中国五轴数控机床的现状

第一篇：中国五轴数控机床的现状

中国五轴数控机床的现状

五轴联动数控机床系统对一个国家的航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等等行业，有着举足轻重的影响力。普遍认为，五轴联动数控机床系统是解决叶轮、叶片、船用螺旋桨、重型发电机转子、汽轮机转子、大型柴油机曲轴等等加工的唯一手段。但是长期以来，以美国为首的西方工业发达国家，一直把五轴联动数控机床系统作为重要的战略物资，实行出口许可证制度，五轴加工技术和机床长期受制于国外。

近年来，我国五轴加工机床和技术突破了国外的封锁，取得了快速发展。五轴五联动加工机床国内生产厂家已增至20家。从1999年开始，在CIMT、CCMT等国际、国内机床展览会上，国内的五轴数控机床产品纷纷亮相，国内五轴数控机床的市场逐渐打开。

CIM T99、CCMT2000分别推出3台国产五轴联动机床；CIMT2001国际机床展览会上，北京第一机床厂和桂林机床股份有限公司分别展出了主轴转速10000r/min的五轴高速龙门加工中心；

北京市机电院的主轴转速15 000r/min 的五轴高速立式加工中心； 清华大学与昆明机床股份有限公司联合研制的XNZ63，采用标准Stewart平台结构，可实现六自由度联动；

大连机床厂自行研制的串并联机床 DCB—510，其数控系统由清华大学开发，该机床通过并联机构实现X、Y、Z轴直线运动，由串联机构实现A、C轴旋转运动，从而实现五轴联动，其直线快速进给速度可达80m/min。

这些机床均已达到国际先进水平，体现出我国机床工业为国防尖端工业发展提供装备的实力又有突破性提高。

国产五轴叶片加工机床目前已能批量生产，北京机电院高技术股份有限公司的五轴叶片加工中心已有十多台在东方汽轮机厂使用，替代了进口产品。

首台为航空发动机叶片加工的产品已通过使用方认可和验收。桂林机床股份有限公司十余台五轴加工铣床进入航空制造业。大连、沈阳、济二等机床厂的五轴五联动加工机床也进入了航空航天制造业和通用机械制造业。

沈阳机床集团有限公司最近自主研发的主轴A、B轴摆动的五轴立式加工中心和龙门加工中心，打破国外长期技术封锁，首台即得到了飞机制造业的青睐。

华中数控等公司已能生产和提供五轴联动数控系统和加工软件。

江西洪都航空工业股份有限公司购买的国产第一台五轴联动机床目前已调试完毕并正式用于加工飞机零件。笔者日前在洪都公司数控机加工厂采访时，公司总经理助理徐伟感慨地说：“多年来，我们一直梦想有一天用国产的五轴联动机床生产自己的飞机零件；如今，这个梦想终于变成了现实。

徐伟把笔者带到江苏多棱公司制造的我国第一台五轴联动加工中心旁，指着工作台上正在加工的一个羊角形的铝质工件说：“这个小东西也就500克重，但你看，它所有的面都是曲面。要是没有五轴联动加工中心，那是不可能加工出来的”。

航空航天、电力、船舶、军事工业等部门生产飞机机头罩、水轮机叶片、导弹壳体、潜艇螺旋桨等复杂曲面时，要保证质量只有用五轴联动加工中心。这是发达国家对我们禁运的设备。据介绍，国外飞机制造企业一般有400～8 00台数控机床，其中一半是五轴联动机床；而我国五轴联动机床的保有量还是凤毛麟角。

1998年5月，当时的国家机械工业局根据国家的需要，决定组织力量攻下五轴联动龙门加工中心，任务落到了江苏多棱数控机床股份有限公司(常州机床总厂)肩上。江苏多棱公司不到一年半时间就研制成功 TH42160B/5X型五轴联动龙门加工中心。经鉴定，各项指标达到设计要求。

这件事在我国机械制造业引起了轰动，这个零的突破让许多老专家激动不已，更让急需五轴联动机床的用户激动。在看到报道的用户中，江西洪都航空工业股份有限公司(南昌飞机制造厂)捷足先登，最早与江苏多棱公司达成购买意向，成为第一台国产五轴联动机床的第一个用户。

