第一篇：中國五軸數控機床的發展現狀

中國五軸數控機床的發展現狀

近年來，我國五軸加工機床和技術突破了國外的封鎖，取得了快速發展。五軸五聯動加工機床國內生產廠家已增至20家。從1999年開始，在CIMT、CCMT等國際、國內機床展覽會上，國內的五軸數控機床產品紛紛亮相，國內五軸數控機床的市場逐漸打開。

CIM T99、CCMT2000分別推出3臺國產五軸聯動機床；CIMT2001國際機床展覽會上，北京第一機床廠和桂林機床股份有限公司分別展出了主軸轉速10000r/min的五軸高速龍門加工中心；北京市機電院的主軸轉速15000r/min 的五軸高速立式加工中心；清華大學與昆明機床股份有限公司聯合研制的XNZ63，采用標準Stewart平臺結構，可實現六自由度聯動；大連機床廠自行研制的串并聯機床DCB—510，其數控系統由清華大學開發，該機床通過并聯機構實現X、Y、Z軸直線運動，由串聯機構實現A、C軸旋轉運動，從而實現五軸聯動，其直線快速進給速度可達80m/min。www.tmdps.cn這些機床均已達到國際先進水平，體現出我國機床工業為國防尖端工業發展提供裝備的實力又有突破性提高。

國產五軸葉片加工機床目前已能批量生產，北京機電院高技術股份有限公司的五軸葉片加工中心已有十多臺在東方汽輪機廠使用，替代了進口產品。首臺為航空發動機葉片加工的產品已通過使用方認可和驗收。桂林機床股份有限公司十余臺五軸加工銑床進入航空制造業。大連、沈陽、濟二等機床廠的五軸五聯動加工機床也進入了航空航天制造業和通用機械制造業。

沈陽機床集團有限公司最近自主研發的主軸A、B軸擺動的五軸立式加工中心和龍門加工中心，打破國外長期技術封鎖，首臺即得到了飛機制造業的青睞。華中數控等公司已能生產和提供五軸聯動數控系統和加工軟件。

要特別強調的是，今后要特別重視新工藝的研究與創新，從而促進數控產品的創新；要特別重視數控加工工藝參數的優化和建立數據庫的工作，以提高生產效率和加工質量。要特別重視新材料的研究與應用，以提高數控機床性能；要特別重視數控技術的智能化網絡化技術的開發與應用，其前景廣闊。

針對國產五軸數控機床，政府應大力支持，數控設備生產企業和機械制造企業應特別重視，要不懈地努力工作，使我國數控機床技術發展從跟隨變為領跑。

第二篇：中國五軸數控機床的現狀

中國五軸數控機床的現狀

五軸聯動數控機床系統對一個國家的航空、航天、軍事、科研、精密器械、高精醫療設備等等行業，有著舉足輕重的影響力。普遍認為，五軸聯動數控機床系統是解決葉輪、葉片、船用螺旋槳、重型發電機轉子、汽輪機轉子、大型柴油機曲軸等等加工的唯一手段。但是長期以來，以美國為首的西方工業發達國家，一直把五軸聯動數控機床系統作為重要的戰略物資，實行出口許可證制度，五軸加工技術和機床長期受制于國外。

近年來，我國五軸加工機床和技術突破了國外的封鎖，取得了快速發展。五軸五聯動加工機床國內生產廠家已增至20家。從1999年開始，在CIMT、CCMT等國際、國內機床展覽會上，國內的五軸數控機床產品紛紛亮相，國內五軸數控機床的市場逐漸打開。

CIM T99、CCMT2000分別推出3臺國產五軸聯動機床；CIMT2001國際機床展覽會上，北京第一機床廠和桂林機床股份有限公司分別展出了主軸轉速10000r/min的五軸高速龍門加工中心；

北京市機電院的主軸轉速15 000r/min 的五軸高速立式加工中心； 清華大學與昆明機床股份有限公司聯合研制的XNZ63，采用標準Stewart平臺結構，可實現六自由度聯動；

