第一篇：五軸聯(lián)動的優(yōu)點

五軸聯(lián)動機床的優(yōu)點

由于使用五軸聯(lián)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(shù)加工模具可以減少夾具的使用數(shù)量。另外，由于五軸聯(lián)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(lián)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(lián)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(zhì)量，使模具加工變得更加容易，并且使模具修改變得容易。

在傳統(tǒng)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(shù)的不斷發(fā)展，立式加工中心本身的一些弱點表現(xiàn)得越來越明顯。現(xiàn)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(lián)動機床加工技術(shù)加工模具，可以克服上述不足。

五軸機床的種類

五軸聯(lián)動機床有立式、臥式和搖籃式二軸NC工作臺，NC工作臺NC分度頭，NC工作臺 90軸，NC工作臺45B軸，NC工作臺A軸，二軸NC主軸等類型。上述六大類共7種五軸聯(lián)動方式都有各自的特點，無法說哪一種形式更好，只能說你的產(chǎn)品適合哪種類型的五軸加工。

五軸機床發(fā)展的趨勢

首先是采用直線電機驅(qū)動技術(shù)。經(jīng)過十幾年的發(fā)展，直線電機技術(shù)已經(jīng)非常成熟。直線電機剛開發(fā)出來易受干擾和產(chǎn)熱量大的問題已經(jīng)得到解決，而直線電機的定位技術(shù)，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(shù)給予解決

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

其次是采用雙驅(qū)動技術(shù)。對于較寬工作臺或龍門架型式，如果采用中間驅(qū)動，實際無法保證驅(qū)動力在中心，容易造成傾斜，使得動態(tài)性能較差。使用雙驅(qū)動，雙光柵尺，一個驅(qū)動模塊，就能使動態(tài)性能非常完美。一個驅(qū)動指令，雙驅(qū)同時工作，光柵尺來檢測兩點是否平衡，如果不平衡則通過不同指令使其達(dá)到平衡。當(dāng)然，五軸聯(lián)動機床技術(shù)的發(fā)展還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這些，許多技術(shù)在德馬吉的機床產(chǎn)品中都將會體現(xiàn)出來。

第二篇：五軸聯(lián)動

教程目錄列表：

第一周 五軸理論講解 機床結(jié)構(gòu) 工作原理 典型零件的工藝方案

第一節(jié) 五軸機床結(jié)構(gòu)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(biāo)，分別為3個直線坐標(biāo)和兩個旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)

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(zhì)量和效率

2.五軸與三軸的區(qū)別;五軸區(qū)別與三軸多兩個旋轉(zhuǎn)軸，五軸坐標(biāo)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(nèi)選擇垂直與工件的旋轉(zhuǎn)軸線的方向為X軸，遠(yuǎn)離主軸軸線的方向為正方向

3.直線坐標(biāo)X軸Y軸Z軸 旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)A軸、B軸、C軸

A軸：繞X軸旋轉(zhuǎn)為A軸

B軸：繞Y軸旋轉(zhuǎn)為B軸

C軸：繞Z軸旋轉(zhuǎn)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(guān)系分為兩大類：臥式、立式

5.五軸按旋轉(zhuǎn)主軸和直線運動的關(guān)系來判定，五軸聯(lián)動的結(jié)構(gòu)形式：

1.雙旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)工作臺（A+B為例）

在B軸旋轉(zhuǎn)臺上疊加一個A軸的旋轉(zhuǎn)臺，小型渦輪、葉輪、小型緊密模具

2.一轉(zhuǎn)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(lián)動的結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)范圍：

雙旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)工作臺 旋轉(zhuǎn)范圍：+20A-100 B360 +30A-120 C360 一轉(zhuǎn)一擺

旋轉(zhuǎn)范圍：+30B-120 C360 雙擺頭 旋轉(zhuǎn)范圍 ：+90A-90 C360 +30A-120 C360 第二節(jié) 五軸加工優(yōu)點 應(yīng)運典型零件的工藝方案 實際生產(chǎn)加工常發(fā)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(fā)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(shù)量增加6.易過切引起不合格工件7.重復(fù)對刀產(chǎn)生累積公差

2.五軸優(yōu)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(zhì)量5.延長刀具壽命6.生產(chǎn)集中化7.有效提高加工效率和生產(chǎn)效率

3.五軸加工主要應(yīng)運的領(lǐng)域： 航空、造船、醫(yī)學(xué)、汽車工業(yè)、模具

4.五軸應(yīng)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(chǎn)加工常發(fā)生的問題及其解決方案：

1.五軸工件坐標(biāo)系的確立、五軸G代碼NC程序表示 2.各種不同機臺復(fù)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(jié)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(jié)

