数控多轴技术工艺品加工运用实践

发布时间：2021-10-18 11:56:03 浏览数：次

　数控多轴技术工艺品加工运用实践摘要:数控多轴技术是指至少四个运动轴以上的数控加工，数控五轴机床最具有代表性。现用一个较为复杂的立体工艺品为例，介绍数控五轴加工技术运用于工艺品加工与实践，制定其加工工艺，利用 CAM 软件对模型进行编程及仿真，生成对应的加工代码，最后导入数控五轴机床进行实际加工，为该类零件数控加工提供借鉴，提高传统工艺品的加工效率和节约人工成本，增加企业效益。

　关键词:工艺品；五轴加工技术；CAM 软件；加工数控多轴技术在国内制造行业已经慢慢的普及，相对于传统普通加工，多轴加工更加的灵活高效率，可以制造各种复杂的模型，加工的材质多种多样。传统的工艺品加工中，手工加工金属材质的工艺品非常少而且效率低，很多金属材质的工艺品主要是直接铸造出来的，效率低而且成本高。数控多轴技术运用于工艺品加工，充分的解决了传统工艺品加工的效率及人工成本问题，并可以实现批量生产。

　1 加工工艺分析工艺品的加工模型可以通过实物扫描或 3D 软件设计而来，加工的工艺品 3D 模型如图 1所示。加工模型的材料采用 7075 航空铝合金，大小为直径 110mm 高 100mm 的圆柱料，其材料硬度较高，加工出来的模型光洁度较高，提升其工艺品的价值。因其模型的曲面较多，需要多方位进行加工，所以需要采用数控五轴机床进行加工。根据模型的形状，其加工工艺采用较大立铣刀将其大部分余量去除，再用较小的立铣刀进行二次开粗，模型基本由曲面构成，精加工部分采用球形铣刀进行精加工，因为曲面部分都是相切在一起的，所以精加工时大部分位置需要采用五轴联动的加工方式，避免其数控机床误差等原因产生接刀纹，影响其工艺品的美观。

　2 加工准备过程 2．1 设备的选用根据其加工模型的加工要求，此次采用具有五轴五联动功能新代系统的五轴机床，如图2 所示，其主轴转速最高为 24000r/min，其冷却方式采用图 3 夹具油冷方式，其模型加工表面的光洁度较高，不易氧化，大理石的床身具有较高的刚性及防震性能，满足其加工要求。

　2．2 装夹方法根据其模型形状，装夹方法采用底部钻孔锁螺丝的方法，将其固定于夹具上，夹具如图3 所示。

　2．3 加工切削参数及工序的制定根据模型加工的材料，模型的形状及外形特点，制定其加工切削参数及工序如图 4 所示。

　2．4 加工轨迹的制定 (1)根据工艺分析，模型加工的刀具路径轨迹需要多个方向进行材料去除，部分开粗不到位的位置使用较小的刀具进行去除，图 5 为部分开粗的刀具路径轨迹。(2)精加工部分分为半精加工和精加工，先用 D6Ｒ3 的球刀进行半精加工，使其剩余的余量均匀，再用 D4Ｒ1的球刀对模型进行整体的精加工。如图 6 为部分精加工的刀具加工路径。

　2．5 加工仿真及后置处理编制好加工轨迹后，此时需要对其加工轨迹进行过切、漏切、碰撞检查，及夹具或机床设备在加工时是否会发生干涉，防止在其实际加工时出现错误，如图 7 为模型在仿真时的效果。确定其加工轨迹没有问题后，后置处理出对应的 NC 代码，机床能够识别的机械语言，进行对应的加工运动，加工出其工艺品模型。如图 8 为其后处理的 NC 代码。

　3 实际加工效果工艺品模型按照其步骤将生成加工代码导入数控五轴机床进行实际切削加工，加工实际需要 3h 就可以完成，其表面光洁度都能达到其要求，如图 9 所示。

　4 结论通过此工艺品加工与实践，与其他传统的方法对比，像这种金属材质的工艺品基本使用铸造的方法加工出来，其耗时至少一天以上，人工成本较高。现利用数控多轴技术加工此类工艺品提升了效率，降低了生产成本。

　参考文献［1］寇文化．数控铣多轴加工工艺与编程［M］．北京:化学工业出版社，2015．［2］张涛依，张会玲．我国机械 CAD/CAM 技术应用研究综述［J］．机械制造与自动化，2008，37(1):89－90．［3］王玉国．数控雕刻加工关键技术研究［D］．南京:南京航空航天大学，2007．［4］潘红恩．《数控编程与操作》课程探索与实践［J］．科技创新导报，2008(19):153－154．