当选用五轴加工时，要考量尽量用极短的研磨顺利完成整座铸件的加工，进而赢得较好的耐酸性，防止出错，与此同时增加铜焊的使用率，延长EDM的加工天数。

　　成功的五轴加工应用领域　更为重要是买到五轴加工中心和某些五轴CAM软件就行了，加工中心要适宜加工铸件，类似地， CAM软件不仅要具有五轴机能，而且要具有适宜铸件加工的机能。

使用短的研磨是五轴加工的主要特点。短会明显地降低偏差，进而赢得较好的耐酸性，防止了出错，增加了铜焊的使用率，延长了EDM的加工天数。当考量到五轴加工时，要考量利用五轴加工铸件的目标是：尽量用极短的研磨工具顺利完成整座钻孔的加工，也包括增加程式设计、装夹和加工天数却能得到更加完美的耐酸性。

　　两轴和3+2轴加工

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　　图1 两轴加工方向（图片由Sescoi 提供更多）

　　选用较长的时，切入点应下压，以保证钻孔的特殊地区也能被加工到。3+2轴加工通常被认为是设置三个对切入点的常量视角。复杂钻孔可能要求很多个下压快照以全面覆盖整座钻孔，但这样会引致方向重合，进而增加加工天数。

另外，所有的下压快照也很难准确结合，因而手工雕琢的工作效率会增加，与此同时还极大地增多了进出姿势，经常引致耐酸性问题和更多的运动。

　　最后，在此种方式下程式设计会产生相互干涉而且很耗时，所有快照的总和也经常无法全面覆盖整座几何形状。图2 示范了四个钻孔快照，但钻孔中心仍有三个地区未能全面覆盖到，这个地区仍需要三个附加的下压快照。

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　　图2 3+2轴方向

为了克服3+2轴加工的缺点，五轴协同加工可能是三个更好的选择，更何况有些五轴机床还具有一些专门为铸件工业设计的机能。五轴协同加工能协调三个直线轴和三个转动轴使它们与此同时姿势，解决了两轴和3+2轴加工的所有问题，能非常短，不会产生快照重合现象，遗漏加工地区的可能性更小，加工能连续进行一般不能附加的引入导出(见图3)。

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　　图3 五轴方向

　　五轴铣床机床

五轴铣床机床具有多种的配置，比如：

　　□ 通过转动滚珠轴承可使钻孔具有三个分量自由转动，此种情况下切入点只能沿径向终端。

　　□ 切入点安装方式可提供更多三个分量，使车床转动，此种情况下钻孔无法终端。

　　□ 系统能是以上两种情况的组合—— 三个转动轴是转动滚珠轴承，另三个转动轴由切入点充当。

　　一般而言，购买两轴铣床时需考量几个不同的特点，如马力、切入点转速、径向切削率、工作范围和重量无限大等。评估五轴机床时，除了这些，还要考量如下方面：多次重复机能定位精度、转速、视角无限大、为五轴加工所给的铣床控制系统及其他任选项。

　　1、多次重复机能定位精度

多次重复机能定位性是指五轴机床具有的能返回同一点并保持矢量一致性的能力。对五轴机床的多次重复机能定位精度而言，更为重要是径向位置的精度，还有视角值。

　　2、转速

　　转速其实也意味着相对与钻孔的转动速度，这个值越快，机床研磨地也越快。很多老式五轴机床的转速较慢，总之达不到高操控性加工的生产力要求。

　　转速对加工铸件而言是三个重要的因素。很多五轴铣床机床带有三个C轴，隐式时绕Z轴转动。如果用短铣床乱石钻孔，要使通过A/B轴下压并转动C轴来绕钻孔研磨，此种情况下，C轴的转速操控性是获得成功的关键。

　　3、视角无限大

　　视角无限大是铣床铣头所允许的转动视角的物理无限大，这些是以特殊机床的设计为基础的。假如需要铣头下压50°来使用极短的或者是研磨圆角，那么如果铣头只具备30°的转动无限大，那总之无法顺利完成这次装夹旋转磁场下的加工任务了。

当考量C轴时，视角极限显得非常重要，很多五轴铣床机床C轴的视角运动是不受限制的，总之也有很多是有限制的。

　　例如，铣床可能仅能实现+360 °和 -360°的转动，假设使用可下压的加工立壁，要沿着钻孔加工轨迹一圈一圈地运动。在这个例子中，主要的运动是由C轴连续运动产生的。假如有三个受限的C轴，那么它将要求机床以一定天数间隔来顺利完成整座钻孔的加工。

　　4、工作环境

　　程式设计者也许已经对两轴的工作环境比较熟悉了，但对五轴加工，程式设计者仍要重新考量其工作环境。当钻孔或切入点转动时，实际的工作范围会变小吗？为了证实这个问题，能把普通车床装夹在切入点上，测量一下立式方向上的工作范围，以及下压到最大值时的工作范围。