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

1.五軸坐標(biāo)的設(shè)定：

五軸坐標(biāo)系一般情況下設(shè)在工作臺回轉(zhuǎn)中心上

2.UG7.5中工件坐標(biāo)系講解：刀軸矢量、3軸半開粗、多軸面銑加工

1.局部坐標(biāo)系設(shè)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(biāo)系原點在當(dāng)前工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。

G52 指令能在所有的工件坐標(biāo)系(G92、G54~G59)內(nèi)形成子坐標(biāo)系，即局部坐標(biāo)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(biāo)系中的坐標(biāo)值。

設(shè)定局部坐標(biāo)系后，工件坐標(biāo)系和機床坐標(biāo)系保持不變。

編程舉例：，從A→B→C路線進(jìn)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(shè)定G92為當(dāng)前工作坐標(biāo)系

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

N06 G54； 將G54置為當(dāng)前坐標(biāo)系

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

N10 G52 X20 Y20； 在當(dāng)前工作坐標(biāo)系G54中建立局部坐標(biāo)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(qū)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(shù)據(jù)信息又僅僅是刀具中心點坐標(biāo)和刀具軸的方位角，刀具半徑補償實際上不可能進(jìn)行，因為控制器不知道該往哪個方向進(jìn)行補償，而這個方向?qū)τ诘毒甙霃窖a償非常重要。因此，如果要進(jìn)行三維空間刀具半徑補償功能，則必須在數(shù)控加工程序段中提供補償方向向量等信息，F(xiàn)ANUC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(biāo)和擺角坐標(biāo)輸入插補模塊即可使刀具中心按照編程軌跡運行。

程序結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)）

N0110 M8；（打開切削液）

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

… …

N0200 G69；（坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)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(guān)）

N0206 Cα；（C軸旋轉(zhuǎn)，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(biāo)系轉(zhuǎn)換，ωn為主軸從零轉(zhuǎn)到與斜面垂直時所轉(zhuǎn)動過得角度）

… …

N0200 G69；（坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)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(guān)）

N0204 M30；（程序結(jié)束，返回到程序頭）

1.五軸加工的裝夾及其UG5多軸驅(qū)動的講解

變軸銑 精加工、驅(qū)動方式邊界、它準(zhǔn)許精確控制刀軸和投影矢量

流線加工 按照曲面的趨勢產(chǎn)生刀軌

曲面輪廓銑 使用輪廓驅(qū)動方式

多層切屑變軸銑 適當(dāng)條件下可以 采用它來開粗

多層切屑變軸銑（雙四軸驅(qū)動）邊界

多層切屑變軸銑（雙四軸驅(qū)動）曲面

固定軸曲面輪廓銑 投影矢量（驅(qū)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(jié) 案例1五軸幾何體9種驅(qū)動方法的詳細(xì)講解和各參數(shù)設(shè)置 180min 曲線/點驅(qū)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(xù) 曲面UV方向一致 輔助面驅(qū)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(jié) 案例2五軸加工13種刀軸方向的控制和復(fù)雜零件軸向的判定 80min 遠(yuǎn)離直線、朝向直線、遠(yuǎn)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(qū)動、（前傾角、后傾角）

優(yōu)化后驅(qū)動、垂直于驅(qū)動體、側(cè)刃驅(qū)動體、相對于驅(qū)動體（前傾角、后傾角）

第六節(jié) 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(qū)別 31min 刀軸

指定矢量

遠(yuǎn)離點和朝向點

遠(yuǎn)離直線和朝向直線

垂直與驅(qū)動和朝向驅(qū)動體

投影矢量和刀軸方向的區(qū)別：

投影矢量：使驅(qū)動體采用一定的矢量方向投影到部件表面產(chǎn)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(jié) 案例4 UG7.5新增功能在實際生產(chǎn)加工的使用 87min

1.五軸等高：側(cè)傾角

2.五軸外形輪廓銑削：輪廓加工、加工倒扣側(cè)壁、清根、輔助面加工

3.五軸順序銑加工：驅(qū)動、部件、檢查體、近側(cè)、遠(yuǎn)端側(cè)、驅(qū)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(jié)合你公司所要加工的零件

第八節(jié) 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(fù)雜曲面采用邊界加工的思路，邊界的制作方法

曲面加工驅(qū)動，UV方向的判定，投影矢量和刀軸方向

第九節(jié) 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(fù)刀軌

補實體避免倒扣位置，復(fù)雜圖形簡單化，減少提刀

曲面驅(qū)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(qū)動曲面（負(fù)值），避免過且撞刀，減少提刀，2.延伸曲面驅(qū)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(qū)動進(jìn)行光面精加工，曲面驅(qū)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(yīng)的刀軌過切運動、對應(yīng)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(rèn)中紅色為過切

9.刀軸方向采用遠(yuǎn)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(fù)余量加工

第十節(jié) 提高1（印章五軸加工案例BC）210min

1.分析零件結(jié)構(gòu)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(shù)的修改，五軸加工刀具夾持器碰撞的驗證