据中国机床工具协会总干事长于成廷介绍，江苏多棱数控机床股份有限公司在研制和完善龙门加工中心的过程中，带动了我国机床行业一批企业向世界一流水平发起冲击，企业也形成了自己的核心竞争

力。多棱数控机床公司所有机床产品升级换代，并实现了五轴联动机床系列化生产，现在已能批量生产多轴联动机床。据悉，上海航空发动机厂正在与江苏多棱公司洽谈购买该公司生产的第二台五轴联动机床。

CIMT2011机床展览会国产五轴联动功能的机床展品有80余台套，如济南二机床集团有限公司的XHSV2525×60高架式五轴联动龙门加工中心；大连机床集团的VHT系列五轴联动立式车铣复合加工中心；北京机电院的XKH800五轴叶片加工中心和XKR32F 五轴叶轮加工中心等等。

第二篇：中国五轴数控机床的发展现状

中国五轴数控机床的发展现状

近年来，我国五轴加工机床和技术突破了国外的封锁，取得了快速发展。五轴五联动加工机床国内生产厂家已增至20家。从1999年开始，在CIMT、CCMT等国际、国内机床展览会上，国内的五轴数控机床产品纷纷亮相，国内五轴数控机床的市场逐渐打开。

CIM T99、CCMT2000分别推出3台国产五轴联动机床；CIMT2001国际机床展览会上，北京第一机床厂和桂林机床股份有限公司分别展出了主轴转速10000r/min的五轴高速龙门加工中心；北京市机电院的主轴转速15000r/min 的五轴高速立式加工中心；清华大学与昆明机床股份有限公司联合研制的XNZ63，采用标准Stewart平台结构，可实现六自由度联动；大连机床厂自行研制的串并联机床DCB—510，其数控系统由清华大学开发，该机床通过并联机构实现X、Y、Z轴直线运动，由串联机构实现A、C轴旋转运动，从而实现五轴联动，其直线快速进给速度可达80m/min。www.xiexiebang.com这些机床均已达到国际先进水平，体现出我国机床工业为国防尖端工业发展提供装备的实力又有突破性提高。

国产五轴叶片加工机床目前已能批量生产，北京机电院高技术股份有限公司的五轴叶片加工中心已有十多台在东方汽轮机厂使用，替代了进口产品。首台为航空发动机叶片加工的产品已通过使用方认可和验收。桂林机床股份有限公司十余台五轴加工铣床进入航空制造业。大连、沈阳、济二等机床厂的五轴五联动加工机床也进入了航空航天制造业和通用机械制造业。

沈阳机床集团有限公司最近自主研发的主轴A、B轴摆动的五轴立式加工中心和龙门加工中心，打破国外长期技术封锁，首台即得到了飞机制造业的青睐。华中数控等公司已能生产和提供五轴联动数控系统和加工软件。

要特别强调的是，今后要特别重视新工艺的研究与创新，从而促进数控产品的创新；要特别重视数控加工工艺参数的优化和建立数据库的工作，以提高生产效率和加工质量。要特别重视新材料的研究与应用，以提高数控机床性能；要特别重视数控技术的智能化网络化技术的开发与应用，其前景广阔。

针对国产五轴数控机床，政府应大力支持，数控设备生产企业和机械制造企业应特别重视，要不懈地努力工作，使我国数控机床技术发展从跟随变为领跑。

第三篇：五轴联动数控机床发展与应用

五轴联动数控机床的发展

五轴联动数控机床是一种科技含量高、精密度高专门用于加工复杂曲面的机床，这种机床系统对一个国家的航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等等行业有着举足轻重的影响力。

发展现状国外五轴联动数控机床是为适应多面体和曲面零件加工而出现的。随着机床复合化技术的新发展，在数控车床的基础上,又很快生产出了能进行铣削加工的车铣中心。五轴联动数控机床的加工效率相当于两台三轴机床，有时甚至可以完全省去某些大型自动化生产线的投资,大大节约了占地空间和工作在不同制造单元之间的周转运输时间及费用。市场的需求推动了我国五轴联动数控机床的发展，CIMT99 展览会上国产五轴联动数控机床第一次登上机床市场的舞台。自江苏多棱数控机床股份有限公司展出第一台五轴联动龙门加工中心以来，北京机电研究院、北京第一机床厂、桂林机床股份有限公司、济南二机床集团有限公司等企业也相继开发出五轴联动数控机床。

