五轴数控加工技术

五轴数控加工技术（精选12篇）

篇1：五轴数控加工技术

Delcam高速、高效、五轴高可靠加工及在线质量控制技术

CAD/CAM技术在国内众多企业已有广泛的应用,并具备相对较高的`应用水平,而提高CAD/cAM更深层次的应用将更多地依赖软件提供的技术以及软件新的功能来进行真正意义的高速高效加工.

作 者：翟万略 Zhai Wanlue 作者单位：英国Delcam(中国)有限公司刊 名：航空制造技术 ISTIC英文刊名：AERONAUTICAL MANUFACTURING TECHNOLOGY年，卷(期)：2008“”(14)分类号：V2关键词：

★ 机床实习报告

★ Gating技术与汉语听觉词汇加工

★ 机床场实习报告

★ 机床拆装实习教案

★ 加工合同-加工合同

★ 加工简单合同

★ 加工合同

★ 加工合同模板

★ 加工协议

★ 生产机床装配实习报告

篇2：五轴数控加工技术

数控五轴加工实验早已结束，回头看看却收获颇多。不仅是我对数控机床的认识更加深刻，而且还学到了很多数控方面的专业知识，像Mastercam编程软件、数控机床的硬件装置等。尤其是最后我们对于机床的实际操作，使我对数控知识的理解有了很大的改变，对数控机床的认识不再那么感性，有了很理性的认识。整个实验，十分注重动手能力，对我们的实践能力的提高大有帮助。

在五轴加工实验之前, 徐老师带领我们参观了实验数控机床，重点给我们讲解数控机床的知识，并演示了数控机床的操作。我们所用的机床是双转台固定车身式五轴联动数控机床，机床的数控系统是西门子840D，程序传输介质时U盘，五轴分别是X、Y、Z、A、B。徐老师先讲解了机床的总体布局，以及面板的各个旋钮、按键在机床加工中的作用。首先正确启动机床进入操作界面，初步了解数控操作系统各个参数的意义，以及不同硬件模式下所允许的各种操作，比如修改系统参数时只能在MDI方式下，编辑程序时需要在EDIT状态下等。参观实验机床之后，徐老师带领我们参观了实验室的各种不同型号的机床,并进行了详细的讲解,以前在大学工厂实习时我也接触过一些机床，不过那都是一些很普通的机床，这次可是开了眼界，可参观结束之后心里却很难受，在我们国家那些所谓的很先进加工精度很高的机床原来大多数都是国外淘汰了以高价卖给我们国家的，也就是我们国家的机床技术落后人家十几年甚至更多，作为当代的研究生，对于这些我深感危机，深刻感到我们肩上的重担。

参观之后，我们就要实践了，数控程序的编制和机床的实际操作，经过小组讨论没，我们决定加工发动机叶片模型。数控机床加工程序的编制采用的是自动编程，我们只需要用Mastercam软件做出自己的3D模型，然后根据实际需要，选择不同的刀具及加工方式，编辑加工路径，然后运行，软件自动生成所需要的NC文件，即数控加工程序。刚开始学习Mastercam 软件时，曾经学习过Solidworks三维软件，所以Mastercam三维造型部分的学习比较容易，只需要稍稍适应Mastercam的操作界面及各个快捷键即可。接下来就是自动生成数控加工程序的操作，其实生成数控程序看起来简单，其实也是需要一定的专业知识的，因为每个数控系统能识别的数控代码不一样，所以根据软件生成的数控程序也是有一定差异的，对于生的程序要根据相应的加工机床进行修改。我们所用的程序传输介质是U盘，只要把相应的数控程序用程序介质考到机床里即可。为了防止机床操作系统中毒，我们把程序都拷到徐老师的U盘里在输送到数控系统中。接下来的就是加工过程中的实际操作，像设定绝对坐标系、工件坐标系，对刀等操作。在这期间，也出现了很多错误，像，主要是由于我们经验不足，考虑不周，这也暴露出我们分析问题时缺乏系统思维，对问题估计不足。

在这次五轴加工的实验过程中，我们遇到的最大问题就是在刀具路径生成后总是发现刀具旋转轴与实现预设旋转轴不一致，检查很多次也没找到问题，即使重新建模也没有解决，后来经过老师的悉心指导才发现是在建模是由于选择了右视图作为建模视角，因此才导致旋转轴不是按照X轴旋转。这给我感触很深，使我意识到了实践经验真的很重要，只靠专业知识，而没有理论联系实践是不行的。最后加工出的叶片，其厚度与设计有一定的误差，经过我们分析可能的原因是：叶片再建模时由于毛坯尺寸大于实际毛坯尺寸，因此在加工时空加工了一段时间，为了消除这段空加工，就在加工程序中修改了起始点，但是在后续的加工中依然是使用原始设计的进给，因此导致加工出来的叶片比设计的要薄。

这次的数控实验真的使我受益匪浅，使我对数控机床的理解不再停留在感性认识，又有了理性认识。以前在普通机床上加工零件时，都是先由工艺人员按照设计图样事先制订好零件的加工工艺规程。在工艺规程中制订出零件的加工工序、切削用量、机床的规格及刀具、夹具等内容。操作人员按工艺规程的各个步骤操作机床，加工出图样给定的零件，零件的加工过程是由人来完成。而数控机床则是按照事先编制好的加工程序，自动地对被加工零件进行加工。我们把零件的加工工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数以及辅助功能，按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单，再把这程序单中的内容记录在控制介质上，然后输入到数控机床的数控装置中，从而指挥机床加工零件。不仅节约时间而且加工精度还高。

篇3：五轴数控加工干涉检查技术的研究

1 五轴数控加工中的干涉检查

1.1 应用干涉检查技术的实践意义

现阶段, 在我国各项生产制造的基础环节中, 采用五轴数控加工部件较为常见, 但在不同技术支撑下的加工效果不尽相同, 所制作出来的加工部件质量也略有差异。究其原因在于, 五轴数控加工设备在原有基础上进行了优化改造, 较传统车床设备多出两个自由度, 所以, 在五轴数控加工过程中极易发生加工部件碰撞的现象。基于此, 五轴数控加工中干涉检查环节极为重要。在实践过程中, 为了简化五轴加工中更新刀具位置和方向的计算, 刀具和夹具用分层包围盒结构进行建模[1]。同时, 为了应用计算机图形学中高效的三维物体碰撞检查的分离轴理论, 对自由曲面进行八叉树建模。实践表明, 五轴数控加工中的干涉检查环节的有序进行能够提升加工效率及加工部件的质量。

