淺談五軸加工在模具零件加工中的優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用

1 概 述

五軸加工設(shè)備根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為3種類型，分別是HEAD-HEAD（雙擺頭結(jié)構(gòu)）、TABLE-HEAD（單擺頭單轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)）、TABLE-TABLE（雙轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)）。5個(gè)自由度如圖1所示，分別是X、Y、Z三個(gè)軸、一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸和一個(gè)擺動(dòng)軸。旋轉(zhuǎn)軸可以360°旋轉(zhuǎn)，擺動(dòng)軸則只能在一定的角度內(nèi)進(jìn)行擺動(dòng)。

在實(shí)際應(yīng)用中，有五軸定位加工和五軸聯(lián)動(dòng)加工2種模式。

在五軸聯(lián)動(dòng)加工過程中，引入旋轉(zhuǎn)刀具中心（rotational tool center point，RTCP）編程功能，如圖2所示。該功能實(shí)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)軸與刀具整體中心點(diǎn)的互補(bǔ)功能，也被稱為刀尖跟隨功能。

2 五軸加工技術(shù)在模具零件加工中的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

2.1 改善刀具切削狀態(tài)

當(dāng)切削刀具向加工面頂端或零件邊緣移動(dòng)時(shí)，刀具的切削狀態(tài)會(huì)逐漸變差。為了讓刀具保持最佳的切削狀態(tài)，需要用到旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)或刀軸，如果需要完整地加工不規(guī)則平面零件，則需將工作臺(tái)或刀軸以不同方向多次旋轉(zhuǎn)。

五軸加工中心偏轉(zhuǎn)刀具可以避免球頭刀具中心點(diǎn)切削速度為0的情況，在加工斜平面時(shí)，五軸加工可利用擺軸實(shí)現(xiàn)平底端銑刀的端面與加工表面始終保持垂直狀態(tài)的加工策略，如圖3所示，在延長(zhǎng)刀具使用壽命和提高加工效率的同時(shí)，可獲得更佳的零件加工表面質(zhì)量。

2.2 提升加工效率

針對(duì)深型腔部位的加工，五軸加工中心可以通過刀軸空間姿態(tài)角控制實(shí)現(xiàn)短刀具切削，有效提升刀具加工剛性及延長(zhǎng)刀具使用壽命，減少刀具數(shù)量，盡可能避免使用專用刀具，提高常用刀具的通用性，最終到達(dá)降低生產(chǎn)成本的目的。

2.3 縮短加工周期

在加工零件時(shí)，一般利用五軸設(shè)備完成精加工工序。使用五軸設(shè)備可減少裝夾次數(shù)，有效提升零件裝夾效率，減少定位誤差，提高加工精度，節(jié)約了設(shè)備周轉(zhuǎn)損耗的時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。