当前，国产五轴联动数控机床在品种上已经拥有立式、卧式、龙门式和落地式的加工中心，适应不同大小尺寸的杂零件加工，加上五轴联动铣床和大型镗铣床以及车铣中心等的开发，基本涵盖了国内市场的需求。精度上，北京机床研究所的高精度加工中心、宁江机械集团股份有限公司的NJ25HMC40 卧式加工中心和交大昆机科技股份有限公司的TH61160 卧式镗铣加工中心都具有较高的精度，可与发达国家的产品相媲美。在产品市场销售上，江苏多棱、济南二机床、北京机电研究院、宁江机床、桂林机床、北京一机床等企业的产品已获得国内市场的认同。

2013年7月31日上午由大连科德制造的高精度五轴立式机床，启运出口德国。工信部装备司副司长王卫明表示：“这一高档数控机床销往西方发达国家，是中国机床制造行业的重要里程碑。”

研究背景及应用

最近10多年来，数控技术快速发展，特别是数控系统大容量存贮技术的解决，开放体系结构控制器（OAC）的应用，快速处理器和运动控制，日益完善的人机接口软件（Human Machine Interface,HMI）以及工厂自动化设备支持通过网络的互联性，使5轴数控机床潜在生产能力能够被充分发挥；高速加工ＨＳＭ技术，高速电主轴或复合主轴头技术的发展，有力推动了机床设计／制造技术的发展与创新，使5轴数控机床制造技术难度大大降低，造价也大幅度减少，许多中小型5轴联动立／卧式加工中心（VMC,HMC）一般制造企业已能接受；计算机软硬件技术快速发展和费用持续降低，使5轴联动和3轴联动控制系统价格已相差无几了；5轴联动CAM编程软件价格（包括5轴程序检验软件）也已大幅度下降，使得许多制造企业可接受使用它，尽管其价格还是偏高；软件技术的进步，特别是仿真技术和虚拟NC加工等可视化技术的应用，用户掌握和应用5轴加工编程软件较以前也容易得多了。加上用户对5轴数控机床的需求日益迫切，因此，包括从适应轻载切削、中载切削到重载切削的各种（高速）5轴数控机床在宇航、汽车、装备、运输、模具以及医疗器械等制造行业中得到了越来越广泛

应用。

①加工复杂空间曲面的产品零件

②大型复杂结构件的高效率加工

③复杂多面体带孔系结构件的高生产率加工

④取代EMD加工

⑤取代快速原型制造（RP）

⑥个性化产品零件加工

⑦组成柔性生产系统用于中/小批量产品的加工

展望

代表机床制造业最高境界的是五轴联动数控机床系统，从某种意义上说，反映了一个国家的工业发展水平状况。五轴联动数控车床在工业生产中占有非常重要的作用，而且现在出现了新的特征，五轴联动数控技术正在向高速、高效率、高可靠性、高精度、复合化、智能化、网络化、柔性化、绿色化等方向发展，我国由于工业底子薄，装备制造业水平比较低，生产出来的五轴联动数控车床质量跟欧美和日本产品还存在一定的差距，落后就要挨打，面