1.2 五轴数控加工中干涉检查的步骤分析

五轴数控加工环节中的干涉检查首先进行的是刀具包装盒碰撞检测, 该项内容是在八叉树的第一层子节点之间所进行的。如果该过程发生部件干涉, 则对其下层的子节点递归进行干涉检查, 直至确定了部件的具体干涉位置。当确定了发生干涉节点的位置, 或者确定子节点没有发生干涉时, 五轴数控加工过程中的干涉检查过程则停止, 而进入到下一环节———递归环节当中。在递归过程中, 只对发生干涉的节点进行处理, 没有发生干涉的部位则不需要处理。至此, 完成五轴数控加工环节的干涉检查。

2 五轴数控加工干涉检查技术分析与研究

通过采用五轴数控加工中的干涉检查技术对生产过程做适当的维护, 可以在一定程度上避免刀具及部件发生碰撞。在实施干涉检查的过程中, 在刀具部位所实施的包装盒碰撞检测是在设备中的节点间进行的。当在包围体之间检查到干涉时, 对表面八叉树叶子节点中的离散表面点采用离散矢量法进一步检查, 以确定加工部件是否的确与刀具间发生了干涉现象[2]。在具体实施检测的过程中, 可将干涉检查分为局部干涉检查与全局干涉检查, 这两种技术的应用都给实践工作带来了便利, 且后者的作用更为显著。

2.1 五轴数控加工中局部干涉检查技术研究

五轴数控加工过程中所应用的局部干涉检查技术主要依托刀具干涉检查算法实现。该方法的计算过程较为繁琐, 而且即便是通过局部干涉检查以后, 仍存在一些干涉节点, 或是产生新的干涉点。尽管如此, 五轴数控加工中的局部干涉检查技术的应用也为实践带来了新的加工理念, 并且在此基础上探究新的技术方法来对加工质量进行改良。

2.2 五轴数控加工中全局干涉检查技术研究

在五轴数控加工局部干涉检查技术实施的基础上, 提出了全局干涉检查的方法, 该技术能够借助空间中的三维坐标系变换的原理, 对所加工部件的复杂曲面进行干涉检查, 进而提高了管控刀具落点的准确度。另外, 基于碰撞的时间和空间的相关性原理, 下一个循环时发生干涉的节点通常在上一次干涉的节点附近。一般情况下, 在检查之前, 首先检查上次发生干涉的节点的周围, 采用这种方法可以降低逐层遍历的计算负载。

通过五轴数控加工过程中所进行的全局干涉检查技术的应用, 简化了计算步骤, 即对干涉点的检测是通过最小二乘法确立最小包容区域以及刀具姿态最优偏转轴及偏转角。为了防止在偏转过程中产生新的干涉, 确立了刀具落点或轨迹的有效区域, 数控加工过程掌控了偏转角度能够避免刀具干涉的发生概率[3]。

3 结束语

通过对五轴数控加工干涉检查技术进行细致的研究, 并结合具体的实践过程来判断, 将该技术应用于实际工业生产的过程中是极为可行的。在实践中, 应用全局干涉检测技术的五轴数控加工过程的实施效果较好, 能够将曲面监测点变换至加工设备刀具局部坐标系中, 进而通过判断落点来实施干涉检查。这样一来, 不仅在一定程度上降低了计算量, 而且提升了五轴数控加工环节的工作效率。可见, 五轴数控加工中的全局干涉检查技术具备一定的可行性, 在此项技术支撑下的生产加工过程更为高效。

参考文献

[1]王国勋, 舒启林, 王军, 王宛山.复杂曲面五轴加工干涉检查的研究[J].中国机械工程, 2014.

[2]刘雄伟, 张平, 刘飞鹏, 徐志洋.基于三角面——三角形相交检测的五轴数控加工碰撞干涉检测算法研究[J].机床与液压, 2011.

篇4：五轴数控加工技术

关键词：五轴联动数控电加工 电火花加工 数控电解机械复合加工 数控电火花低速走丝线切割加工技术

中图分类号：G4文献标识码：A文章编号：1674-098X（2014）07（c）-0088-01

1 五轴五联动数控电火花成形加工技术

四轴联动数控精密电火花成形机床能够满足对于复杂模具的高效精密加工问题，比如高温合金、钛合金材料带叶冠整体式涡轮盘类零件等，特别适用于在关键制造的发电设备、精密模具、航天航空等众多领域，对于提高数控技术发展具有重要作用，这里使用的则是从欧洲引进的一台FORM300四轴联动数控精密电火花成形机床。其中，定位精度±5°的伺服控制回转工作台B轴则是从德国的一家HIRSCHMANN公司所引进，这样就能够进行相应的五轴联动精密数控电火花成形加工技术的研究工作就可以在形成的五轴五联动数控电火花成形加工机床上所进行相关的研究工作。

其中，该机床的主要性能参数和技术指标如下：（1）尺寸精度（mm）：±0.002；（2）最佳表面粗糙度（μm）：Ra 0.2；（3）最大电极重量（kg）：50；（4）最大工件尺寸（mm）：1200×800×350；（5）X、Y、Z工作行程（mm）：600×400×500。

在对于相应的精密复杂零部件的成形加工中，五轴五联动数控电火花成形加工机床能够表现出巨大的优势，能够体现出加工工具的优良效果，特别适用于航空、航天等精密复杂零部件的加工和处理，比如在航天航空领域的带冠整体涡轮盘、涡轮盘压气机转子、涡轮机匣、航空航天发动机涡轮盘等零件，对于相应的特殊材料的处理也具有比较好的效果，包括相应的低膨胀台金、合金结构钢、耐热合金、钛合金、铝合金等特殊材料的加工方面。

