摘 要：五軸加工是數控加工當中非常（cháng）重要的一部分，這一（yī）技術（shù）已經在船舶、航空（kōng）航天、汽（qì）車、輕（qīng）工、醫療等（děng）高精密儀器製作的領域（yù）廣泛應（yīng）用。傳統模具加工當中，普遍采用三軸加工中心和立式加工中心來完成（chéng）工件的銑（xǐ）削加工。隨（suí）著我國的模具製造加工技術不斷的發展，傳統的立式加工中心和三軸加（jiā）工中（zhōng）心的一（yī）些弱（ruò）點也（yě）逐漸顯現出來。目前，在模具加工當中普遍使用的是球頭銑刀，模具加工當中使用球頭銑刀雖然好處很明顯，但如應（yīng）用立式加工中心，其底麵線速則為零，光潔度也較差（chà），通過五軸加工中心對模具進行加工，以上的不足之處則可以完全（quán）克服。筆者在本文當中分析了五軸加工中心在模（mó）具加工當中的優勢，並對其（qí）在模具（jù）加工中的（de）應用當進（jìn）行了探討。

     1 、分析五軸加工的優勢

       在五軸加工中，采用平底端（duān）銑刀，對複雜的模具加工表麵保（bǎo）持垂直（zhí）的一種狀（zhuàng）態（tài），能夠大幅減少加工的時間。五軸加工中心的原理，還適用帶有角度表麵的側麵銑削加工，可（kě）以消除由球端立銑刀加工導致的肋骨狀紋路，使得模具的表麵質量更加理想，也削減了因清理模具表麵需要增加人工銑削以及手工作業的工作（zuò）量。

       通過五軸加工技術，使工件在複雜角度再次定位需要進行多次的調試裝卡的問題（tí）得以解決，不僅僅（jǐn）使時間縮短了（le），其中所（suǒ）產（chǎn）生的誤差也大大降低，在安（ān）裝工件時需要（yào）的工裝夾具的大額費用也（yě）得到（dào）了節（jiē）約，而（ér）機床（chuáng）也做（zuò）到了對複（fù）雜零件的（de）加工，例如複雜表麵所需的鑽孔（kǒng）、錐度加工、型腔隱（yǐn）窩等，都是傳統方法做不到的。

       在五軸加工（gōng）當中使用（yòng）的刀具較短，同時還可一次性的將（jiāng）整個零件的加工完成，無需再（zài）次裝卡或是（shì）采用同類的三軸（zhóu）加工當中需要的較長的刀具，能夠在較短的時間內完成模具的製作（zuò），而且零件表麵的質量也較好。

     2、 分（fèn）析五軸加工中心在（zài）汽車模具加工（gōng）中的應用

       目前設計汽車零件主要使用的是CAD 係（xì）統，並通過逆向工程（chéng）以及各種試驗完成零件（jiàn）的（de）設計（jì），加工模具（jù）的複雜（zá）表麵使用的是CAM 軟件，但是，怎樣才能夠確保（bǎo）設計與加工時的精度則要靠數控加工了，筆者在（zài）下文分析了五軸加工中心在模具加工中的應用同汽車模具質量的之間的關係。

    2.1 對深腔（qiāng）模具的加工

       汽車模具製造的過（guò）程當中，加工深（shēn）腔模具（jù）時如應用三軸加工中心，要想實現必須（xū）加長（zhǎng）刀柄和刀具（jù），但是利用五軸加工中心加工比較深與比較陡的型腔時（shí），要想給模具加工創造較好的（de）工藝（yì）條件可以通過工件或主軸頭的附加回轉和擺動，能夠使刀具長度得到適當地縮短，從而杜絕（jué）刀具同刀杆以及型腔（qiāng）壁之間產生碰撞現象的發生，減少加工時刀具的抖動與破損，刀具的使（shǐ）用壽命得到延長，模具（jù）的表麵質量和加工效率也大大提高。

    2.2 模具側壁的加工

       對（duì）模具側壁的加工（gōng），應用三軸加工（gōng）中心刀具長度（dù）要（yào）比（bǐ）側壁深度大，也是（shì）由側（cè）壁深度來決定刀具長度的，若增加刀具的長度，其強度會（huì）明顯降低，若刀具長（zhǎng）度高於3 倍徑讓刀現象便會發生，工件的質量將難以保證。如應用五軸加工中心對模具的側壁（bì）加工，能利用主（zhǔ）軸或是工件的擺動，使刀具與模（mó）具側壁呈（chéng）現出垂直的（de）狀態，銑模（mó）具側壁時（shí）可以使用平麵銑刀，這樣可（kě）以（yǐ）提高工（gōng）件質量並延長刀具（jù）的使用壽（shòu）命（mìng）。