不同的五轴机床使用不同的五轴控制器。某些控制器的最佳工作点是钻孔装夹的原点正好与转动轴的交点重合时，某些控制器则以相反方向切削时操控性最佳。

　　很多带有逻辑控制机能的五轴控制器能准确地知道相对于钻孔的原点在哪里，而与转动多少次无关。此种机能经常被称为“转动原点(RTCP)”。很多用户发现先进的RTCP机能使五轴应用领域更为简单。

　　五轴 CAM软件

选用了五轴加工之后，3+2轴加工的问题也许并没有完全得到解决，程式设计的问题转化成了CAM系统的问题，振动控制也成了最重要的被考量事项。CAM系统仅仅发现钻孔、、锥柄之间的振动是不够的，它要还能自动消除这些振动，这样，CAM 程式设计者就不需要手动调整上千万个或者更多的数据点的下压视角了。另外，CAM系统的五轴自动程式设计可赢得最优化的应用领域，那就是极短的刀长（图4）。

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　　图4 直径较小的正在铣床钻孔角落里的剩余材料，这得益于五轴自动程式设计可赢得最优化的结果，那就是极短的刀长

与特殊钻孔如涡轮叶片、机翼面和推进器的五轴机能不同，铸件制造者没有必要“垂直”研磨CAD文件中所示的所有面，他们只须简单地转动足够的下压角以自动消除、锥柄和钻孔间的振动即可。图5显示了自动刀柄振动消除和较多形式的研磨方式的组合使五轴铸件加工具有更高的效率和柔性。

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　　图5 更为重要是简单的锥柄振动检查，自动刀柄振动消除对于深腔件的加工非常需要，尤其是高效加工，自动刀柄振动消除和较多形式的研磨方式的组合使五轴铸件加工具有更高的效率和柔性

当评估用于加工铸件的CAM软件时，尤其是对于深腔铸件加工，有很多因素需要考量，如五轴机能的柔性、五轴研磨方向的可靠性、易用性、五轴铣床机床的无限大、无法用五轴的情况等。

　　1、柔性

　　在五轴铣床策略中，柔性是需要考量的三个重要特点。如果用户正在使用三个带有多种策略的两轴CAM软件包，为什么还要考量使用几个五轴策略呢？

　　三个能提供更多柔性的最新的途径是，铸件制造、冲压工艺、应用领域三个方面都使用能自动生成方向的CAM软件模块。简单说来，这个模块能自动地把两轴研磨方向转化为五轴加工的方向，使转动的下压角足以防止振动，这样也带来了更大的柔性，因为所有的两轴精加工方向都能转化为五轴环境使用。

　　2、可靠性

五轴加工方向的可靠性非常重要，因为五轴中增加了三个转动运动，振动的可能性大大增加，因此振动检测和防止措施要可靠，否则会引致昂贵设备的损坏。

　　3、易用性

　　易于使用和五轴程式设计曾经被认为是互相排斥的，五轴程式设计被认为是难点、耗时且干涉情况很严重。但要想保持竞争力，观念要转变。如果在表面或实体铸件加工中使用可自动生成方向的CAM软件，那么创建五轴方向与创建两轴方向一样简单，因为这样的CAM软件能进行复杂深腔铸件钻孔的五轴程式设计，而且能防止振动。

　　4、五轴设备的限制

五轴设备的限制可影响到怎样选择铸件的五轴加工。CAM软件要能模拟具体的五轴设备并调整方向以防止运动到转动无限大。如果某一五轴设备在C轴有无限大，CAM软件要能将间断的姿势置入方向，与此同时保持无振动的方向。

　　另外，很多五轴配置在其A/B轴上有不同的无限大，比如某种机床可在A轴-90°转动，但正向上只允许+15°转动，所以，能理解CAM软件自动将该无限大考量在内以防止在正向超限。

　　5、无法使用五轴的情况

　　有些情况不宜选用五轴方案，比如太短，或刀柄太大，使任何下压角的旋转磁场下都无法防止振动。CAM系统是否在此点停止？是否根本无法产生方向？是否显示出了问题地区？

　　如果让用户承担大量的试验和错误，或者重新计算整座方向，这势必会对整座生产产生不利影响。最好是CAM系统就能够找出问题地区，可使用较长的、较长的刀柄或简单地出这些点。

图6显示了一些标记点的振动范围，随后这些振动能被自动消除（图7），使钻孔的大部分仍可用短研磨。

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　　图 6 标记点的振动被径向运动所替代

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　　图7 使用自动防振装置可产生同步五轴方向，以尽量短的完整地铣床钻孔

　　结论

　　同步五轴方向可利用短加工整座钻孔，一般不能用两轴环境下要求的长。五轴加工能增加铜焊的使用率以及EDM加工的操作步骤。同步五轴加工可增加3+2轴加工存在的问题，比如创建多个下压快照并合并所有下压快照。

　　( 文章来源：互联网 )

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