2 五轴五联动数控电解机械复合加工技术

在五轴五联动数控电解机械复合加工技术中，具有内喷功能的复合阴极则是所采用的具有旋转功能的工具，能够结合相应的机械磨削、电解加工以及数控方面的优势所在，其中，把复合镀或镶嵌有金刚砂在在复合阴极的表面进行一定的选择性处理，通过使用金刚砂能够起到一定的保证电解加工间隙作用，起到绝缘作用，还能起到刮除工件阳极钝化膜的作用。在具体的加工过程中，直流脉冲电源的负极则是接到复合阴极，而直流脉冲电源的正极则是接入工件，电解液则在工件和复合的阴极之间进行喷入操作，相对工件作的情况下，复合阴极这样就可以使得数控运行，在电解-机械磨削复合加工的原理下，满足对于复杂零件的加工成型要求。

在上述分析的电解-机械磨削复合加工的原理的基础上，可以开展相关的五轴五联动数控电解机械复合加工机床的具体研究工作。对于五轴联动数控电解机械复合加工机床来说，在进行相关的抛光、磨削、切割、镗铣削、复合钻削等加工过程中，可以通过不同的复合阴极的进行更换来实现。在对于同一个工件进行相应的粗加工、精加工以及相应的抛光加工都可以利用一次装夹得以实现，分析这个机床系统主要具有特点分析如下：第一，各种高韧性、高硬度、高耐磨性金属等难加工材料能够有效处理；第二，加工零件的复杂型面可以通过简单形状的复合阴极实现；第三，相比于电火花加工、机械磨削来说，此系统具有更高的加工效率，加工精度则要高于电解加工；第四，去除工件余量则是依靠电化学阳极溶解的原理进行，对于表面金相组织并无影响，具有比较小的宏观机械切削力，能够加工相应的低刚度、薄壁、窄槽、窄缝的零件；第五，复合阴极工具则基本上不存在损耗。

传统的机械加工理念在上述机床系统的特点体现出巨大的变化。比如，淬硬热处理工艺可以预先安排，然后可以考虑进行相应的粗加工、精加工和抛光加工；从工件上切除整块材料，还基本上在利用整块材料，这点能够有效地提高生产效率、提高加工精度、使得热处理变形进一步有效消除，能耗能够降低，使得资源得以节约，这都具有非常重要的意义。

3 五轴五联动数控电火花低速走丝线切割加工技术

三维复杂直纹面精密零件中在我国的模具、军工、航天航空等特殊领域中具有重要作用，能够解决相应的精密、微细、高效的切割加工问题，FA20PS Advance四轴联动精密数控低速走链线切割加工机床通过日本三菱电机公司所进行引进，另外，伺服控制回转工作台B轴（定位精度±5°），则是从德国HIRSCHMANN公司配置，这样就可以形成相应的五轴面联动数控电火花低速走丝线切割加工机床，并且可以进行相关的五轴联动精密数控电火花低速走丝线切割加工技术方面的研究工作。

其中，该设备的主要技术性能和指标参数如下所示，（1）尺寸精度（mm）：±0.002；（2）最佳表面粗糙度（μm）：Ra 0.03；（3）加工最大锥度（°）：±15；（4）使用电极丝直径范围（mm）：0.05～0.3；（5）最大工件重量（kg）：1500；（6）最大工件尺寸（mm）：1050×800×295；（7） U、V工作行程（mm）：±75；（8） x、r、z工作行程（mm）：500×350×300。

在五轴五联动数控电火花低速走絲线切割加工机床中，主要采用的则是五轴五联动数控电火花低速走丝线切割加工机床加工螺旋桨注塑模型腔，能够取得比较好的效果，满足生产的要求，塑料螺旋桨产品得到一定认可，使得一直处于国内领先的模具加工水平。

4 结语

第一，难加工材料整体结构中的复杂零件处理能够通过五轴联动数控电加工技术得以有效解决，另外，对于细长零件、薄壁、低刚度零件加工提供有效手段，有利于模具、航空、航天等精密复杂零部件的相关成形和加工。第二，五轴联动数控电火花成形机床和五轴联动数控电解机械复合加工机床在加工对象方面都是基本相同的，但是，对于五轴联动数控电解机械复合加工机床来说，相比于电火花加工来说，其加工效率往往为10倍左右，另外，还能够具有一定的零件的电化学复合抛光加工处理。第三，技术高度密集和复杂的特种加工机床特点能够在五轴五联动数控电火花低速走丝线切割加工机床中得以体现，属于电加工机床中的高级水平，主要能用于三维复杂直纹面的精密、微细和高效的切割，具有表面质量好、加工精度高的特点，在模具、军工、以及航天航空领域的精密零件加工中具有重要作用。

参考文献

[1]李芳，刘凯，王昊，等.基于VERICUT的双转台五轴数控微型铣床建模和仿真[J].组合机床与自动化加工技术，2013（2）.

篇5：教学五轴加工中心

一、定义

教学五轴加工中心是一种五轴数控机床，主要用来做教学研究，教学演示，教学数控机床操作和编程等与教学有关的活动。星辉五轴数控机床的系统易懂，操作简便，该设备配有编程模拟软件，使得设备可以对编程进行检查，同时可以模拟实际加工，从而保证了设备安全使用。那么学生在学习过程中可以无忧虑，大胆操作，学校也不用害怕把设备用坏，从而可以达到很好的教学效果！

二、案例

篇6：高动态五轴加工中心

用户对金属加工机床的技术要求越来越高，市场对机床生产厂家的压力也越来越大。机床生产企业必须在尽可能短的时间内为用户提供高质量的机床，以经济性的价格占领市场。为机床用户提供高质量、经济性的加工设备是机床生产企业在当前和未来的发展目标，只有通过增加生产能力和提高产品质量才能达到这一目的。因此，要求数控钻-铣机床和数控加工中心必须能在一次装夹中完成从粗加工到精加工直到抛光加工的全部加工工序。