    2.3 模具較平的曲麵加工

       對模具較平的曲麵加工時，三軸加工中（zhōng）心需用球（qiú）刀精銑，獲取好的表麵質量，而這（zhè）種情況下需要增加刀路，但球頭刀刀具的中（zhōng）心旋轉（zhuǎn）線（xiàn）速幾乎為零，在（zài）模具加工時刀具損傷的（de）程度較大，刀具的使用壽命會縮短（duǎn），而模具表麵質量也會變差。應用五軸加工中心加工較平的曲麵，可以在工件上把刀（dāo）具上（shàng）成一定的角度再進行工件的加（jiā）工，這樣可（kě）以增加工件與球頭刀間的相對線速，不但可以使刀具的使用壽（shòu）命得（dé）到提高，工件表麵（miàn）質量也會大幅提高。

    2.4 對模具不規則（zé）曲麵進行加工

       對於具有不規則曲麵（miàn）的模具加工時，以往（wǎng）普遍是通過三軸加工中心來完（wán）成，刀具切削模具的方向（xiàng）是沿切削的整個路徑來運動的切削過程（chéng）不會（huì）改變，這時刀具的刀尖切削的狀態保證不了（le）模具各部位的完美質量。像曲率改變比較頻繁的模具和凹槽較深的模具就可以通（tōng）過五軸加工中心（xīn）來加（jiā）工了，切（qiē）削刀具始終（zhōng）都可以（yǐ）使切削狀態達到起佳，刀具可以使整個加工路徑運動的方向得到起大的（de）優化，而刀具在這同時還（hái）能夠作直線運動，模具的曲麵中每一部位都會較為完美。    

    2.5 模具不同幾何形狀的加工

       應用五軸加（jiā）工中心對有三維曲線（xiàn）平麵的模具加工時（shí），對模具的（de）切削加工始終保護在起佳的工作狀態，刀（dāo）具工作的角度可以（yǐ）在機床加工的任意區域內被改變，從而完成幾何形模（mó）具的加工。

    2.6 模具斜麵上斜孔的加工

       對模具斜麵斜孔進行加工時，利用五軸加工中心能夠通過擺頭式機床擺頭加工的動作，在工件斜麵垂的方麵放置主軸，並定位於準確的孔位。要想要模具上準確的加工出斜孔（kǒng），需要至（zhì）少兩（liǎng）個線性軸插補運動才可以，而孔位的精（jīng）度也在這個過程中明顯降低。加（jiā）工斜麵孔如（rú）用（yòng）擺台式的五軸加工中心，動作是通過（guò）機床擺台（tái）將模具的斜麵放置在同主軸相垂的位置，主軸其中一個線性軸的單獨運動斜孔的加工就能完成，可明顯提高（gāo）孔的精（jīng）度。

   2.7 對模具無方（fāng）向變化直線的（de）銑削

       要想銑削沒有方向變化的一條（tiáo）直線，隻要刀尖劃條直線便可，若是方（fāng）向需要改變，刀尖劃條曲線便可，刀具刀尖方向被改變（biàn），這時再（zài）想要直線，就要給（gěi）這條（tiáo）曲線以必須的補（bǔ）償，應用五軸加工中心這點是極其重要的。控製（zhì）係統若未考慮到刀具的長（zhǎng）度，刀具是（shì）圍繞軸中心來（lái）旋轉（zhuǎn）的，刀具的刀尖不能夠固定，極有可能（néng）會移出當前（qián）的工作位置，但是（shì）在（zài）五軸加工中心的（de）係統中具備五軸控製功能，在加工模具的操作中，使用五（wǔ）軸控製係統雖（suī）然刀具的方向被改變，但其刀尖的位置是可以保持不變的，這個過程（chéng）中xyz 軸必須的補償運動（dòng）同時也被自動計算進（jìn）去，此時加工精度明（míng）顯提高。

       總之，在模具加工當中（zhōng），應用五軸加工中心能避免刀具的幹涉，可對普通（tōng）的三坐標機床難以加工的複雜零件進行加工，對直紋麵類模具的加工，可采用側銑式一刀（dāo）成型技術，加（jiā）工的質量好（hǎo），效率也高。對於立體型麵，特別（bié）是大型的（de）較平的表麵加工時，可通過大直徑端銑（xǐ）刀端接近大（dà）型表麵來加工，走刀次數會減少，殘餘高度較小，加工效率和（hé）表麵質（zhì）量能夠得到有效提高。對模具多個空間表麵（miàn）可一次裝夾來進行多工序（xù）和多麵加工，使得加工效率提高（gāo），還能夠有效提高各個表（biǎo）麵相互位置的精度。應用五軸加工（gōng）中心對模（mó）具加工時，對於（yú）工件來（lái）說，刀具可始終處在起（qǐ）為有效的切削狀態下，在某些加工場，能夠（gòu）采（cǎi）取（qǔ）大尺寸刀具來避開相互的幹涉，這種刀具的剛性較好，加工精度（dù）與加工效率都能夠得到提高。因此，五軸加工中心的加工適應性較廣，值得廣泛推廣。

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