摘 要 五軸加工是數（shù）控加工當中非常重要的一部分，這一技（jì）術（shù）已經在船舶、航空航天、汽車、輕工、醫療等（děng）高精密儀器製作的領域廣泛應用。傳統模具加工當中（zhōng），普遍采用三軸（zhóu）加工中心和立式加工（gōng）中心來完成工件的銑削加工。隨著我國的模具製造加工（gōng）技（jì）術不斷的發展，傳統的立式加工中心和三軸加工中心的一些弱點也逐漸顯現出來。目（mù）前，在模具加工當中（zhōng）普遍使用的是球頭（tóu）銑刀，模具加工當中使用球頭（tóu）銑刀雖然好處很明顯，但如應用立式加工中心，其底麵線速則為（wéi）零，光潔度也較（jiào）差，通過（guò）五軸加工中心對模具進行加工，以上的不足之處則可以（yǐ）完全克服。筆者在（zài）本文當中分析了五軸加工中心在模具加工當中的優勢，並對其（qí）在模具加工（gōng）中的應用當進行了探討。

     1 、分析五軸加工的優勢
 

     在五軸加工中（zhōng），采用平底端銑刀，對複雜的（de）模具加工表麵保持（chí）垂直的一種狀態，能夠大幅減少加工的時間（jiān）。五軸加工中心的原理，還適用帶有（yǒu）角度表麵的（de）側麵（miàn）銑削加工，可以消除由（yóu）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（gèng）加理想（xiǎng），也削減了因清（qīng）理模具表麵需（xū）要增加人工銑（xǐ）削（xuē）以及（jí）手（shǒu）工作（zuò）業的工作量。
 

     通（tōng）過（guò）五軸（zhóu）加工技術，使工件在複雜角度（dù）再次定位需要進行（háng）多次的（de）調試裝卡的問題（tí）得以解決，不（bú）僅僅使時間縮短了，其中所產生（shēng）的誤差也（yě）大大降低（dī），在安裝工（gōng）件時需要的工裝夾具的大額費用也（yě）得到了節約，而機床也做到了對複雜零件的加工（gōng），例如複（fù）雜表麵所需的鑽孔、錐度加工、型腔隱（yǐn）窩等，都是傳統方法做不到（dào）的（de）。

     在五軸加工當中使用的（de）刀具較短，同時還（hái）可一次性的（de）將整個零（líng）件的加工完成（chéng），無需再次裝卡或是采用同類的三軸加工當中需要的較長的刀具，能夠在較短的時間內完（wán）成模具的製作，而且零件表麵的質量也較好。
 

     2、 分析（xī）五軸加工（gōng）中（zhōng）心在（zài）汽（qì）車模（mó）具加工中的應（yīng）用

    目前設（shè）計（jì）汽（qì）車零件主要使用的是CAD 係統，並通過逆向（xiàng）工程以及各種試驗完成零件（jiàn）的設（shè）計，加工模具的複雜表麵使用的是CAM 軟件，但是，怎樣（yàng）才能夠（gòu）確保（bǎo）設計與加工時的精度則（zé）要靠數控（kòng）加工（gōng）了，筆者在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（duì）深腔模具的加工

    汽車模具（jù）製造的過（guò）程當中，加工深腔模具時（shí）如應（yīng）用三軸加工中心，要想實現必須加（jiā）長刀柄和刀具，但是利用五軸加工中心加工比（bǐ）較深與比較陡的型腔時，要想給模具加工創（chuàng）造較好的工藝條件（jiàn）可以通過工件或主軸頭的附加回轉和擺動，能夠使刀具長（zhǎng）度得到適當地縮短，從而杜絕刀具同刀杆以及型（xíng）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，模具的（de）表麵質（zhì）量和加工效率也大大提高。
 

    2.2 模具側壁的加工
 

    對模（mó）具側壁的加工，應用三軸加工（gōng）中心刀具長度要比側壁深度大，也（yě）是由側壁深度來決定刀具長度的，若增加刀具的長度，其強度會明顯降低，若刀（dāo）具長度高於3 倍徑讓刀現象便會發生，工件的質量將難（nán）以保證。如應用五軸加工中心（xīn）對模具的（de）側壁加工，能利用主（zhǔ）軸或是工件的擺（bǎi）動，使刀（dāo）具（jù）與模（mó）具側壁呈現出垂直的狀（zhuàng）態，銑模具側壁時可以使用（yòng）平麵銑刀，這樣可以提高工件質量並延長刀具的使用壽命。