图1 具有NC回转工作台的五坐标数控加工中心允许利用标准铣刀加工结构复杂的工件

Berthold Hermle股份公司生产的机械加工设备满足了从粗加工到精加工的全部加工要求。在研制生产的数控机床中，集成了五轴加工的工艺和技术，通过模块化的加工设计，使金属加工机床成为HSC数控高速主轴机床理想的更新换代成品。早在前，Hermle公司就研制开发成功了C600、C800和C1200系列的数控加工中心。这些数控加工中心可以在一次装夹中完成工件的全部机械加工工序，即完成五轴模拟加工。

创新的机床 高动态的驱动

五坐标高性能加工中心C 30U和C 40U是专门为五轴加工中心动态模拟、完成工件铣削加工而研制开发的新产品，是新一代C系列加工机床的代表。它们不仅可以用于单一工件的小批量生产加工，也适合于进行大批量工件的加工。为了适合于完成5轴加工任务，该机床采用了龙门式结构，使机床在占地面积较小的情况下有着最大的加工面积。机床的3个主要坐标轴X、Y和Z坐标轴的原点都以加工夹具为基准，使得相对运动的距离保持最小，机床允许的快速进给速度和切削速度可以达到60m/min。机床高达10m/s2的加速度保证了它能够以最快的速度运动到达指定位置。三个上置式的主坐标轴采用的是平面-燕尾式的运动导轨，机床的驱动系统和排屑系统安装在垂直的侧壁上。机床生产厂家称：采用这种配置形式后，机床有着很好的排屑性能，使加工不易受到切屑和污物的影响。机床的铣削主轴可以按照用户的要求在10000r/min～40000r/min的转速范围内选择自己最适合的铣削主轴。铣削主轴的驱动功率可以在32kW、扭矩为200 Nm（20％的ED）至26 kW、扭矩为17 Nm（40％的ED）之间选择。最常采用的转速在10000～18000r/min的铣削主轴，它具有最佳的保护性能，可在出现碰撞危险的时候自动在碰撞点前8mm处停止。其轴向最大运动行程利用限位销和电器限位开关进行保护，

当可能出现碰撞时，限位开关自动切断控制系统的电源，从而使整个机床停止运动。C 30U和C 40U加工中心都配备了高动态性能的扭矩电动机，数控回转工作台（图1）的直径为630mm（C 30U）和800mm（C 40U），数控回转工作台的倾斜范围在30°～-115°之间，为金属切削加工提供了非常大的自由空间。回转工作台允许承受的负荷高达1400kg，可以在工作台上装夹大型和重型工件。在加工工件时，数控回转工作台可以倾斜到-15°，可以在不旋转铣削头的情况下加工工件的各个面。

铣削夹具的更换采用的是渐进（Pick-Up）方式，机床内部的夹具库可以安装32把常用夹具，如果加工过程中夹具更换的比较频繁，使用的夹具数量比较多时，可以方便快捷的补充配备附加夹具库，增加机床夹具库的容量。为此，Hermle公司专门生产制造了三种补充夹具库。在对标准夹具库进行扩充之后，机床可以使用的夹具数量可增加到43把、87把和157把（图2）。

图2 辅助夹具库可将夹具容量增加到157把

辅助时间少

高动态的五轴铣削加工中心可以减少加工时间和生产费用。

减少了非生产加工时间。

模块式的设计方案即适用于单件小批生产也适用于大批量生产。

工件整体加工经济性的一个重要标志是非切削加工的辅助时间少，与机械加工同时进行的工序操作多，从而减少了总的加工时间。按照合理的顺序进行的机床操作的时间、定位运动的时间和自动化运动的时间等大多数都进行了有效地优化，归并起来同时进行。模块式的机床自动化配置方案使得操作者在单件生产、大批量生产时都能很好地控制机床，大大的提高了机床的利用率。机床的各个模块部件，例如多工件装夹夹具、夹具更换装置、大型回转夹具库和自动化装置都进一步进行了标准化设计和标准化的配置。对于C 30U和C 40U加工中心来讲，结构紧凑的自动化上、下料机构HS 30可以在数控程序的控制下完成重量在50 kg以下工件的自动装夹操作（图3）。该系列的机床并不仅仅是利用夹具更换装置和回转自动化上下料装置完成全自动上料的，如果被加工工件还需要直接进入其他后续加工工位，或者需要进行六工位的加工，则可以利用机器人完成一次装夹多工位加工的任务。Hermle公司研制生产的机器人RS6可以安装在C 30U数控加工中心的左侧，经过机床左侧的防护门，机器人的手臂可以直接进入机床的加工空间（图4）。这种设计的优点在于：为机床操作者留下了右侧防护门大小的活动空间。可以配套使用的机器人还有Kuka KR16型，重约16kg。

图3 自动上下料机构HS 30缩短了工件装夹的时间。C 30U和C 40U数控加工中心都可配备这种自动化上料机构

篇7：中国五轴数控机床的现状

五轴联动数控机床系统对一个国家的航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等等行业，有着举足轻重的影响力。普遍认为，五轴联动数控机床系统是解决叶轮、叶片、船用螺旋桨、重型发电机转子、汽轮机转子、大型柴油机曲轴等等加工的唯一手段。但是长期以来，以美国为首的西方工业发达国家，一直把五轴联动数控机床系统作为重要的战略物资，实行出口许可证制度，五轴加工技术和机床长期受制于国外。

近年来，我国五轴加工机床和技术突破了国外的封锁，取得了快速发展。五轴五联动加工机床国内生产厂家已增至20家。从1999年开始，在CIMT、CCMT等国际、国内机床展览会上，国内的五轴数控机床产品纷纷亮相，国内五轴数控机床的市场逐渐打开。

CIM T99、CCMT2000分别推出3台国产五轴联动机床；CIMT2001国际机床展览会上，北京第一机床厂和桂林机床股份有限公司分别展出了主轴转速10000r/min的五轴高速龙门加工中心；

北京市机电院的主轴转速15 000r/min 的五轴高速立式加工中心； 清华大学与昆明机床股份有限公司联合研制的XNZ63，采用标准Stewart平台结构，可实现六自由度联动；

大连机床厂自行研制的串并联机床 DCB—510，其数控系统由清华大学开发，该机床通过并联机构实现X、Y、Z轴直线运动，由串联机构实现A、C轴旋转运动，从而实现五轴联动，其直线快速进给速度可达80m/min。