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

5.面對破面產(chǎn)品五軸加工應(yīng)對的幾種方案，參數(shù)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(qū)動命令實現(xiàn)兩曲面銜接處的加工（重點）

7.面對曲面加工的一些盲區(qū)，采用曲面驅(qū)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(chǎn)品的線條流暢沒關(guān)

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

第十一節(jié) 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(xì)操作步驟

3.控制刀具矢量方向，達(dá)到控制刀具夾持器與工作臺的避讓

4.五軸點線加工驅(qū)動的清方式及其思路

第十二節(jié) 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(jié)構(gòu)特點制作毛胚，設(shè)定坐標(biāo)系位置，考慮補刀點

分析產(chǎn)品的裝夾位置，合理、避免刀具夾持器相撞

復(fù)雜曲面驅(qū)動的設(shè)置和選擇

特殊機構(gòu)位置的加工思路

做輔助面產(chǎn)生曲面，實現(xiàn)曲面加工

控制曲面區(qū)域：設(shè)置檢查面、曲面百分比

第十三節(jié) 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(jié) 經(jīng)典1風(fēng)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(yù)留量、分兩次完成精加工，刀軌變換：鏡像、旋轉(zhuǎn)

制作局部毛培，加工倒扣外置，注意刀具的矢量方向

側(cè)刃驅(qū)動靈活使用, 側(cè)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(chǎn)品加工實體仿真操作方法 分析產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，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(qū)動體的使用（側(cè)傾角），避免碰撞

五軸機床的類型詳細(xì)介紹及其加工特點

第十五節(jié) 經(jīng)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(jié) 經(jīng)典3渦輪（多葉片）五軸加工案例（重點）120min

1.渦輪加工環(huán)境：

在要創(chuàng)建的 CAM 設(shè)置組→選擇mill_multi_blade。

復(fù)雜曲面的驅(qū)動面的選擇與設(shè)定

對于狹窄位置的清角思路，及其球刀清角的參數(shù)設(shè)定

流線加工和刀軸的避讓問題

采用五軸鏡像線驅(qū)動清角的方法和刀軸的矢量方向

采用局部投影驅(qū)動，達(dá)到局部加工

曲面驅(qū)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(qū)動幾何體介紹：

葉轂幾何體必須能夠繞部件軸旋轉(zhuǎn)

包覆幾何體必須能夠繞部件軸旋轉(zhuǎn)，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(qū)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(dāng)?shù)拿娼M成。

c.由于要驅(qū)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(nèi)，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(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)。

d.可以是單一曲面或一組曲面

e.可環(huán)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(cè)。

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(jìn)行定義。必須為每個分流葉片創(chuàng)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(cè)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(qū)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(jié) 經(jīng)典4風(fēng)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(qū)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(wǎng)格曲面，改變原來的UV曲面的方向，做驅(qū)動面加工

3.曲面加工的刀軌軌跡嚴(yán)格按照曲面UV曲線方向產(chǎn)生，控制曲面驅(qū)動的UV方向，從而得到合理的刀路軌跡

4.采用UG7.5新驅(qū)動渦輪多葉片驅(qū)動加工風(fēng)葉思路和具體操作

第十八節(jié) 實戰(zhàn) 1維納斯模型五軸加工案例A+C 300min

1.調(diào)整產(chǎn)品基準(zhǔn)，以便3+1定軸開粗，分析定軸加工的方向

2.設(shè)置加工坐標(biāo)，確定加工軸向方向,做檢查面控制刀軌

3.采用3D，進(jìn)行殘料清角加工

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

5.采用曲面驅(qū)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(qū)動面，從而達(dá)到我們所需要的刀軌

第十九節(jié)實戰(zhàn)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(qū)動、設(shè)置刀軸方向、偏置刀軌

做曲面驅(qū)動：改變原有曲面的UV曲線方向，控制刀軌路徑

設(shè)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(xiàn)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(qū)動、側(cè)傾角、側(cè)刃驅(qū)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(shù)富五軸工廠使用后處理

第二十節(jié) 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(zhuǎn)主軸頭、雙轉(zhuǎn)工作臺、一轉(zhuǎn)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(xì)操作及其講解

4.五軸后處理修改

第一步：進(jìn)入UG7.5后處理構(gòu)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(qū)域 Inches 英制單位 Millimeters 公制設(shè)定→軸選項 3-軸 4-軸 或5軸→機床類型設(shè)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(shè)置行程（左邊為機床行程數(shù)據(jù) 右邊為機床原點數(shù)據(jù)）→精度、G00速度（左邊為機床精度小數(shù)公差、右邊為機床快速進(jìn)給G00最大速度）→其余默認(rèn)然后進(jìn)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(shù)

