采用不同的刀具和方法优化五轴加工数控技术

　　刀具的倾角基于垂直于进给方向的平面，因此比照切入角，可根据刀具中心线和切口处垂直于表面的垂线测得。各点上恒定的切入角对于生成曲面和凹入的零件表面而言至关重要，尽管点铣会耗费更多的切削时间并可能缩短刀具寿命，但它却是获得凹表面和双曲面的安全方式。刀具在其圆角半径处与工件始终保持接触（接触点的位置根据具体曲面沿着刀具圆角半径变化），经过连续走刀即可生成3维表面。采用立铣刀进行点铣适用于粗加工、半精加工以及精加工工序。

　　 侧铣

　　更为高效，与点铣相比，其切削时间更短，但在某些方面更受限制。它最适合于半精加工和精加工工序，但仅局限于单曲面和凸表面。顾名思义，侧铣就是主要用刀具的侧面进行切削，并且刀具半径（如果含有）仅生成零件圆角半径。由于采用更大的刀具/零件接触面积，对功率、扭矩、稳定性、排屑和机器运行能力均有更高要求。

　　五轴数控加工时的刀具选择部分取决于所应用的具体铣削方式（点铣或侧铣）。侧铣要求刀具拥有足够长的径向切削刃，例如整体硬质合金立铣刀或可换头铣刀。这些铣刀可以为直型或圆锥形，并具有各种圆角半径。有多种技术可用于侧铣：摆线铣、切片铣或仿形铣削。锥形球头立铣刀与球头立铣刀相比，稳定性更高，后者要求较小的配合半径。

　　摆线铣削（三轴粗加工技术）时，数控刀具以连续螺旋的刀具路径进行切削，在受限空间中从径向进给，具有很高的材料去除率。每次切削时刀具不断向外运动，进而形成凹槽或轮廓。由于径向切深较小，因此可以使用更大的切削深度并且产生相对较小的切削力。切片（三轴半粗加工/精加工技术）与零件圆角加工类似，通常需要高速动态刚性好的机床。此外，切削时会以小径向切深进行多次走刀，这样对于大圆角就能应用更大的轴向切深。仿形铣削可以是仅使用侧面的2D切削工艺，或者为刀具半径形成底面的3D切削工艺。仿形铣削也要求高速动态刚性好的机床和极高的稳定性。

　　对于点铣

　　存在许多数控 刀具选择，具体取决于零件特征和表面质量要求。一般来说，对于较大的开放曲面，首选为圆刀片铣刀或球头铣刀。对于型腔，有着大刀具悬伸的锥形球头铣刀往往是最佳选择，其中在需要刀具可达性时，模块化刀具系统所提供的缩径接杆可确保最大稳定性。

      图3

      图4

  
　　适合粗加工的数控刀具应用与机床能力和零件表面要求有关，较大的有效刀具直径或许能够在三轴加工时应用。半精加工时，刀具路径策略应效仿精加工策略，通常在五轴加工（有时使用三轴）时能最高效地获得最佳加工结果。其目标应是为精加工工序留出均匀的加工余量。

　　对于精加工，数控刀具选择取决于所需要的表面质量和精度水平，其中通过使用不同类型的刀具（具体与零件特征和光洁度有关），即可对联动五轴加工进行优化。圆刀片铣刀使用得更为普遍，球头铣刀适用于在成形和可达性方面要求更为苛刻的切削，例如封闭凹窝。