这些机床均已达到国际先进水平，体现出我国机床工业为国防尖端工业发展提供装备的实力又有突破性提高。

国产五轴叶片加工机床目前已能批量生产，北京机电院高技术股份有限公司的五轴叶片加工中心已有十多台在东方汽轮机厂使用，替代了进口产品。

首台为航空发动机叶片加工的产品已通过使用方认可和验收。桂林机床股份有限公司十余台五轴加工铣床进入航空制造业。大连、沈阳、济二等机床厂的五轴五联动加工机床也进入了航空航天制造业和通用机械制造业。

沈阳机床集团有限公司最近自主研发的主轴A、B轴摆动的五轴立式加工中心和龙门加工中心，打破国外长期技术封锁，首台即得到了飞机制造业的青睐。

华中数控等公司已能生产和提供五轴联动数控系统和加工软件。

江西洪都航空工业股份有限公司购买的国产第一台五轴联动机床目前已调试完毕并正式用于加工飞机零件。笔者日前在洪都公司数控机加工厂采访时，公司总经理助理徐伟感慨地说：“多年来，我们一直梦想有一天用国产的五轴联动机床生产自己的飞机零件；如今，这个梦想终于变成了现实。

徐伟把笔者带到江苏多棱公司制造的我国第一台五轴联动加工中心旁，指着工作台上正在加工的一个羊角形的铝质工件说：“这个小东西也就500克重，但你看，它所有的面都是曲面。要是没有五轴联动加工中心，那是不可能加工出来的”。

航空航天、电力、船舶、军事工业等部门生产飞机机头罩、水轮机叶片、导弹壳体、潜艇螺旋桨等复杂曲面时，要保证质量只有用五轴联动加工中心。这是发达国家对我们禁运的设备。据介绍，国外飞机制造企业一般有400～8 00台数控机床，其中一半是五轴联动机床；而我国五轴联动机床的保有量还是凤毛麟角。

1998年5月，当时的国家机械工业局根据国家的需要，决定组织力量攻下五轴联动龙门加工中心，任务落到了江苏多棱数控机床股份有限公司(常州机床总厂)肩上。江苏多棱公司不到一年半时间就研制成功 TH42160B/5X型五轴联动龙门加工中心。经鉴定，各项指标达到设计要求。

这件事在我国机械制造业引起了轰动，这个零的突破让许多老专家激动不已，更让急需五轴联动机床的用户激动。在看到报道的用户中，江西洪都航空工业股份有限公司(南昌飞机制造厂)捷足先登，最早与江苏多棱公司达成购买意向，成为第一台国产五轴联动机床的第一个用户。

据中国机床工具协会总干事长于成廷介绍，江苏多棱数控机床股份有限公司在研制和完善龙门加工中心的过程中，带动了我国机床行业一批企业向世界一流水平发起冲击，企业也形成了自己的核心竞争

力。多棱数控机床公司所有机床产品升级换代，并实现了五轴联动机床系列化生产，现在已能批量生产多轴联动机床。据悉，上海航空发动机厂正在与江苏多棱公司洽谈购买该公司生产的第二台五轴联动机床。

篇8：五轴加工技术人才紧俏

五轴数控机床技术应用与人才发展研讨会近日在福建省嘉泰数控机械有限公司举行。座谈中, 来自成都飞机工业集团夏远猛、沈阳飞机工业集团的刘天冬等率先引入五轴数控技术的公司负责人分享了目前五轴数控机床的应用现状。他们表示, 现在行业面临着技术大于应用的问题, 迫切需求五轴技术的编程、操作、维护方面人才。

据上海人才中心的统计, 高端数控加工的技术人员的收入超过普通数控操作工的2倍。部分企业五轴数控铣工的平均月工资达6000元, 供需比仍然达到1:21。许多企业甚至开出30万元的年薪, 招聘五轴数控人才。

但目前, 高校及职业院校有关数控技术及数控加工的教学及实训课程中较少涉及五轴联动的内容, 相关的教材也不多见, 这已严重影响我国对国产五轴数控设备的研制和应用。

篇9：五轴数控加工技术

关键词：五轴加工技术 技师能力 技师培养 作用

随着科学技术的不断发展，机械制造行业的高端设备、高端技术相继问世，特别是被称为加工行业龙头老大的五轴数控机床和五轴加工技术在技师学院和数控企业得到追捧。五轴机床的诞生，五轴加工技术的有效应用给生产制造业带来了极大的方便，解决了许多棘手的加工问题，提高了生产效率。中山市技师学院在数控技师培养中积极探索，大胆革新，通过调研，引入奥地利进口五轴数控机床，把五轴加工技术作为数控技师培养的实践课程之一，这是同类技工院校中在技师的培养中从没有过的课题。

一、五轴加工技术的市场意义和价值

在使用二维、三维机床生产制造加工时代，工人生产的产品相对单一，生产效率低下，碰到复杂难加工零件只能是束手无策，望而兴叹，极大地影响了企业的生产效率和经济效益，五轴加工技术的传播应用，为机械数控加工行业解决了生产设备陈旧、技术低下、生产效率不高等问题。这为企业产业升级转型提供了有力的技术支撑和保障，也为企业做大做强提供了新的思路。

二、现代技师应具备的素质和能力

1.良好的职业素养

职业素养是职业道德和素质的总和，是指劳动者通过教育、劳动实践和自我修养等途径而形成和发展起来的，是在职业活动中发挥重要作用的内在品质。作为一个在技术上拔尖，技能超强的技术工人来说，在工人中树立的是一种形象，一种代表，必然而然，他的个人素养、生活习惯、行为准则也受到其他人的关注。所以技师在行业中应该是具有良好道德修养，品行端正，能吃苦耐劳，遵守行规的人。

2.技术上高超有独门绝技

技师之所以叫“技师”，是因为他有独门绝技，不同于一般的人，就是在生产中出现的一些别人解决不了的疑难杂症，只有他才能解决的特殊人才。这种能力是他通过多年的实践工作经验总结并内化成自己的“内功”，以致形成他对技术上特殊的处理能力，技师的独到之处就是技艺高超，有“绝活”。