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(shè)定軸的極限、軸向定義。

第三步：設(shè)定程序開始部分、刀軌移動部分、程序結(jié)束部分。

6.UG7.5常出現(xiàn)的三大問題：

問題一：

“笫一種情況ug7.5安裝完 打開ug7.5出現(xiàn)如下壯態(tài)

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(huán)境變量UGS_LICENSE_SERVER。可將其設(shè)置為 NX 許可證服務(wù)器的值 port@hostname，或者將其設(shè)置為直接指向許可證文件。默認(rèn)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(tǒng)安裝自動會生成。繼續(xù)直到結(jié)束，目錄路徑不要改變，默認(rèn)就行。

2、運行安裝頁面第三項“install NX”進(jìn)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(dāng)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(fù)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(xiàn)：

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(chǎn)生此種錯誤的原因在ug服務(wù)器上面解決方法：在確定。lic文件修改真確的情況下，把服務(wù)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(xiàn)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(chǎn)生此種結(jié)果的原因就是系統(tǒng)的變量問題解決方法如下：修改環(huán)境變量：右鍵我的電腦----屬性----高級----環(huán)境變量

笫四種情況安裝后 啟動ug后出現(xiàn)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(wù)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(jīng)不見了。

多軸加工潛力大，指點江山看明朝！

相關(guān)教程：UG四軸加工教程

第三篇：五軸聯(lián)動機床

五軸聯(lián)動機床

11月5日在上海新國際博覽中心結(jié)束的2006中國國際工業(yè)博覽會上，上海交通大學(xué)與上海電氣集團(tuán)股份有限公司中央研究院、上海第三機床廠聯(lián)合開發(fā)的五軸聯(lián)動數(shù)控機床獲得2006中國國際博覽會創(chuàng)新獎。具有五軸聯(lián)動功能的開放結(jié)構(gòu)高端數(shù)控裝備是發(fā)達(dá)國家禁止向中國出口的先進(jìn)制造技術(shù)，也是我國獨立自主發(fā)展航空、航天、國防、汽車等行業(yè)所必不可少的先進(jìn)裝備。

機械與動力工程學(xué)院王宇晗副教授與上海電氣集團(tuán)股份有限公司中央研究院合作研究完成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的開放式數(shù)控平臺，在此基礎(chǔ)上，研制了SE305M五軸聯(lián)動高檔數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品。該系統(tǒng)是上海市首臺全國產(chǎn)化的五軸聯(lián)動高檔數(shù)控系統(tǒng)，在五軸聯(lián)動插補算法、微小線段的五軸聯(lián)動速度平滑技術(shù)、五軸聯(lián)動NURBS曲面高速加工運動控制技術(shù)等國家急需的關(guān)鍵技術(shù)上取得創(chuàng)新性的突破和應(yīng)用，使上海的現(xiàn)代裝備制造業(yè)的技術(shù)水平向前邁進(jìn)了一步。

那么什么是五軸聯(lián)動呢？五軸聯(lián)動：除同時控制 X、Y、Z 三個育線坐標(biāo)軸聯(lián)動外．還同時控制圍繞這這些直線坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)的 A、B、C 坐標(biāo)軸中的兩個坐標(biāo)軸，形成同時控制五個軸聯(lián)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(tǒng)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(shù)的不斷發(fā)展，立式加工中心本身的一些弱點表現(xiàn)得越來越明顯。現(xiàn)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(lián)動機床加工技術(shù)加工模具，可以克服上述不足。

五軸機床發(fā)展的趨勢

首先是采用直線電機驅(qū)動技術(shù)。經(jīng)過十幾年的發(fā)展，直線電機技術(shù)已經(jīng)非常成熟。直線電機剛開發(fā)出來易受干擾和產(chǎn)熱量大的問題已經(jīng)得到解決，而直線電機的定位技術(shù)，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(shù)給予解決。

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

其次是采用雙驅(qū)動技術(shù)。對于較寬工作臺或龍門架型式，假如采用中間驅(qū)動，實際無法保證驅(qū)動力在中心，輕易造成傾斜，使得動態(tài)性能較差。使用雙驅(qū)動，雙光柵尺，一個驅(qū)動模塊，就能使動態(tài)性能非常完美。一個驅(qū)動指令，雙驅(qū)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(dá)到平衡。當(dāng)然，五軸聯(lián)動機床技術(shù)的發(fā)展還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這些，許多技術(shù)在德馬吉的機床產(chǎn)品中都將會體現(xiàn)出來。

五軸聯(lián)動數(shù)控是數(shù)控技術(shù)中難度最大、應(yīng)用范圍最廣的技術(shù)。它集計算機控制、高性能伺服驅(qū)動和精密加工技術(shù)于一體，應(yīng)用于復(fù)雜曲面的高效、精密、自動化加工。五軸聯(lián)動數(shù)控機床是發(fā)電、船舶、航天航空、模具、高精密儀器等民用工業(yè)和軍工部門迫切需要的關(guān)鍵加工設(shè)備。國際上把五軸聯(lián)動數(shù)控技術(shù)作為一個國家工業(yè)化水平的標(biāo)志

