五轴加工受到更多厂家青睐的原因及典型应用

在上期中我们发布了文章《领驭五轴时代，开拓无限未来》，介绍了五轴加工受到更多厂家青睐的原因及典型应用。本篇文章我们以五轴加工中心为例，为大家介绍在选择五轴加工中心需要考虑哪些主要因素。

　　1、结构决定设备性能

　　五轴加工中心有各种各样的结构，机床的结构设计从基础上决定了设备的性能，决定了机床的刚性、加工精度、稳定性、可操作性等等。

　　主要应考虑以下方面：

　　线性轴在移动时不合并叠加

　　切削回路短的设备刚性好

　　倾斜旋转轴是否是DD马达

　　是否为5轴联动

　　5轴接近性

　　牧野D200Z/D800Z/a500Z系列五轴加工中心采用了“Z”型高刚性工作台结构，如下图所示，工作台无需两端支撑，大直径倾斜轴承，工件重心B在A内。与传统单支撑结构相比，弯曲量d极微小，力臂L更短。

　　这种倾斜轴结构，可实现与3轴加工中心媲美的高精度加工。即使装载并旋转重工件，也可将工作台的挠曲量控制在最小限度，同时，高刚性轴承及直接驱动电机还可实现振动较小的高精度顺畅旋转。另外还有着优异的空间接近性。

　　倾斜轴结构优异的空间接近性

　　2、倾斜旋转轴精度

　　机床的加工精度直接受到旋转轴精度的影响，以D800Z机床来了解倾斜旋转轴精度对加工精度的实际影响。

　　1°= 60′

　　1′= 60″

　　1°=3600″

　　D800Z机床B/C轴的最小分辨率为0.0001度，也就是0.36″，定位精度为±3″，通过下面的计算示意图，我们就可以知道产生的精度误差。

　　3、干涉防撞

　　干涉防撞是5轴加工中不可忽视的问题，除了采用电脑端的软件干涉检查以外，牧野五轴加工中心标配有机床在线实时仿真CSG功能，即使在手动模式也可以防止干涉。

　　在线实时仿真CSG功能，在加工前可事先检查可能的工装错误或刀具长度的设置错误，以便将运行中的紧急停止降低至最小限度。运行中基于事先校对调整的数据、以及数控控制装置内的坐标、偏移值等读取位置信息，预测干涉可能性。一旦机床停止运行时，可即时显示状况画面、并确认所预测的干涉部位及轴的动作方向。

　　4、旋转中心校正

　　因环境和温度变化等导致的旋转中心变化，会影响五轴加工精度，应能通过探头自动进行校正，3轴/分度/5轴加工精度验证加工，接刀误差<±4μm。

　　使用探头自动校正5轴旋转中心

　　3轴/分度/5轴加工精度验证加工

　　5、联动精度

　　五轴加工中心的联动精度是多因素结果的体现。以D200Z为例，列举加工案例来提供联动精度参照。

　　加工设备：D200Z

　　CAM：FFCAM

　　工件材料：NAK80(40HRC)

　　工件尺寸：140x140x35mm

　　型腔：清角R0.22mm，深度20mm

　　加工时间：1H35min/pocket

　　刀具：7把6种

　　联动精度：位置精度±2μm，形状精度±3μm

　　6、工艺支持

　　五轴加工中心的加工工艺决定了能否最大化发挥设备的性能。比如使异形刀具，可使得加工效率得到大幅度提升。

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　　加工案例：效率提升6倍!

　　材料：YXR33(58HRC)

　　形状及尺寸：如下图，深度30mm，拔模角2°，清角R3mm

　　(来源：牧野中国)