3.统筹、协调及培训能力

随着科学技术的迅猛发展，各行各业都在发生着巨大的变化，对于现代技师来说，除了具有高超技能外，同时还肩负着组织生产、管理、带领徒弟培养后备力量以及培训等任务，由于企业发展所需，必要时还要成为企业导师和技术培训师。

4.能快速“消化”对新技术新设备新信息的能力

科学技术发展迅速，企业日新月异，新技术、新信息时刻在轰炸着我们的头脑，企业为了发展每时每刻都在进行调整。作为企业的现代技师，应具备对新技术、新信息、新设备、新知识有快速接受和处理的能力，否则很快就会被淘汰出队伍。

三、五轴加工技术作为项目在技师培养中的定位与应用

既然技师是具备高超技能的，能在企业技术生产、经营、组织管理中发挥重要作用的角色，那就必须要求技师知识面广，除了懂技术、会生产、能管理还要求在接受新事物方面走在超前的位置。五轴加工技术属于当今世界机械加工行业新潮流，企业的发展日新月异，新的机床和设备也会不断更新，与时俱进，接受新设备、新技术，使用新设备、新技术是企业技术人员，尤其是企业的技师必须面对的新课题。因此，在技师学院把五轴加工技术作为技师培养的项目就显得尤为重要。

四、五轴加工技术在数控技师培养中发挥的作用

中山市技师学院在技师培养实践探索的过程中，通过加入五轴加工技术课题的学习和训练，综合能力显著增强。

1.操作加工技能实现了质的飞跃

作为该校技师班的学生，入校时就具备高级工的能力，虽然都有较强的实践动手能力，但都仅仅停留在会操作数车（二维）、数铣和加工中心（三维）上，对于多轴机床在脑海里还是一片空白。通过操作五轴数控机床，学习五轴加工技术，可以让学生懂得五轴机床的结构、类型、轴的运动规律、加工原理、特殊夹具的设计与实现、五轴联动刀具与工作台的干涉，特别是在实际加工中，夹具的大小、刀具的长度、工件的安装、AC旋转，都要配合的完美无缺，整套操作学完学会，操作技能水平、动作协调性、灵活性大幅度提升，能实现质的飞跃。

2.拓宽了视野锻炼了思维的能动反映

人对事物的反应能力，抽象、归纳、总结能力，是要通过大脑长时间的对某一事物进行印象、锻炼才能获得，经常在使用的大脑思维反应会更加活跃。五轴加工的过程正好为提高这种能力提供了平台。在五轴加工中X、Y、Z、A、C轴的联动旋转足以让学生思考锻炼空间思维能力，五轴的刀具和工作台上的工件相互间的运动干涉更是难以参透，但如果需进行加工，必须得弄清楚想明白才能进行，因此前期的工作是潜心钻研，思考、弄清旋转运动的来龙去脉以及干涩的原理，UG的强大功能，全新的视角，参数的纷繁复杂，使学生拓宽了视野，为认识其他事物奠定了良好的基础。

3.为训练其他课题提供了全新的便捷条件

当遇到问题时，一个思考者会立即搜索大脑储存的信息而进行全面的处理和加工。五轴加工技术是先进技术，它与二轴和三轴机床的不同点是一次装夹能进行多面加工，而且尺寸精度高，位置精度准，利用这个优势可以解决许许多多的问题。如在进行模具设计与加工中，如遇在侧面加工一个45?斜度的孔时怎么加工？三轴无法一次完成，即使翻面，位置精度也不能保证。如使用五轴机床加工，问题就能够迎刃而解。又如有一四孔分流器损坏，市场上难以买到，厂家配件要长达一两个月，如果只是等待对于企业会造成重大损失，此时五轴加工技术又能为它解围。五轴的凸显优势，更能说明它在技师培养中的重要性，也为训练其他课题提供了便捷条件。

4.为进入企业工作中注入了“超能量”

高新技术的掌握，特别是五轴加工技术的掌握，首先为你的升级和升值创造了硬件条件。因为现代的工厂或者企业经济目标比较明确，为追求更高的生产效率和经济效益，首先会从改进或引进先进的数控生产设备着手，而这一举措，正是为你提供了展示和应用新技术的机会，而在技师学院技师班学习的五轴加工技术则是为你在工作岗位上的超常发挥储存了“超能量”。

5.为今后的发展提供了新思路

五轴加工中X、Y、Z、A、C轴的联动，让学会这门操作技术的人大开眼界，如同进入宇宙世界，不但要考虑静态时的位置，还要考虑动态时X、Y、Z移动和A、C轴的转动干涉，这个过程千变万化、纷繁复杂，高深的数学原理和几何知识在这里得到充分有效的应用，空间思维想象能力得到强有力的锻炼，逻辑推理、梳理复杂事物和洞察能力得到显著提高。为以后在工作和生活中碰到类似动态的案例提供全新的解决思路。

五、小结

作为技师学院，把五轴加工技术作为数控技师培养的一个项目，是否科学合理，不是谁说了算的问题，而应该是实事求是地把它应用到具体的工作实践中去的问题，让它在实践中去检验，如能对技师培养有实质性的能力提升，体现它的优越性，那它便是一种值得推广的数控技师培养参考模式。

篇10：五轴数控加工技术

西门子SINUMERIK840D在五轴加工中的应用

西门子SINUMERIK 840D系统为五轴加工提供了独一无二的性能和功能,尤其对于加工飞机上非常复杂的`结构件和发动机部件,为客户带来诸多好处.