大連機床廠自行研制的串并聯機床 DCB—510，其數控系統由清華大學開發，該機床通過并聯機構實現X、Y、Z軸直線運動，由串聯機構實現A、C軸旋轉運動，從而實現五軸聯動，其直線快速進給速度可達80m/min。

這些機床均已達到國際先進水平，體現出我國機床工業為國防尖端工業發展提供裝備的實力又有突破性提高。

國產五軸葉片加工機床目前已能批量生產，北京機電院高技術股份有限公司的五軸葉片加工中心已有十多臺在東方汽輪機廠使用，替代了進口產品。

首臺為航空發動機葉片加工的產品已通過使用方認可和驗收。桂林機床股份有限公司十余臺五軸加工銑床進入航空制造業。大連、沈陽、濟二等機床廠的五軸五聯動加工機床也進入了航空航天制造業和通用機械制造業。

沈陽機床集團有限公司最近自主研發的主軸A、B軸擺動的五軸立式加工中心和龍門加工中心，打破國外長期技術封鎖，首臺即得到了飛機制造業的青睞。

華中數控等公司已能生產和提供五軸聯動數控系統和加工軟件。

江西洪都航空工業股份有限公司購買的國產第一臺五軸聯動機床目前已調試完畢并正式用于加工飛機零件。筆者日前在洪都公司數控機加工廠采訪時，公司總經理助理徐偉感慨地說：“多年來，我們一直夢想有一天用國產的五軸聯動機床生產自己的飛機零件；如今，這個夢想終于變成了現實。

徐偉把筆者帶到江蘇多棱公司制造的我國第一臺五軸聯動加工中心旁，指著工作臺上正在加工的一個羊角形的鋁質工件說：“這個小東西也就500克重，但你看，它所有的面都是曲面。要是沒有五軸聯動加工中心，那是不可能加工出來的”。

航空航天、電力、船舶、軍事工業等部門生產飛機機頭罩、水輪機葉片、導彈殼體、潛艇螺旋槳等復雜曲面時，要保證質量只有用五軸聯動加工中心。這是發達國家對我們禁運的設備。據介紹，國外飛機制造企業一般有400～8 00臺數控機床，其中一半是五軸聯動機床；而我國五軸聯動機床的保有量還是鳳毛麟角。

1998年5月，當時的國家機械工業局根據國家的需要，決定組織力量攻下五軸聯動龍門加工中心，任務落到了江蘇多棱數控機床股份有限公司(常州機床總廠)肩上。江蘇多棱公司不到一年半時間就研制成功 TH42160B/5X型五軸聯動龍門加工中心。經鑒定，各項指標達到設計要求。

這件事在我國機械制造業引起了轟動，這個零的突破讓許多老專家激動不已，更讓急需五軸聯動機床的用戶激動。在看到報道的用戶中，江西洪都航空工業股份有限公司(南昌飛機制造廠)捷足先登，最早與江蘇多棱公司達成購買意向，成為第一臺國產五軸聯動機床的第一個用戶。

據中國機床工具協會總干事長于成廷介紹，江蘇多棱數控機床股份有限公司在研制和完善龍門加工中心的過程中，帶動了我國機床行業一批企業向世界一流水平發起沖擊，企業也形成了自己的核心競爭

力。多棱數控機床公司所有機床產品升級換代，并實現了五軸聯動機床系列化生產，現在已能批量生產多軸聯動機床。據悉，上海航空發動機廠正在與江蘇多棱公司洽談購買該公司生產的第二臺五軸聯動機床。

CIMT2011機床展覽會國產五軸聯動功能的機床展品有80余臺套，如濟南二機床集團有限公司的XHSV2525×60高架式五軸聯動龍門加工中心；大連機床集團的VHT系列五軸聯動立式車銑復合加工中心；北京機電院的XKH800五軸葉片加工中心和XKR32F 五軸葉輪加工中心等等。