    2.3 模具較平的曲麵加工

    對（duì）模具較平的曲麵加工時，三軸加工中心需用球刀精銑（xǐ），獲取好的表（biǎo）麵質量（liàng），而這種（zhǒng）情況下需要增加刀路，但球頭（tóu）刀刀具的中心旋轉線速幾乎為零，在模具加工時刀（dāo）具損傷的程度較大，刀具的使用（yòng）壽命會縮短，而模具表（biǎo）麵（miàn）質量（liàng）也會變差。應用五軸加工中心加（jiā）工較平的曲麵，可以在（zài）工（gōng）件上把（bǎ）刀具上（shàng）成一定的角度再進行工件（jiàn）的加工，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命得到提高，工件（jiàn）表麵質量也（yě）會大幅提高。

    2.4 對模具不規則曲麵進行加工
 

    對（duì）於具有不（bú）規則曲麵的模具加工時，以往普遍是通過三（sān）軸加工中心來完成（chéng），刀具切削模具的方向是沿切削的整個路（lù）徑來運動的（de）切削過程不會改變（biàn），這時刀具的刀尖切削的狀態保證不了模具各部位的（de）完美質（zhì）量。像曲率（lǜ）改變比較頻繁的模具和凹槽較深的模具就可以通過五軸加工中心來加工了（le），切（qiē）削刀具始終都可以使切削（xuē）狀態達到最佳，刀具可（kě）以使整個加工路徑運動（dòng）的（de）方向得（dé）到（dào）最大的優化，而刀（dāo）具（jù）在這同時還能夠作（zuò）直線運（yùn）動，模具的曲麵中（zhōng）每一部位都會較為完美。

   
    2.5 模具不同幾何形狀的加工

    應用五軸加工（gōng）中心對有三維曲線平麵的模具加工時，對模（mó）具的切（qiē）削加工始終保護在最佳的工作狀態，刀具工作的角度可以在機床加（jiā）工的任意區域內被改變，從（cóng）而（ér）完成幾何形模具的加工。

    2.6 模具斜麵上斜孔的加工
 

    對模具斜麵斜孔進行（háng）加工時，利用五軸加工中心（xīn）能夠通過（guò）擺頭式機床擺頭加工的動作，在工件斜麵垂的方（fāng）麵（miàn）放置主軸，並定位於（yú）準確的孔位。要想要模（mó）具上準（zhǔn）確的加工出斜孔，需要至少兩個線性軸插補運動才可以，而（ér）孔位的精度也（yě）在這個過程（chéng）中明（míng）顯降低。加工（gōng）斜（xié）麵孔如用擺台式的五軸加工（gōng）中心，動作是通過機床擺台將模具的斜麵放置在同主軸相垂（chuí）的位置，主軸其中一個線（xiàn）性軸的單獨運動斜（xié）孔的加工就能完成，可明顯提（tí）高孔的精度。
 

   2.7 對模具無方向變（biàn）化直線的銑削
 

    要想銑削沒有方向變化的一條直線，隻要刀尖劃條直線便可，若是方向需要改（gǎi）變，刀尖劃（huá）條（tiáo）曲線便可，刀具刀尖方向被改變，這時再想要直線，就要給這（zhè）條曲線以必須的補償（cháng），應用五軸加工中心這點是極其（qí）重要的。控製係統若未考慮到刀具的長度，刀具是圍繞軸中心來旋轉的，刀具的刀尖不能夠（gòu）固定，極有可（kě）能會移出（chū）當前的工作（zuò）位置，但是在五（wǔ）軸加工中（zhōng）心的係統中具備五軸（zhóu）控製功能，在加工模具的操作中，使用五軸控製係統雖（suī）然刀具的方向被改變，但其刀尖的位置（zhì）是可以保（bǎo）持不變的，這個過（guò）程（chéng）中xyz 軸（zhóu）必須的（de）補償運動同時也被自動計算進去，此（cǐ）時加工精（jīng）度明顯提高。

    總之（zhī），在模具加工（gōng）當中，應用五軸加工中心能避免刀（dāo）具的幹涉，可（kě）對普通的三坐標機床難以加工（gōng）的複雜零件進行加工，對直紋麵類模具的加工，可采用側銑式一刀成型技術，加工的質量好，效（xiào）率也高。對於立體型麵（miàn），特別是（shì）大型的（de）較平的表（biǎo）麵加工時，可（kě）通過大直徑端銑刀端接近大型表（biǎo）麵來加（jiā）工（gōng），走刀次數會減少，殘（cán）餘高度較小，加工效率和表麵質量能夠（gòu）得到有效提高。對模具多個空間表麵可一次裝夾來（lái）進行多工序和多麵加工，使得加工效率提高，還（hái）能夠有效（xiào）提高各個表麵相（xiàng）互位置的精度。應（yīng）用五軸加工（gōng）中心對模具加工時，對於工件來說，刀具可始（shǐ）終處在（zài）最為有效的切削狀態下，在某些加工場，能夠采取大尺寸刀具來避開相互的幹涉，這種刀（dāo）具的剛（gāng）性較（jiào）好，加工精度與加工效率都能夠得到（dào）提高。因（yīn）此（cǐ），五軸加工中心的加工適應性較廣，值得廣泛推廣。