由于使用五軸聯(lián)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(shù)加工模具可以減少夾具的使用數(shù)量。另外，由于五軸聯(lián)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(lián)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(lián)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(zhì)量，使模具加工變得更加容易，并且使模具修改變得容易。

當(dāng)前，國產(chǎn)五軸聯(lián)動數(shù)控機床在品種上，已經(jīng)擁有立式、臥式、龍門式和落地式的加工中心，適應(yīng)大小不同尺寸的復(fù)雜零件加工，還有五軸聯(lián)動銑床和大型鏜銑床以及車銑中心等，基本涵蓋了國內(nèi)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(tuán)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(fā)達(dá)國家的產(chǎn)品相媲美。在產(chǎn)品市場銷售上，江蘇多棱、濟(jì)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(yè)的產(chǎn)品，已獲得國內(nèi)市場的認(rèn)同。

國外五軸聯(lián)動數(shù)控機床是為適應(yīng)多面體和曲零件加工而出現(xiàn)的。隨著機床復(fù)合化技術(shù)的新發(fā)展，在數(shù)控車床的基礎(chǔ)上，又很快生產(chǎn)出了能進(jìn)行銑削加工的車銑中心。五軸聯(lián)動數(shù)控機床的應(yīng)用，其加工效率相當(dāng)于兩臺三軸機床，甚至可以完全省去某些大型自動化生產(chǎn)線的投資，大大節(jié)約了占地空間和工作在不同制造單元之間的周轉(zhuǎn)運輸時間及費用。市場的需求推動了我國五軸聯(lián)動數(shù)控機床的發(fā)展，CIMT99展會上，國產(chǎn)五軸聯(lián)動數(shù)控機床登上機床市場的舞臺。自江蘇多棱數(shù)控機床股份有限公司展出第一臺五軸聯(lián)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(jì)南二機床集團(tuán)有限公司等企業(yè)，相繼開發(fā)了五軸聯(lián)動數(shù)控機床。

第四篇：五軸聯(lián)動數(shù)控機床發(fā)展與應(yīng)用

五軸聯(lián)動數(shù)控機床的發(fā)展

五軸聯(lián)動數(shù)控機床是一種科技含量高、精密度高專門用于加工復(fù)雜曲面的機床，這種機床系統(tǒng)對一個國家的航空、航天、軍事、科研、精密器械、高精醫(yī)療設(shè)備等等行業(yè)有著舉足輕重的影響力。

發(fā)展現(xiàn)狀國外五軸聯(lián)動數(shù)控機床是為適應(yīng)多面體和曲面零件加工而出現(xiàn)的。隨著機床復(fù)合化技術(shù)的新發(fā)展，在數(shù)控車床的基礎(chǔ)上,又很快生產(chǎn)出了能進(jìn)行銑削加工的車銑中心。五軸聯(lián)動數(shù)控機床的加工效率相當(dāng)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(chǎn)線的投資,大大節(jié)約了占地空間和工作在不同制造單元之間的周轉(zhuǎn)運輸時間及費用。市場的需求推動了我國五軸聯(lián)動數(shù)控機床的發(fā)展，CIMT99 展覽會上國產(chǎn)五軸聯(lián)動數(shù)控機床第一次登上機床市場的舞臺。自江蘇多棱數(shù)控機床股份有限公司展出第一臺五軸聯(lián)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(jì)南二機床集團(tuán)有限公司等企業(yè)也相繼開發(fā)出五軸聯(lián)動數(shù)控機床。

當(dāng)前，國產(chǎn)五軸聯(lián)動數(shù)控機床在品種上已經(jīng)擁有立式、臥式、龍門式和落地式的加工中心，適應(yīng)不同大小尺寸的雜零件加工，加上五軸聯(lián)動銑床和大型鏜銑床以及車銑中心等的開發(fā)，基本涵蓋了國內(nèi)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(tuán)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(fā)達(dá)國家的產(chǎn)品相媲美。在產(chǎn)品市場銷售上，江蘇多棱、濟(jì)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(yè)的產(chǎn)品已獲得國內(nèi)市場的認(rèn)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(wèi)明表示：“這一高檔數(shù)控機床銷往西方發(fā)達(dá)國家，是中國機床制造行業(yè)的重要里程碑。”