第三篇：五軸聯動數控機床發展與應用

五軸聯動數控機床的發展

五軸聯動數控機床是一種科技含量高、精密度高專門用于加工復雜曲面的機床，這種機床系統對一個國家的航空、航天、軍事、科研、精密器械、高精醫療設備等等行業有著舉足輕重的影響力。

發展現狀國外五軸聯動數控機床是為適應多面體和曲面零件加工而出現的。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加工效率相當于兩臺三軸機床，有時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 展覽會上國產五軸聯動數控機床第一次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來，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也相繼開發出五軸聯動數控機床。

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，適應不同大小尺寸的雜零件加工，加上五軸聯動銑床和大型鏜銑床以及車銑中心等的開發，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NJ25HMC40 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。

2013年7月31日上午由大連科德制造的高精度五軸立式機床，啟運出口德國。工信部裝備司副司長王衛明表示：“這一高檔數控機床銷往西方發達國家，是中國機床制造行業的重要里程碑。”

研究背景及應用

最近10多年來，數控技術快速發展，特別是數控系統大容量存貯技術的解決，開放體系結構控制器（OAC）的應用，快速處理器和運動控制，日益完善的人機接口軟件（Human Machine Interface,HMI）以及工廠自動化設備支持通過網絡的互聯性，使5軸數控機床潛在生產能力能夠被充分發揮；高速加工ＨＳＭ技術，高速電主軸或復合主軸頭技術的發展，有力推動了機床設計／制造技術的發展與創新，使5軸數控機床制造技術難度大大降低，造價也大幅度減少，許多中小型5軸聯動立／臥式加工中心（VMC,HMC）一般制造企業已能接受；計算機軟硬件技術快速發展和費用持續降低，使5軸聯動和3軸聯動控制系統價格已相差無幾了；5軸聯動CAM編程軟件價格（包括5軸程序檢驗軟件）也已大幅度下降，使得許多制造企業可接受使用它，盡管其價格還是偏高；軟件技術的進步，特別是仿真技術和虛擬NC加工等可視化技術的應用，用戶掌握和應用5軸加工編程軟件較以前也容易得多了。加上用戶對5軸數控機床的需求日益迫切，因此，包括從適應輕載切削、中載切削到重載切削的各種（高速）5軸數控機床在宇航、汽車、裝備、運輸、模具以及醫療器械等制造行業中得到了越來越廣泛

應用。

①加工復雜空間曲面的產品零件

②大型復雜結構件的高效率加工

③復雜多面體帶孔系結構件的高生產率加工

④取代EMD加工

⑤取代快速原型制造（RP）

⑥個性化產品零件加工

⑦組成柔性生產系統用于中/小批量產品的加工

展望

代表機床制造業最高境界的是五軸聯動數控機床系統，從某種意義上說，反映了一個國家的工業發展水平狀況。五軸聯動數控車床在工業生產中占有非常重要的作用，而且現在出現了新的特征，五軸聯動數控技術正在向高速、高效率、高可靠性、高精度、復合化、智能化、網絡化、柔性化、綠色化等方向發展，我國由于工業底子薄，裝備制造業水平比較低，生產出來的五軸聯動數控車床質量跟歐美和日本產品還存在一定的差距，落后就要挨打，面