作 者：Dirk Rabeneck  作者单位：西门子自动化工程有限公司 刊 名：航空制造技术  ISTIC英文刊名：AERONAUTICAL MANUFACTURING TECHNOLOGY 年，卷(期)： “”(1) 分类号：V2 关键词： 

篇11：五轴联动机床

11月5日在上海新国际博览中心结束的2006中国国际工业博览会上，上海交通大学与上海电气集团股份有限公司中央研究院、上海第三机床厂联合开发的五轴联动数控机床获得2006中国国际博览会创新奖。具有五轴联动功能的开放结构高端数控装备是发达国家禁止向中国出口的先进制造技术，也是我国独立自主发展航空、航天、国防、汽车等行业所必不可少的先进装备。

机械与动力工程学院王宇晗副教授与上海电气集团股份有限公司中央研究院合作研究完成具有自主知识产权的开放式数控平台，在此基础上，研制了SE305M五轴联动高档数控系统产品。该系统是上海市首台全国产化的五轴联动高档数控系统，在五轴联动插补算法、微小线段的五轴联动速度平滑技术、五轴联动NURBS曲面高速加工运动控制技术等国家急需的关键技术上取得创新性的突破和应用，使上海的现代装备制造业的技术水平向前迈进了一步。

那么什么是五轴联动呢？五轴联动：除同时控制 X、Y、Z 三个育线坐标轴联动外．还同时控制围绕这这些直线坐标轴旋转的 A、B、C 坐标轴中的两个坐标轴，形成同时控制五个轴联动这时刀具可以被定在空间的任意方向．比如控制刀具同时绕 x 轴和 Y 轴两个方向摆动，使得刀具在其切削点上始终保持与被加工的轮廓曲面成法线方向，以保证被加工曲面的光滑性，提高其加工精度和加工效率，减小被加工表面的粗糙度。

在传统的模具加工中，一般用立式加工中心来完成工件的铣削加工。随着模具制造技术的不断发展，立式加工中心本身的一些弱点表现得越来越明显。现代模具加工普遍使用球头铣刀来加工，球头铣刀在模具加工中带来好处非常明显，但是如果用立式加工中心的话，其底面的线速度为零，这样底面的光洁度就很差，如果使用四、五轴联动机床加工技术加工模具，可以克服上述不足。

五轴机床发展的趋势

首先是采用直线电机驱动技术。经过十几年的发展，直线电机技术已经非常成熟。直线电机刚开发出来易受干扰和产热量大的问题已经得到解决，而直线电机的定位技术，既在高速移动中快速停止，也有部分机床厂家采用阻尼技术给予解决。

直线电机的优点是直线驱动、无传动链、无磨损、无反向间隙，所以能达到最佳的定位精度。直线电机具有较高的动态性，加速度可超过2g。采用直线电机驱动还具有可靠性高、免维护等特点。

其次是采用双驱动技术。对于较宽工作台或龙门架型式，假如采用中间驱动，实际无法保证驱动力在中心，轻易造成倾斜，使得动态性能较差。使用双驱动，双光栅尺，一个驱动模块，就能使动态性能非常完美。一个驱动指令，双驱同时工作，光栅尺来检测两点是否平衡，假如不平衡则通过不同指令使其达到平衡。当然，五轴联动机床技术的发展还远远不止这些，许多技术在德马吉的机床产品中都将会体现出来。

五轴联动数控是数控技术中难度最大、应用范围最广的技术。它集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体，应用于复杂曲面的高效、精密、自动化加工。五轴联动数控机床是发电、船舶、航天航空、模具、高精密仪器等民用工业和军工部门迫切需要的关键加工设备。国际上把五轴联动数控技术作为一个国家工业化水平的标志

由于使用五轴联动机床，使得工件的装夹变得容易。加工时无需特殊夹具，降低了夹具的成本，避免了多次装夹，提高模具加工精度。采用五轴技术加工模具可以减少夹具的使用数量。另外，由于五轴联动机床可在加工中省去许多特殊刀具，所以降低了刀具成本。五轴联动机床在加工中能增加刀具的有效切削刃长度，减小切削力，提高刀具使用寿命，降低成本。采用五轴联动机床加工模具可以很快的完成模具加工，交货快，更好的保证模具的加工质量，使模具加工变得更加容易，并且使模具修改变得容易。

当前，国产五轴联动数控机床在品种上，已经拥有立式、卧式、龙门式和落地式的加工中心，适应大小不同尺寸的复杂零件加工，还有五轴联动铣床和大型镗铣床以及车铣中心等，基本涵盖了国内市场的需求。精度上，北京机床研究所的高精度加工中心、宁江机械集团股份有限公司的NJ-5HMC40卧式加工中心和交大昆机科技股份有限公司的TH61160卧式镗铣加工中心都具有较高的精度，可与发达国家的产品相媲美。在产品市场销售上，江苏多棱、济南二机床、北京机电研究院、宁江机床、桂林机床、北京一机床等企业的产品，已获得国内市场的认同。

篇12：五轴数控加工技术

QQ：275252867 数控技术论文数控编程论文范文：数控后置开发技术研究

摘要:基于多年从事数控编程后置处理软件技术研究基础和通用后置软件应用开发经验,结合数控后置处理技术应用需求和具体的后置软件和逆向转换软件的开发实践,阐述了基于常规CAM软件的数控编程代码处理技术和后置处理软件开发技巧。

关键词:后置处理 逆向转换 数控代码

一、前言

随着国内制造业生产水平的不断提高,数控机床在制造部门的使用越来越普及,这就促进了数控加工技术的不断进步。作为数控编程技术的一种重要技术领域,数控编程后置处理技术一直起着重要的作用,并且和CAM软件一起决定着整体数控编程自动化水平和先进数控机床的使用效率。

我公司自九十年代以来,在装备制造数字化建设方面快速发展,数控设备的规模和普及率有明显的提高。先后引进了Fidia、forest-liné、zimmerman、pama、jobs、Mikron、DMG、SIP、M-torres等国际知名机床厂家的数控设备,既有简单的三座标数控铣床,又有复杂的五座标摆头类龙门铣床、五座标转台类龙门铣床、五座标车铣中心、五座标镗铣中心等加工设备。使我公司的数控加工能力形成了规模,具有综合的飞机产品的加工制造能力。作为先进制造工艺技术,数控编程技术应用水平直接关系到整体数控技术的发展水平和应用水平,关系到整个企业的数字化建设的发展,而数控编程后置软件开发技术又是数控编程技术的重要组成部分,没有成熟的数控后置处理技术支撑,数控编程很难达到自动化、高效率和高可靠性。