研究背景及應(yīng)用

最近10多年來，數(shù)控技術(shù)快速發(fā)展，特別是數(shù)控系統(tǒng)大容量存貯技術(shù)的解決，開放體系結(jié)構(gòu)控制器（OAC）的應(yīng)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(shè)備支持通過網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)性，使5軸數(shù)控機床潛在生產(chǎn)能力能夠被充分發(fā)揮；高速加工ＨＳＭ技術(shù)，高速電主軸或復(fù)合主軸頭技術(shù)的發(fā)展，有力推動了機床設(shè)計／制造技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新，使5軸數(shù)控機床制造技術(shù)難度大大降低，造價也大幅度減少，許多中小型5軸聯(lián)動立／臥式加工中心（VMC,HMC）一般制造企業(yè)已能接受；計算機軟硬件技術(shù)快速發(fā)展和費用持續(xù)降低，使5軸聯(lián)動和3軸聯(lián)動控制系統(tǒng)價格已相差無幾了；5軸聯(lián)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(yè)可接受使用它，盡管其價格還是偏高；軟件技術(shù)的進(jìn)步，特別是仿真技術(shù)和虛擬NC加工等可視化技術(shù)的應(yīng)用，用戶掌握和應(yīng)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(shù)控機床的需求日益迫切，因此，包括從適應(yīng)輕載切削、中載切削到重載切削的各種（高速）5軸數(shù)控機床在宇航、汽車、裝備、運輸、模具以及醫(yī)療器械等制造行業(yè)中得到了越來越廣泛

應(yīng)用。

①加工復(fù)雜空間曲面的產(chǎn)品零件

②大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的高效率加工

③復(fù)雜多面體帶孔系結(jié)構(gòu)件的高生產(chǎn)率加工

④取代EMD加工

⑤取代快速原型制造（RP）

⑥個性化產(chǎn)品零件加工

⑦組成柔性生產(chǎn)系統(tǒng)用于中/小批量產(chǎn)品的加工

展望

代表機床制造業(yè)最高境界的是五軸聯(lián)動數(shù)控機床系統(tǒng)，從某種意義上說，反映了一個國家的工業(yè)發(fā)展水平狀況。五軸聯(lián)動數(shù)控車床在工業(yè)生產(chǎn)中占有非常重要的作用，而且現(xiàn)在出現(xiàn)了新的特征，五軸聯(lián)動數(shù)控技術(shù)正在向高速、高效率、高可靠性、高精度、復(fù)合化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、柔性化、綠色化等方向發(fā)展，我國由于工業(yè)底子薄，裝備制造業(yè)水平比較低，生產(chǎn)出來的五軸聯(lián)動數(shù)控車床質(zhì)量跟歐美和日本產(chǎn)品還存在一定的差距，落后就要挨打，面

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

1、加大研發(fā)資金投入力度，加大加強基礎(chǔ)理論研究，為設(shè)備研究做好理論準(zhǔn)備。

2、研究外國先進(jìn)設(shè)備技術(shù)，深研其中的核心知識。在仿照的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新。

3、研究國內(nèi)外五軸聯(lián)動技術(shù)的發(fā)展方向，做到先人一步開展研發(fā)。

4、了解國內(nèi)外各個用戶群體的需要，開發(fā)出適合不同用戶需要的設(shè)備。

5、創(chuàng)新是保持領(lǐng)先的內(nèi)在要求，沒有創(chuàng)新就沒有進(jìn)步。國家應(yīng)該鼓勵企業(yè)進(jìn)行五軸聯(lián)動技術(shù)的研發(fā)。

6、在保護(hù)好自己核心技術(shù)的前提下與其他先進(jìn)企業(yè)進(jìn)行技術(shù)交流。

7、大力發(fā)展高端五軸聯(lián)動車床，實施精品工程。

參考文獻(xiàn)

德國茲默曼公司開發(fā)出FZ25龍門銑床[J]．制造技術(shù)與機床

杜玉湘，陸啟建，劉明燈．五軸聯(lián)動數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用[J]．機械制造與自動化 梁鋮，劉建群．五軸聯(lián)動數(shù)控機床技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]．機械制造

第五篇：五軸技術(shù)（模版）

創(chuàng)新研發(fā)機床專有技術(shù)

當(dāng)好用戶的工藝師，使機床產(chǎn)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(chuàng)造更多的價值，是機床制造企業(yè)的終極目標(biāo)和核心競爭力。因此，聚焦用戶需求，研發(fā)專有技術(shù)就成為機床產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要內(nèi)涵。

航空制造業(yè)、汽車制造業(yè)和模具制造業(yè)是機床制造商的3大主要服務(wù)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(shù)的發(fā)展，是機床產(chǎn)品創(chuàng)新的動力。例如，柔性化自動線、高速高精度加工中心、復(fù)合加工和多軸聯(lián)動數(shù)控機床的出現(xiàn)無不與這3個工業(yè)部門的需求密切相關(guān)。Ecospeed的成功秘笈 1 聚焦用戶需求

