5 轴 CNC 加工的优势和设计技巧

5 轴 CNC 加工的优势和设计技巧

这 5轴数控加工 这里的加工是机器是指一台机床上至少有5个坐标轴（3个直线坐标和2个旋转​​坐标），并且可以在计算机数控系统的控制下同时进行加工。这样的5轴联动 数控加工 与一般三轴联动数控加工相比。

以下是五轴数控加工的优点：

1）可加工三轴数控机床无法加工或一次装夹难以完成加工的连续、光滑的自由曲面零件。

例如航空发动机和汽轮机的叶片、船舶的螺旋桨以及许多具有特殊曲面、复杂型腔和孔的壳体和模具等，如三轴加工 数控系统 机床上，由于刀具工件的位姿角在加工过程中不能改变。在处理某些自由度时，可能会发生干扰或处理不足（即无法处理）。使用五轴联动机床加工时，由于加工过程中可以随时调整刀具和工件的位置和角度，因此可以避免刀具和工件的干涉，所有加工都可以进行。一次性完成。

2）可提高自由曲面的加工精度、质量和效率

例如，用三轴机床加工复杂曲面时，常使用球头铣刀。球头铣刀采用点接触形成，切削效率低。另外，在加工过程中刀具和工作场所的角度不能调整。球头铣刀上的最佳切削点（即球头上线速度最高的点）进行切削，并且可能会出现切削点落在旋转中心线上，即球头上线的情况。球冰龙刀等于零。此时，不公平的切削效率极低，加工表面质量严重恶化，往往需要人工修复，因此可能会损失精度。采用五轴机床进行加工。由于刀具工件的位置和姿态可以随时调整，因此可能会发生不公正的情况，也可以充分利用刀具的最佳切削点进行切削，或采用线接触形成螺旋端铣的刀具取代点接触成形的球头铣刀，通过进一步优化刀具与工件的位姿角，可以进行均匀铣削，从而获得更高的切削速度和切削线宽度，即获得更高的切削效率和更好的加工表面质量，如图所示为以恒定位姿角和优化位姿角铣削同一自由曲面的效果示例。恒定位姿角刀片铣削（Sturz法）的表面粗糙度比优化位姿角刀片铣削（P铣削法-明星公司专利）低一级，且所需时间也低于前者。后者多出 30-130%。

表面质量等级平均Ra值为N81.6-3.2um、N70.8-1.6um、N60.4-0.4um。

3）五轴加工机的结构特点

五轴加工机床与一般机床的最大区别在于，它除了普通机床的三个直线坐标轴外，还至少有两个旋转坐标轴，并且可以进行五轴联动加工。

五轴加工机床的区别除了立式和卧式之分外，主要在于其五轴运动的结构以及五个运动的分布（配置）。一般来说，五轴机床有三种结构类型和三种运动配置方式。这两者的结合可以得到9种可能的五轴结构类型。

因此，结构复杂的零件无法一次完成，并且不能接受分割和焊接，则应使用五轴数控铣削。