對歷史因素和現實的緊迫性，我國要想在接下了發展空間中占有一席之地，就需要做到以下幾點：

1、加大研發資金投入力度，加大加強基礎理論研究，為設備研究做好理論準備。

2、研究外國先進設備技術，深研其中的核心知識。在仿照的基礎上進行創新。

3、研究國內外五軸聯動技術的發展方向，做到先人一步開展研發。

4、了解國內外各個用戶群體的需要，開發出適合不同用戶需要的設備。

5、創新是保持領先的內在要求，沒有創新就沒有進步。國家應該鼓勵企業進行五軸聯動技術的研發。

6、在保護好自己核心技術的前提下與其他先進企業進行技術交流。

7、大力發展高端五軸聯動車床，實施精品工程。

參考文獻

德國茲默曼公司開發出FZ25龍門銑床[J]．制造技術與機床

杜玉湘，陸啟建，劉明燈．五軸聯動數控機床的結構和應用[J]．機械制造與自動化 梁鋮，劉建群．五軸聯動數控機床技術現狀與發展趨勢[J]．機械制造

第四篇：五軸聯動數控機床加工中心基本知識介紹

五軸聯動數控機床加工中心基本知識介紹

幾十年來，人們普遍認為五軸數控加工技術是加工連續、平滑、復雜曲面的惟一手段。一旦人們在設計、制造復雜曲面遇到無法解決的難題，就會求助五軸加工技術。早在20世紀60年代，國外航空工業生產中就開始采用五軸數控銑床。目前五軸數控機床的應用仍然局限于航空、航天及其相關工業。

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。國際上把五軸聯動數控技術作為一個國家生產設備自動化水平的標志。由于其特殊的地位，特別是對于航空、航天、軍事工業的重要影響，以及技術上的復雜性，西方工業發達國家一 直把五軸數控系統作為戰略物資實行出口許可證制度，對我國實行禁運。因而，研究五軸數控加工技術對國家科技力量和綜合國力的提高有重要意義。

符合數控機床發展的新方向

近幾年國際、國內機床展表明，數控機床正朝著高速度、高精度、復合化的方向發展。復合化的目標是在一臺機床上利用一次裝夾完成大部分或全部切削加工，以保證工件的位置精度，提高加工效率。國外數控鏜銑床、加工中心為適應多面體和曲面零件加工，均采用多軸加工技術，包括五軸聯動功能。在加工中心上擴展五軸聯動功能，可大大提高加工中心的加工能力，便于系統的進一步集成化。最近國際機床業出現了一個新概念，即萬能加工，數控機床既能車削又能進行五軸銑削加工。五軸數控機床在國內外的實際應用表明，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流水線的投資，大大節約了占地空間和工件在不同制造單元之間的周轉運輸的時間和花費。

發展和推廣的難點及阻力何在

顯然，人們早已認識到五軸數控技術的優越性和重要性。但到目前為止，五軸數控技術的應用仍然局限于少數資金雄厚的部門，并且仍然存在尚未解決的難題。五軸數控技術為何久久未能得以廣泛普及？五軸數控加工由于干涉和刀具在加工空間的位姿控制，其數控編程、數控系統和機床結構遠比三軸機床復雜得多。目前，五軸數控技術在全球范圍 內普遍存在以下問題。

五軸數控編程抽象、操作困難

這是每一個傳統數控編程人員都深感頭疼的問題。三軸機床只有直線坐標軸，而五軸數控機床結構形式多樣；同一段NC代碼可以在不同的三軸數控機床上獲得同樣的加工效果，但某一種五軸機床的NC代碼卻不能適用于所有類型的五軸機床。數控編程除了直線運動之外，還要協調旋轉運動的相關計算，如旋轉角度行程檢驗、非線性誤差校核、刀具旋轉運動計算等，處理的信息量很大，數控編程極其抽象。

刀具半徑補償困難

在五軸聯動NC程序中，刀具長度補償功能仍然有效，而刀具半徑補償卻失效了。以圓柱銑刀進行接觸成形銑削時，需要對不同直徑的刀具編制不同的程序。目前流行的CNC系統均無法完成刀具半徑補償，因為ISO文件中沒有提供足夠的數據對刀具位置進行重新計算。用戶在進行數控加工時需要頻繁換刀或調整刀具的確切尺寸，按照正常的處理程序，刀具軌跡應送回CAM系統重新進行計算。從而導致整個加工過程效率十分低下。

對這個問題的最終解決方案，有賴于引入新一代CNC控制系統，該系統能夠識別通用格式的工件模型文件(如STEP等)或CAD系統文件。

購置機床需大量投資

以前五軸機床和三軸機床之間的價格懸殊很大。現在，三軸機床附加一個旋轉軸基本上就是普通三軸機床的價格，這種機床可以實現多軸機床的功能。同時，五軸機床的價格也僅僅比三軸機床的價格高出30%～50%。