1、常规数控机床控制代码处理技术

简单来讲,数控后置处理技术一般是与特性的CAM系统和数控系统直接相关的,它包括正向的后置处理技术和逆向的转换技术。

在数控编程过程中,一般要产生两类文件,刀位文件和代码文件。一般用CAM软件编制数控加工程序时生成的结果文件是一种通用APT命令的刀位文件。这类文件无法直接驱动数控机床运行,必须经过集成在后处理软件中的某种机床特性参数解释才能生专用的数控代码文件。因此,所谓数控后置处理软件就是用于将刀位文件处理成针对数控机床的数控代码文件的处理工具;而数控逆向转换软件则用于将已经存在的某一类型的数控代码文件转换成特定CAM系统支持的刀位文件或直接转换成其它控制系统支持的数控代码文件,用于进一步的仿真验证或者是数据的重利用或将数控代码文件在不同控制系统间移植。

在进行后置处理相关的开发时,需要详细了解数控机床的控制系统类型、运动机构形式、特殊代码需求等内容,然后根据这些需求实施开发工作,一般包括软件框架开发、语法定义、算法分析、特定功能处理、文件读写处理(包括刀位信息的采集、解析、预读、初始角度预判等)等,控制系统和运动机构越复杂,其后置软件的开发难度就越大。对于逆向后置开发同样遵循以上步骤,具有同等的技术难度。

开发人员需要考虑的控制系统问题主要有数控系统命令集(包括各种辅助控制指令和插补指令、固定循环等)、数控机床运动机构、指令优先级定义、指令的模态性以及指令集之间的排斥性以及特殊变换处理(如旋转轴插补优先、局部加工坐标系选定等)。

二、后置处理软件开发设计

对于常规企业用户可直接借用通用后置生成工具进行特定数控机床系统的后置处理软件的定制工作。我们不深入探讨通用后置生成器的应用和开发技术,而是主要论述一般性的专用的后置以及逆向后处理开发技术。

1、软件系统总体结构

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我们采用C++ BUILDER 6.0作为开发工具在windows操作系统平台上进行开发工作。

系统规划为数控加工程序后置处理模块、数控加工程序逆向处理模块、数控加工程序仿真模块(借用相应的CAM系统功能)以及软件授权管理模块等功能模块组成,基本搭建出了针对数控编程代码处理的软件平台。

2、数控编程后置处理模块功能开发

对于后置处理模块,一般涉及如下的信息输入:将要处理的刀位文件、针对的数控机床类型、产生的特定数控代码文件。

(1)界面功能规划

在本软件开发中主要应用了c++builder6.0中的TOpenDialog、TEdit、TLabel、TBitBtn、TMainMenu、TComboBox等类型控件。同过TComboBox实现下拉列表框调用不同的数控机床类型实现不同的处理结果,对于刀位文件可以依据类型实现是catia类型还是ug类型刀位文件,当然有必要还可以扩充到其他类型。

每种数控系统或机床根据编程特性提供多种选择模式,对于某车铣复合机床,可以进行普通非5轴联动、5轴向量编程、5轴BC角编程模式3种方法,为使用者提供了最大的选择性。其它的后置也相应的提供了不同的选项功能,如角度超限检查、对于转台类机床是否全角度行程处理,是否采用B样条编程等。

在后处理过程中还有可以进行统计功能(加工最大行程、最大角度、加工时间统计等)、加工程序报表(与EXCEL集成)等。

(2)、具体的数据流处理

针对每一种特定数控机床的处理可用以下数据流程图表达。

数控后置处理数据流程图

(3)处理算法分析

在此次开发中,重点是针对五轴数控机床的运动机构算法分析。

两个回转轴均为工作台,第四轴转动影响第5轴的方位;

一个转轴为工作台,另一个为主轴头,两者互为独立;

两个回转轴均为主轴头,第4轴转动会影响第5轴的方位。

2D线切割及4轴线切割

对于多轴数控机床代码文件,最重要的就是多轴角度的处理算法定

义和特殊方向、多解的选择和判断等。

对于角度计算,APT文件中任意一个坐标点和矢量方向都能求解出几组值,怎样确定当前最适合的一组角度值是最重要的,一般采用角度变化最小原则。同时,在特殊情况下(如机床运动角度达到限程,需要调整)需要进一步的进行判断和智能化调整。具体算法略。

对于刀位点计算,5轴机床控制系统过去转头类是转心数据,转台类是机床坐标系数据,现在由于机床控制系统功能增强,基本采用加工坐标系数据,简化了后处理;车铣复合类数控机床根据加工需要,需进行局部坐标系转换、轴向坐标数据优先等特殊处理;对于4轴线切割机床,还要综合考虑机床的基面高度、线架高度等特性才能处理出符合机床结构和控制特性的代码。

3、数控代码逆向转换模块功能开发

数控代码逆向转换,是将存在的数控代码文件通过特定的机床逆向后置算法转换为通用的CAM软件刀位接口文件。其应用需求是现有的数控代码数据获取/转换移植以及现有CATIA v5软件实现的G代码刀位输入转换准确性差,且无法实现多轴加工等特性。

由于具体的语法对应结构关系与以上后置处理相似,这里不详述。

4、软件授权信息管理模块功能开发

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同样我们在项目开发中考虑了版权保护的问题,主要的实施途径

是对网卡信息进行加密处理产生密钥,然后在软件运行时进行密钥匹配。

三、后置开发工作对数字化建设的重要意义

对于企业的数字化建设离不开各种数字化制造设备,如我们常说的数控铣床、车床、镗床等等。后置软件工具是这些数字化设备与上游的CAD/CAM软件系统之间的桥梁和纽带,没有一个强大、高效、稳定的后置处理平台,就无法高效发挥数字化设备的优势。因此,关注后置处理技术的发展,跟踪、掌握最新的数控后置技术并应用与实践,打通企业设计制造数据流的关键技术之一。

参考文献:

(1)数控加工理论与编程技术刘雄伟等编著机械工业出版社

(2)数控机床与数控编程技术陈志雄电子工业出版社

(3)数控加工技术明兴祖 熊熙编著化学工业出版社