現(xiàn)代飛機結(jié)構(gòu)件大多數(shù)是薄板類零件，其特點是結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，尺寸大、壁厚小、凹穴凹槽多，而且要求質(zhì)量輕、強度高、表面質(zhì)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(dá)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(jié)構(gòu)件如圖1所示。

圖1 典型的飛機結(jié)構(gòu)件

德國DS-Technologie公司（DST）是著名的重型機床制造商，其主導(dǎo)產(chǎn)品是大型龍門式加工中心，設(shè)有航空制造部，專門從事飛機結(jié)構(gòu)件的加工工藝研究和航空制造新機床的研發(fā)。

DST的研究結(jié)果表明，從20世紀(jì)70年代的多軸銑床到90年代的龍門式五軸聯(lián)動加工中心都不能完全滿足現(xiàn)代飛機結(jié)構(gòu)件加工的要求。因此，決定研發(fā)飛機結(jié)構(gòu)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(jié)數(shù)十年飛機結(jié)構(gòu)件加工的經(jīng)驗，提出用戶所期望的機床性能指標(biāo)，見表1。

過去采用龍門式五軸聯(lián)動加工中心的基本構(gòu)思是龍門式銑床的3個移動軸加上銑頭的2個回轉(zhuǎn)軸，從而構(gòu)成五軸聯(lián)動機床，銑頭成為關(guān)鍵。對多種擺角式和回轉(zhuǎn)式銑頭進(jìn)行了分析，對其用于加工飛機結(jié)構(gòu)件時性能進(jìn)行評價，結(jié)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(zhuǎn)式銑頭都存在令人不夠滿意之處。2 專有技術(shù)：Sprint Z3主軸頭

為了從根本上克服擺角式和回轉(zhuǎn)式銑頭的缺點，新型Sprint Z3型主軸頭采用3桿并聯(lián)運動機構(gòu)，其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

從圖中可見，3桿并聯(lián)運動機構(gòu)是由3個伺服電動機分別通過滾珠絲杠驅(qū)動的、按120°分布的3個移動裝置組成。在滾珠絲杠驅(qū)動下，滑板各自沿底座上的線性導(dǎo)軌移動，滑板的移動推動可擺動的桿件，再通過萬向鉸鏈驅(qū)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(zhuǎn)。實踐證明，這種3桿并聯(lián)運動機構(gòu)完全能夠滿足飛機結(jié)構(gòu)件加工預(yù)期性能指標(biāo)的要求。

應(yīng)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(dǎo)軌、軸承和萬向鉸鏈都是標(biāo)準(zhǔn)化的零部件，由專業(yè)廠家生產(chǎn)，在數(shù)控機床中已經(jīng)獲得廣泛的應(yīng)用，從而使三桿并聯(lián)運動機構(gòu)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(cè)的滾珠絲杠驅(qū)動下沿兩側(cè)線性導(dǎo)軌升降。采用雙絲杠的目的是使驅(qū)動力處于主軸部件的重心，提高其動態(tài)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(jié)構(gòu)件，以減輕移動時的慣性影響。

在Sprint Z3型主軸頭的基礎(chǔ)上，構(gòu)成高性能數(shù)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(cè)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(cè)的交換和裝卸工位，然后翻轉(zhuǎn)90°，使工件可以在水平位置裝卸。

圖4 Ecospeed高性能數(shù)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(shù)控加工中心Ecospeed的成功應(yīng)用使DST公司近年來在飛機結(jié)構(gòu)件加工領(lǐng)域處于世界領(lǐng)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(chǎn)品系列龍門銑床進(jìn)行了持續(xù)不斷的改進(jìn)和提高，以滿足汽車工業(yè)和航空工業(yè)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(shè)計用于對鋁件和復(fù)合材料進(jìn)行5面完全加工，以及對鋼件進(jìn)行五軸聯(lián)動的高效精加工。通過運用研發(fā)的驅(qū)動技術(shù)和使用最新一代的齒輪齒條驅(qū)動系統(tǒng)，并配備高性能直線導(dǎo)軌，加以運動部件質(zhì)量量化設(shè)計使進(jìn)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(jié)構(gòu)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(yīng)，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(jìn)所帶來的優(yōu)勢，大幅提高的切削參數(shù)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(zhuǎn)軸的夾緊系統(tǒng)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(qū)動以及獨特的主軸油脂自動補充潤滑系統(tǒng)確保了設(shè)備的長期穩(wěn)定可靠性和低維護(hù)性。2 全球首創(chuàng)：M3 ABC銑頭

為了解決類似的飛機結(jié)構(gòu)件凹穴凹槽加工的難題，該公司研發(fā)了一種具有3個回轉(zhuǎn)軸的銑頭M3 ABC，如圖6所示。

從圖中可見，M3 ABC銑頭與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)角式銑頭的區(qū)別在于增加了可沿特殊設(shè)計的、高精度和高剛度的弧形導(dǎo)軌偏轉(zhuǎn)的B 軸轉(zhuǎn)動，從2自由度變?yōu)?自由度。

