如何選擇非金屬五軸加工中心

隨著我們的生活水平的不斷提高，高端產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)都離不開五軸加工中心，五軸加工中心的使用也越來越多。比如：汽車生產(chǎn)制造、汽車模型制作、衛(wèi)浴產(chǎn)品加工、高檔家具生產(chǎn)制造等。

五軸聯(lián)動即除同時控制 X、Y、Z 三個坐標軸外，還同時控制圍繞這這些直線坐標軸旋轉的 A、C 坐標軸，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垂直方向，以保證被加工曲面的光滑性，提高其加工精度和加工效率，減小工件表面的粗糙度。當然一臺數(shù)控機床有五個聯(lián)動軸并不能就此簡單的稱之為五軸機床，同樣，一套數(shù)控系統(tǒng)能控制五個軸，也不能就此稱為五軸數(shù)控系統(tǒng)，判斷一臺數(shù)控機床是不是五軸機床，首先要看其是否具備RTCP功能， RTCP是”RotationalTool Center Point”的縮寫，翻譯過來是“旋轉刀具中心”，業(yè)內往往會稍加轉義為“圍繞刀具中心轉”，也有些人直譯為“旋轉刀具中心編程”。RTCP功能可以直接在機床上針對主軸刀具的空間長度補償。

五軸聯(lián)動數(shù)控加工中心一般由床身和控制系統(tǒng)兩部分組成，主軸、工作臺、機架、進給機構等組成床身的主體部分，其中工作臺的大小、各軸行程范圍及機床電機功率等，構成機床關鍵的特征規(guī)格，并成為選型的重要依據(jù)之一。

五軸的主要優(yōu)點在于：

1)  自動化程度高，一次裝夾，即能完成對工件的大部分或全部加工，保證了工件的加工精度，提高加工效率；  

2)  加工零件的質量穩(wěn)定；  

3)  對加工零件的適應性強，柔性高，靈活性好。

 簡言之，其最主要的優(yōu)點是，加工整體復雜工件時的輔助工作時間短，大大縮短了零件的加丁時間，為企業(yè)新產(chǎn)品的研發(fā)節(jié)省大量的時間和費用。

五軸的選擇：

結構選擇：

五軸加工中心根據(jù)結構的不同分為龍門五軸加工中心及定梁定柱床身移動五軸加工中心。隨著信息技術和計算機數(shù)字化技術不斷發(fā)展，數(shù)控機床的性能和效率也不斷在提高。目前檔次較高的數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)具備高效、高精度，適應于復雜曲面的加工，但對機床整體就要求剛性好、精度高、穩(wěn)定性佳、數(shù)控系統(tǒng)反響速度快等功能。

龍門五軸加工中心工作臺承載能力大，而且不受上下工件的沖擊和其他因素影響而干涉機床的變形，**的優(yōu)點是工件夾裝方便，可以充分發(fā)揮工作臺的實際有效長度來加工工件，因此可以加工更大尺寸的物品，如游艇底面、風車葉輪、汽車模具等

床身移動式五軸加工中心，它的工作臺移動均勻、低速運行時不易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象、有較好的定位精度、牽引力小、精度保持性好、壽命較長、維修性強，但抗震和抗沖擊能力較差。因此床身移動式五軸加工中心更適合工藝品、模具等精細產(chǎn)品的制作。

主軸：五軸加工中心主軸按旋轉軸分為單擺頭和雙擺頭，

雙擺頭五軸

兩個旋轉軸均屬擺頭類，B軸旋轉平面為ZX平面，C軸旋轉平面為XY平面。兩個旋轉軸結合為一個整體構成雙擺頭結構。

特點：加工過程中工作臺不旋轉或擺動，工件固定在工作臺上，加工過程中靜止不動。適合加工體積大、重量重的工件；但因主軸在加工過程中擺動，所以剛性較差，加工切削量較小。

單擺頭五軸

特點：加工過程中主軸只在一個旋轉平面內擺動。

臺面：五軸加工中心大多可設計成單臺面或雙工作臺，雙工作臺即當一個工作臺在加工時，另一工作臺則在加工區(qū)外更換工件，為下一個工件的加工做準備，工作臺交換的時間視工作臺大小，從幾秒到幾十秒即可完成。

合適的CAM軟件：

采用合適的CAM軟件進行編程的五軸加工技術可以為用戶提供更現(xiàn)實有效的策略來減少循環(huán)次數(shù)、減少加工步驟、提高表面質量和加工質量并延長刀具壽命，這些對傳統(tǒng)的三軸加工來說是不可能的。

現(xiàn)在，越來越多的機床和控制器都可以適應五軸銑削加工的要求，然而在CAM軟件方面，真正意義上的五軸聯(lián)動加工卻沒有得到足夠的普及，有些用戶采取的仍是定位五軸加工（3+2）的方式，其中需要進行繁雜的優(yōu)化。
定位五軸加工通過一套“三軸”系統(tǒng)來完成，第四和第五軸的加工定位在旋轉位置。其主要優(yōu)勢有：可有效利用較短的刀具、刀具伸出較少、切削較快、刀具壽命延長、加工精度和表面精度提高，而這些只需創(chuàng)建一系列定位工作平面即可完成。另外，定位五軸加工所需加工步驟也較少，故節(jié)約了時間、降低了機床加工出錯率、提高了機床利用率。
五軸聯(lián)動加工
當模具型腔較深且有很窄的部位需要加工時，如果仍采用定位五軸加工的三軸刀具路徑，相互干涉通常是難以避免的，與此同時，另外的某些區(qū)域可能又無法完全覆蓋到。這時，五軸聯(lián)動加工必然是一個更好的選擇。
當然，市場上不乏一些先進的CAM系統(tǒng)，這些系統(tǒng)能夠提供專業(yè)可靠的、真正意義上的五軸聯(lián)動加工方案，比如星輝公司進口英國萊康的ALPHACAM軟件、DELCAM公司的PowerMILL軟件、德國OPENMIND公司的HyperMILL軟件等，它們可使用戶在復雜曲面、實體和三維模型上創(chuàng)建連續(xù)五軸刀具路徑，并且刀具路徑都經(jīng)過自動檢查和優(yōu)化，支持各種各樣的加工策略和所有刀具類型。
五軸聯(lián)動加工的優(yōu)勢在于能使刀具進給方向與工件表面連續(xù)保持合適的角度，以得到更好的表面質量，還能更好地接近倒角，同時也提高了刀具壽命。刀具利用更經(jīng)濟、循環(huán)時間降低、一次性裝夾，這些都同樣節(jié)約了時間、減少了機床加工的出錯率。

過去五軸加工中心多為德國、美國、意大利制造，令人欣喜的是近幾年在“中國數(shù)控機床展覽會”上，展出了多臺國內生產(chǎn)的五軸加工中心。如星輝數(shù)控展出的龍門式五軸聯(lián)動加工中心，工作臺長1200*2400mm，采用立式主軸回轉，A軸轉角±120°，C軸轉角±262°，這個龐然大物吸引了許多參觀者，它標志著中國數(shù)控機床工業(yè)達到了先進水平。