉的 A、B、C 坐標軸中的兩個坐標軸，形成同時控制五個軸聯動這時刀具可以被定在空間的任意方向．比如控制刀具同時繞 x 軸和 Y 軸兩個方向擺動，使得刀具在其切削點上始終保持與被加工的輪廓曲面成法線方向，以保證被加工曲面的光滑性，提高其加工精度和加工效率，減小被加工表面的粗糙度。

在傳統的模具加工中，一般用立式加工中心來完成工件的銑削加工。隨著模具制造技術的不斷發展，立式加工中心本身的一些弱點表現得越來越明顯。現代模具加工普遍使用球頭銑刀來加工，球頭銑刀在模具加工中帶來好處非常明顯，但是如果用立式加工中心的話，其底面的線速度為零，這樣底面的光潔度就很差，如果使用四、五軸聯動機床加工技術加工模具，可以克服上述不足。

五軸機床發展的趨勢

首先是采用直線電機驅動技術。經過十幾年的發展，直線電機技術已經非常成熟。直線電機剛開發出來易受干擾和產熱量大的問題已經得到解決，而直線電機的定位技術，既在高速移動中快速停止，也有部分機床廠家采用阻尼技術給予解決。

直線電機的優點是直線驅動、無傳動鏈、無磨損、無反向間隙，所以能達到最佳的定位精度。直線電機具有較高的動態性，加速度可超過2g。采用直線電機驅動還具有可靠性高、免維護等特點。

其次是采用雙驅動技術。對于較寬工作臺或龍門架型式，假如采用中間驅動，實際無法保證驅動力在中心，輕易造成傾斜，使得動態性能較差。使用雙驅動，雙光柵尺，一個驅動模塊，就能使動態性能非常完美。一個驅動指令，雙驅同時工作，光柵尺來檢測兩點是否平衡，假如不平衡則通過不同指令使其達到平衡。當然，五軸聯動機床技術的發展還遠遠不止這些，許多技術在德馬吉的機床產品中都將會體現出來。

五軸聯動數控是數控技術中難度最大、應用范圍最廣的技術。它集計算機控制、高性能伺服驅動和精密加工技術于一體，應用于復雜曲面的高效、精密、自動化加工。五軸聯動數控機床是發電、船舶、航天航空、模具、高精密儀器等民用工業和軍工部門迫切需要的關鍵加工設備。國際上把五軸聯動數控技術作為一個國家工業化水平的標志

由于使用五軸聯動機床，使得工件的裝夾變得容易。加工時無需特殊夾具，降低了夾具的成本，避免了多次裝夾，提高模具加工精度。采用五軸技術加工模具可以減少夾具的使用數量。另外，由于五軸聯動機床可在加工中省去許多特殊刀具，所以降低了刀具成本。五軸聯動機床在加工中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。采用五軸聯動機床加工模具可以很快的完成模具加工，交貨快，更好的保證模具的加工質量，使模具加工變得更加容易，并且使模具修改變得容易。

當前，國產五軸聯動數控機床在品種上，已經擁有立式、臥式、龍門式和落地式的加工中心，適應大小不同尺寸的復雜零件加工，還有五軸聯動銑床和大型鏜銑床以及車銑中心等，基本涵蓋了國內市場的需求。精度上，北京機床研究所的高精度加工中心、寧江機械集團股份有限公司的NJ-5HMC40臥式加工中心和交大昆機科技股份有限公司的TH61160臥式鏜銑加工中心都具有較高的精度，可與發達國家的產品相媲美。在產品市場銷售上，江蘇多棱、濟南二機床、北京機電研究院、寧江機床、桂林機床、北京一機床等企業的產品，已獲得國內市場的認同。

國外五軸聯動數控機床是為適應多面體和曲零件加工而出現的。隨著機床復合化技術的新發展，在數控車床的基礎上，又很快生產出了能進行銑削加工的車銑中心。五軸聯動數控機床的應用，其加工效率相當于兩臺三軸機床，甚至可以完全省去某些大型自動化生產線的投資，大大節約了占地空間和工作在不同制造單元之間的周轉運輸時間及費用。市場的需求推動了我國五軸聯動數控機床的發展，CIMT99展會上，國產五軸聯動數控機床登上機床市場的舞臺。自江蘇多棱數控機床股份有限公司展出第一臺五軸聯動龍門加工中心以后，北京機電研究院、北京第一機床廠、桂林機床股份有限公司、濟南二機床集團有限公司等企業，相繼開發了五軸聯動數控機床。

第五篇：多軸加工技術

所謂多軸數控機床是指在一臺機床上至少具備第4軸。如四軸數控機床有3個直線坐標軸和1個旋轉坐標軸，并且4個坐標軸可以在計算機數控（CNC）系統的控制下同時協調運動進行加工。五軸數控機床具有3個直線坐標軸和兩個旋轉坐標軸，并且可以同時控制、聯動加工。與三軸聯動數控機床相比較，利用多軸聯動數控機床進行加工的主要優點如下。

（1）可以一次裝夾完成多面多方位加工，從而提高零件的加工精度和加工效率。

（2）由于多軸機床的刀軸可以相對于工件狀態，而改變，刀具或工件的姿態角可以隨時調整，所以可以加工更加復雜的零件。

（3）由于刀具或工件的姿態角可調，所以可以避免刀具干涉、欠切和過切現象的發生，從而獲得更高的切削速度和切削寬度，使切削效率和加工表面質量得以改善。

（4）多軸機床的應用，可以簡化刀具形狀，從而降低刀具成本。同時還可以改善刀具的長徑比，使刀具的剛性、切削速度、進給速度得以大大提高。

（5）在多軸機床上進行加工時，工件夾具較為簡單。由于有了坐標轉換和傾斜面加工功能，使得有些復雜型面加工，轉變為二維平面的加工。由于有了刀具軸控制功能，斜面上孔加工的編程和操作也變得更加方便。

由于增加了旋轉軸，所以與三軸數控機床相比，多軸機床的刀具或工件的運動形式更為復雜，主要有以下幾種形式。