除了機床本身的投資之外，還必須對CAD/CAM系統軟件和后置處理器進行升級，使之適應五軸加工的要求；必須對校驗程序進行升級，使之能夠對整個機床進行仿真處理。

國內五軸數控技術發展狀況與市場分析

五軸聯動數控機床，是電力、船舶、航空航天、高精密儀器等民用工業和軍事工業等部門迫切需要的關鍵加工設備。西方發達國家長期對我國實行禁運。

從1999年開始，在CIMT、CCMT等國際、國內機床展覽會上，首先是國內的五軸數控機床產品紛紛亮相，國內五軸數控機床的市場逐漸打開，隨后國際機床巨頭紛至沓來，五軸數控機床的品種和數量逐年上升：CIM T99、CCMT2000分別推出3臺國產五軸聯動機床；CIMT2001國際機床展覽會上，北京第一機床廠和桂林機床股份有限公司分別展出了主軸轉速10000r/min的五軸高速龍門加工中心，北京市機電院的主軸轉速15 000r/min 的五軸高速立式加工中心；清華大學與昆明機床股份有限公司聯合研制的XNZ63，采用標準Stewart平臺結構，可實現六自由度聯動；大連機床廠自行研制的串并聯機床 DCB—510，其數控系統由清華大學開發，該機床通過并聯機構實現X、Y、Z軸直線運動，由串聯機構實現A、C軸旋轉運動，從而實現五軸聯動，其直線快速進給速度可達80m/min。這些機床均已達到國際先進水平，體現出我國機床工業為國防尖端工業發展提供裝備的實力又有突破性提高。中國機床工業的發展，利用自己研制的高、精、尖產品參與國際競爭，打破了國際技術壟斷，國際機床巨頭們不愿失去中國這個大有潛力可挖的市場，于是蜂擁而來，把他們的產品“送上門來”：國外展團共展出五軸加工中心8臺、五軸車銑加工中心1臺、五軸數控刀具磨床5臺。

我國數控技術及其設備在各工業部門中的應用整體水平仍然偏低，與工業發達國家相比差距很大。為了實現“十五”規劃的發展目標，各部門迫切需要進一步大力發展數控加工技術，亟須配置大量的各類工藝設備，尤其是數控機床設備。對于數控機床設備的主要技術要求是多軸、高速、剛性好、功率大；對坐標數的需求，以三至五軸聯動為主。對于關鍵零件形狀復雜的行業，如航空、電力、船舶、模具制造業等，其生產部門對多軸機床要求比例較大，新增五軸數控機床大約占數控機床總數的70%～80%。

裝備制造業是一國工業之基石，它為新技術、新產品的開發和現代工業生產提供重要的手段，是不可或缺的戰略性產業。即使是發達工業化國家，也無不高度重視。近年來，隨著我國國民經濟迅速發展和國防建設的需要，對高檔的數控機床提出了急迫的大量需求。機床是一個國家制造業水平的象征。而代表機床制造業最高境界的是五軸聯動數控機床系統，從某種意義上說，反映了一個國家的工業發展水平狀況。長期以來，以美國為首的西方工業發達國家，一直把五軸聯動數控機床系統作為重要的戰略物資，實行出口許可證制度。特別是冷戰時期，對中國、前蘇聯等社會主義陣營實行封鎖禁運。愛好軍事的朋友可能知道著名的“東芝事件”：上世紀末，□□□東芝公司賣給前蘇聯幾臺五軸聯動的數控銑床，結果讓前蘇聯用于制造潛艇的推進螺旋槳，上了幾個檔次，使美國間蝶船的聲納監聽不到潛艇的聲音了，所以美國以東芝公司違反了戰略物資禁運政策，要懲處東芝公司。由此可見，五軸聯動數控機床系統對一個國家的航空、航天、軍事、科研、精密器械、高精醫療設備等等行業，有著舉足輕重的影響力。現在，大家普遍認為，五軸聯動數控機床系統是解決葉輪、葉片、船用螺旋槳、重型發電機轉子、汽輪機轉子、大型柴油機曲軸等等加工的唯一手段。所以，每當人們在設計、研制復雜曲面遇到無法解決的難題時，往往轉向求助五軸數控系統。由于五軸聯動數控機床系統價格十分昂貴，加之NC程序制作較難，使五軸系統難以“平民”化應用。但近年來，隨著計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）系統取得了突破性發展，珊星公司等中國多家數控企業，紛紛推出五軸聯動數控機床系統，打破了外國的技術封鎖，占領了這一戰略性產業的至高點，大大降低了其應用成本，從而使中國裝備制造業迎來了一個嶄新的時代！以信息技術為代表的現代科學的發展對裝備制造業注入了強勁的動力，同時也對它提出更強要求，更加突出了機械裝備制造業作為高新技術產業化載體在推動整個社會技術進步和產業升級中無可替代的基礎作用。作為國民經濟增長和技術升級的原動力，以五軸聯動為標志的機械裝備制造業將伴隨著高新技術和新興產業的發展而共同進步。中國不僅要做世界制造的大國，更要做世界制造強國！預計在不久的將來，隨著五軸聯動數控機床系統的普及推廣，必將為中國成為世界最強國奠定堅實的基礎！