M3 ABC銑頭C軸的回轉(zhuǎn)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(zhuǎn)±15°的B軸，結(jié)構(gòu)非常緊湊。M3 ABC銑頭的3個自由度以及足夠大的偏轉(zhuǎn)范圍使得采用該銑頭的ZF100龍門式銑床可實現(xiàn)高柔性的六軸聯(lián)動加工，而且能夠保證刀具處于最佳的空間姿態(tài)和使用優(yōu)化的進(jìn)給速度進(jìn)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(zhì)量。

這一創(chuàng)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(zhuǎn)角式銑頭在五軸聯(lián)動加工中的某些局限性。

典型飛機結(jié)構(gòu)件的凹槽往往具有3°~5°斜度的內(nèi)側(cè)表面，采用A軸和C軸的轉(zhuǎn)角式銑頭加工非常不方便，特別是在轉(zhuǎn)角處需要反復(fù)調(diào)整銑頭的姿態(tài)。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(tǒng)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(xiàn)“死點”，此時銑頭的C軸無效，即當(dāng)銑頭在垂直位置時，主軸無法在C軸方向偏轉(zhuǎn)。即使主軸很小的姿態(tài)改變，也需要C軸作大的回轉(zhuǎn)才能夠?qū)崿F(xiàn)，明顯降低加工效率和零件表面質(zhì)量。

新型的M3 ABC銑頭則不然，即使在加工零件凹穴凹槽的轉(zhuǎn)角處，也能保持恒定的高進(jìn)給量，從而顯著降低刀具的磨損。由于有3個回轉(zhuǎn)軸，只需要最小的轉(zhuǎn)動就能夠?qū)崿F(xiàn)主軸在任何方向、任何角度的姿態(tài)變化。此外，不再需要在每一加工循環(huán)之后急速撤回C軸，可以簡化數(shù)控程序和節(jié)約大量的主軸姿態(tài)調(diào)節(jié)時間。

在M3 ABC銑頭基礎(chǔ)上，Zimmermann公司推出了六軸聯(lián)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(cè)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(shè)計原理，結(jié)構(gòu)經(jīng)過反復(fù)優(yōu)化，不僅使機床移動部件的質(zhì)量較輕，而且在工作時基本恒定，使慣性力的負(fù)面影響最小，從而保證了機床的高動態(tài)性能。

機床兩側(cè)面的立柱是整體結(jié)構(gòu)，最大長度為8m。為了保證結(jié)構(gòu)的高剛性和吸振性，立柱由經(jīng)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(wěn)定性而無需維護(hù)。

這種獨特的立柱設(shè)計具有高熱穩(wěn)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(zhì)量，其加工過程的動態(tài)性能和工件的輪廓精度遠(yuǎn)非一般鑄鐵和焊接鋼結(jié)構(gòu)所能比擬。

橫梁由兩側(cè)立柱頂部的無間隙齒輪齒條機構(gòu)驅(qū)動。這一布局使驅(qū)動裝置遠(yuǎn)離加工區(qū)域，并且容易采取完善的防護(hù)，有利于長期保證工作精度。橫梁的最大移動速度可達(dá)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(zhuǎn)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(chǎn)的通用數(shù)控機床遇到了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。未來的發(fā)展有兩種趨勢：一種是以某種通用數(shù)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(xiàn)客戶化定制生產(chǎn)。另一種是聚焦用戶需求，研發(fā)專有技術(shù)，開發(fā)專門化的數(shù)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(shù)的先進(jìn)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(chuàng)造更多的價值。應(yīng)該清楚地認(rèn)識到，只有機床制造商和用戶都有利可得才能夠使技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)檎鎸嵉纳a(chǎn)力。

創(chuàng)新的專有技術(shù)絕非空中樓閣、憑空想象能夠研發(fā)的，而是建立在可靠的單項技術(shù)之上，是若干單元技術(shù)的集成。創(chuàng)新更離不開機床制造企業(yè)的技術(shù)和經(jīng)驗的多年積累，離不開工程師孜孜不倦的鉆研。高素質(zhì)的人才是創(chuàng)新和研發(fā)專有技術(shù)的最重要的資源。

最后，創(chuàng)新的專有技術(shù)的研發(fā)還應(yīng)該充分考慮模塊化、可移植性和可重組性，提高其經(jīng)濟(jì)效益，使該項新技術(shù)能夠為不同的用戶服務(wù)，在不同的領(lǐng)域獲得應(yīng)用，使專有技術(shù)的研發(fā)帶來更大的利潤，獲得更大的經(jīng)濟(jì)回報。（責(zé)編 良辰）