如何选择非金属五轴加工中心

随着我们的生活水平的不断提高，高端产品的研发与生产都离不开五轴加工中心，五轴加工中心的使用也越来越多。比如：汽车生产制造、汽车模型制作、卫浴产品加工、高档家具生产制造等。

五轴联动即除同时控制 X、Y、Z 三个坐标轴外，还同时控制围绕这这些直线坐标轴旋转的 A、C 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垂直方向，以保证被加工曲面的光滑性，提高其加工精度和加工效率，减小工件表面的粗糙度。当然一台数控机床有五个联动轴并不能就此简单的称之为五轴机床，同样，一套数控系统能控制五个轴，也不能就此称为五轴数控系统，判断一台数控机床是不是五轴机床，首先要看其是否具备RTCP功能， RTCP是”RotationalTool Center Point”的缩写，翻译过来是“旋转刀具中心”，业内往往会稍加转义为“围绕刀具中心转”，也有些人直译为“旋转刀具中心编程”。RTCP功能可以直接在机床上针对主轴刀具的空间长度补偿。

五轴联动数控加工中心一般由床身和控制系统两部分组成，主轴、工作台、机架、进给机构等组成床身的主体部分，其中工作台的大小、各轴行程范围及机床电机功率等，构成机床关键的特征规格，并成为选型的重要依据之一。

五轴的主要优点在于：

1)  自动化程度高，一次装夹，即能完成对工件的大部分或全部加工，保证了工件的加工精度，提高加工效率；  

2)  加工零件的质量稳定；  

3)  对加工零件的适应性强，柔性高，灵活性好。

 简言之，其最主要的优点是，加工整体复杂工件时的辅助工作时间短，大大缩短了零件的加丁时间，为企业新产品的研发节省大量的时间和费用。

五轴的选择：

结构选择：

五轴加工中心根据结构的不同分为龙门五轴加工中心及定梁定柱床身移动五轴加工中心。随着信息技术和计算机数字化技术不断发展，数控机床的性能和效率也不断在提高。目前档次较高的数控系统已经具备高效、高精度，适应于复杂曲面的加工，但对机床整体就要求刚性好、精度高、稳定性佳、数控系统反响速度快等功能。

龙门五轴加工中心工作台承载能力大，而且不受上下工件的冲击和其他因素影响而干涉机床的变形，**的优点是工件夹装方便，可以充分发挥工作台的实际有效长度来加工工件，因此可以加工更大尺寸的物品，如游艇底面、风车叶轮、汽车模具等

床身移动式五轴加工中心，它的工作台移动均匀、低速运行时不易出现爬行现象、有较好的定位精度、牵引力小、精度保持性好、寿命较长、维修性强，但抗震和抗冲击能力较差。因此床身移动式五轴加工中心更适合工艺品、模具等精细产品的制作。

主轴：五轴加工中心主轴按旋转轴分为单摆头和双摆头，

双摆头五轴

两个旋转轴均属摆头类，B轴旋转平面为ZX平面，C轴旋转平面为XY平面。两个旋转轴结合为一个整体构成双摆头结构。

特点：加工过程中工作台不旋转或摆动，工件固定在工作台上，加工过程中静止不动。适合加工体积大、重量重的工件；但因主轴在加工过程中摆动，所以刚性较差，加工切削量较小。

单摆头五轴

特点：加工过程中主轴只在一个旋转平面内摆动。

台面：五轴加工中心大多可设计成单台面或双工作台，双工作台即当一个工作台在加工时，另一工作台则在加工区外更换工件，为下一个工件的加工做准备，工作台交换的时间视工作台大小，从几秒到几十秒即可完成。

合适的CAM软件：

采用合适的CAM软件进行编程的五轴加工技术可以为用户提供更现实有效的策略来减少循环次数、减少加工步骤、提高表面质量和加工质量并延长刀具寿命，这些对传统的三轴加工来说是不可能的。

现在，越来越多的机床和控制器都可以适应五轴铣削加工的要求，然而在CAM软件方面，真正意义上的五轴联动加工却没有得到足够的普及，有些用户采取的仍是定位五轴加工（3+2）的方式，其中需要进行繁杂的优化。
定位五轴加工通过一套“三轴”系统来完成，第四和第五轴的加工定位在旋转位置。其主要优势有：可有效利用较短的刀具、刀具伸出较少、切削较快、刀具寿命延长、加工精度和表面精度提高，而这些只需创建一系列定位工作平面即可完成。另外，定位五轴加工所需加工步骤也较少，故节约了时间、降低了机床加工出错率、提高了机床利用率。
五轴联动加工
当模具型腔较深且有很窄的部位需要加工时，如果仍采用定位五轴加工的三轴刀具路径，相互干涉通常是难以避免的，与此同时，另外的某些区域可能又无法完全覆盖到。这时，五轴联动加工必然是一个更好的选择。
当然，市场上不乏一些先进的CAM系统，这些系统能够提供专业可靠的、真正意义上的五轴联动加工方案，比如星辉公司进口英国莱康的ALPHACAM软件、DELCAM公司的PowerMILL软件、德国OPENMIND公司的HyperMILL软件等，它们可使用户在复杂曲面、实体和三维模型上创建连续五轴刀具路径，并且刀具路径都经过自动检查和优化，支持各种各样的加工策略和所有刀具类型。
五轴联动加工的优势在于能使刀具进给方向与工件表面连续保持合适的角度，以得到更好的表面质量，还能更好地接近倒角，同时也提高了刀具寿命。刀具利用更经济、循环时间降低、一次性装夹，这些都同样节约了时间、减少了机床加工的出错率。

过去五轴加工中心多为德国、美国、意大利制造，令人欣喜的是近几年在“中国数控机床展览会”上，展出了多台国内生产的五轴加工中心。如星辉数控展出的龙门式五轴联动加工中心，工作台长1200*2400mm，采用立式主轴回转，A轴转角±120°，C轴转角±262°，这个庞然大物吸引了许多参观者，它标志着中国数控机床工业达到了先进水平。