加工中心一般分為立式加工中心和臥式加工中心，立式加工中心（三軸）最有效的加工面僅為工件的頂面，臥式加工中心借助回轉工作臺，也只能完成工件的四面加工。目前高檔的加工中心正朝著五軸控制的方向發展，五軸聯動加工中心有高效率、高精度的特點，工件一次裝夾就可完成五面體的加工。如配置上五軸聯動的高檔數控系統，還可以對復雜的空間曲面進行高精度加工，更能夠適宜象汽車零部件、飛機結構件等現代模具的加工。立式五軸加工中心這類加工中心的回轉軸有兩種方式，一種是工作臺回轉軸。設置在床身上的工作臺可以環繞X軸回轉，定義為A軸，A軸一般工作范圍+30度至-120度。工作臺的中間還設有一個回轉臺，環繞Z軸回轉，定義為C軸，C軸都是360度回轉。這樣通過A軸與C軸的組合，固定在工作臺上的工件除了底面之外，其余的五個面都可以由立式主軸進行加工。A軸和C軸最小分度值一般為0.001度，這樣又可以把工件細分成任意角度，加工出傾斜面、傾斜孔等。A軸和C軸如與XYZ三直線軸實現聯動，就可加工出復雜的空間曲面，當然這需要高檔的數控系統、伺服系統以及軟件的支持。這種設置方式的優點是主軸的結構比較簡單，主軸剛性非常好，制造成本比較低。但一般工作臺不能設計太大，承重也較小，特別是當A軸回轉大于等于90度時，工件切削時會對工作臺帶來很大的承載力 矩。另一種是依靠立式主軸頭的回轉。主軸前端是一個回轉頭，能自行環繞Z軸360度，成為C軸，回轉頭上還有帶可環繞X軸旋轉的A軸，一般可達±90度以上，實現上述同樣的功能。這種設置方式的優點是主軸加工非常靈活，工作臺也可以設計的非常大，客機龐大的機身、巨大的發動機殼都可以在這類加工中心上加工。這種設計還有一大優點：我們在使用球面銑刀加工曲面時，當刀具中心線垂直于加工面時，由于球面銑刀的頂點線速度為零，頂點切出的工件表面質量會很差，采用主軸回轉的設計，令主軸相對工件轉過一個角度，使球面銑刀避開頂點切削，保證有一定的線速度，可提高表面加工質量。這種結構非常受模具高精度曲面加工的歡迎，這是工作臺回轉式加工中心難以做到的。為了達到回轉的高精度，高檔的回轉軸還配置了圓光柵尺反饋，分度精度都在幾秒以內，當然這類主軸的回轉結構比較復雜，制造成本也較高.

第五篇：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