五轴联动数控技术的应用

5 五轴加工实例

　　以人头像精加工为例，具体说明曲而的加工过程和关键步骤:

　　(1)定义加工策略。若使用二轴加工方法进行人头像这样复杂曲而精加工，必然会出现欠切。采用五轴联动加工方法，加工策略采用螺旋进刀方式，无需抬刀，避免了接刀痕，表而加工精度高。

　　(2)设计驱动面。人头像由若干曲而结合而成，若直接用加工表而作为刀轴矢量的驭动而，则必然会引起加工中刀轴矢量的急剧变化，从而容易造成过切或欠切。解决方法是预先做一个椭球而作为刀轴矢量驭动而。

　　(3)合理选择编程参数。多曲而合成的复杂曲而在确定刀具轨迹过程中，计算非常大。解决的方法可采用重点定义切削区域、图样、切削方向和工件方向等参数，同时加大残余波峰高度和每步刀轴变化量，在得到理想的刀具轨迹后，再选用合适的步进和每步刀轴变化量。实践表明这种方法可以显著地提高编程效率。

　　(4)确定切削参数。定义切削区域为曲而，图样为螺旋进刀，切削控制的残余波峰高度为0.01，刀轴控制方式为相对于驭动而，刀轴相对于驭动而侧倾5°,避免球刀的端部切削，改善了刀具的切削条件，并使刀轴的变化比较平缓。投影矢量为刀轴，工艺方案采用可变轴轮廓铣，球刀刀具直径小8mm，材料为硬制合金。选择机床卞轴转速8000转/min，定义刀轴矢量每步最大变化为0.5°。刀具轨迹如图6。.

图 6五轴刀具加工轨迹

　　(5)切削仿真。利用UG的仿真来检验是否过切是十分必要的，通过对刀具路径的优化和刀轴矢量每步变化量的控制，仿真显示无过切，结果如图7所示。

图 7加工仿真结果

6 结束语

　　通过对五轴机床各轴坐标系统定义和关系转换，研究了进行五轴加工数控编程的卞要问题。总结了实用的复杂曲而编程的方法，并针对某一五轴机床开发了后处理程序，实现了对复杂曲面的刀具路径的生成、优化、加工仿真、后处理后得到所需的数控代码。研究表明，在五轴加工过程中，采用刀轴驱动面的不同方式是影响编程质量的关键因素，包括切削路径、刀具切削载荷稳定性和曲而欠切过切等。对于多轴数控加工具有非常实用的参考价值。