对历史因素和现实的紧迫性，我国要想在接下了发展空间中占有一席之地，就需要做到以下几点：

1、加大研发资金投入力度，加大加强基础理论研究，为设备研究做好理论准备。

2、研究外国先进设备技术，深研其中的核心知识。在仿照的基础上进行创新。

3、研究国内外五轴联动技术的发展方向，做到先人一步开展研发。

4、了解国内外各个用户群体的需要，开发出适合不同用户需要的设备。

5、创新是保持领先的内在要求，没有创新就没有进步。国家应该鼓励企业进行五轴联动技术的研发。

6、在保护好自己核心技术的前提下与其他先进企业进行技术交流。

7、大力发展高端五轴联动车床，实施精品工程。

参考文献

德国兹默曼公司开发出FZ25龙门铣床[J]．制造技术与机床

杜玉湘，陆启建，刘明灯．五轴联动数控机床的结构和应用[J]．机械制造与自动化 梁铖，刘建群．五轴联动数控机床技术现状与发展趋势[J]．机械制造

第四篇：五轴联动数控机床加工中心基本知识介绍

五轴联动数控机床加工中心基本知识介绍

几十年来，人们普遍认为五轴数控加工技术是加工连续、平滑、复杂曲面的惟一手段。一旦人们在设计、制造复杂曲面遇到无法解决的难题，就会求助五轴加工技术。早在20世纪60年代，国外航空工业生产中就开始采用五轴数控铣床。目前五轴数控机床的应用仍然局限于航空、航天及其相关工业。

五轴联动数控是数控技术中难度最大、应用范围最广的技术，它集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体，应用于复杂曲面的高效、精密、自动化加工。国际上把五轴联动数控技术作为一个国家生产设备自动化水平的标志。由于其特殊的地位，特别是对于航空、航天、军事工业的重要影响，以及技术上的复杂性，西方工业发达国家一 直把五轴数控系统作为战略物资实行出口许可证制度，对我国实行禁运。因而，研究五轴数控加工技术对国家科技力量和综合国力的提高有重要意义。

符合数控机床发展的新方向

近几年国际、国内机床展表明，数控机床正朝着高速度、高精度、复合化的方向发展。复合化的目标是在一台机床上利用一次装夹完成大部分或全部切削加工，以保证工件的位置精度，提高加工效率。国外数控镗铣床、加工中心为适应多面体和曲面零件加工，均采用多轴加工技术，包括五轴联动功能。在加工中心上扩展五轴联动功能，可大大提高加工中心的加工能力，便于系统的进一步集成化。最近国际机床业出现了一个新概念，即万能加工，数控机床既能车削又能进行五轴铣削加工。五轴数控机床在国内外的实际应用表明，其加工效率相当于两台三轴机床，甚至可以完全省去某些大型自动化生产流水线的投资，大大节约了占地空间和工件在不同制造单元之间的周转运输的时间和花费。

发展和推广的难点及阻力何在

显然，人们早已认识到五轴数控技术的优越性和重要性。但到目前为止，五轴数控技术的应用仍然局限于少数资金雄厚的部门，并且仍然存在尚未解决的难题。五轴数控技术为何久久未能得以广泛普及？五轴数控加工由于干涉和刀具在加工空间的位姿控制，其数控编程、数控系统和机床结构远比三轴机床复杂得多。目前，五轴数控技术在全球范围 内普遍存在以下问题。

五轴数控编程抽象、操作困难

这是每一个传统数控编程人员都深感头疼的问题。三轴机床只有直线坐标轴，而五轴数控机床结构形式多样；同一段NC代码可以在不同的三轴数控机床上获得同样的加工效果，但某一种五轴机床的NC代码却不能适用于所有类型的五轴机床。数控编程除了直线运动之外，还要协调旋转运动的相关计算，如旋转角度行程检验、非线性误差校核、刀具旋转运动计算等，处理的信息量很大，数控编程极其抽象。

刀具半径补偿困难

在五轴联动NC程序中，刀具长度补偿功能仍然有效，而刀具半径补偿却失效了。以圆柱铣刀进行接触成形铣削时，需要对不同直径的刀具编制不同的程序。目前流行的CNC系统均无法完成刀具半径补偿，因为ISO文件中没有提供足够的数据对刀具位置进行重新计算。用户在进行数控加工时需要频繁换刀或调整刀具的确切尺寸，按照正常的处理程序，刀具轨迹应送回CAM系统重新进行计算。从而导致整个加工过程效率十分低下。

对这个问题的最终解决方案，有赖于引入新一代CNC控制系统，该系统能够识别通用格式的工件模型文件(如STEP等)或CAD系统文件。

购置机床需大量投资

以前五轴机床和三轴机床之间的价格悬殊很大。现在，三轴机床附加一个旋转轴基本上就是普通三轴机床的价格，这种机床可以实现多轴机床的功能。同时，五轴机床的价格也仅仅比三轴机床的价格高出30%～50%。

除了机床本身的投资之外，还必须对CAD/CAM系统软件和后置处理器进行升级，使之适应五轴加工的要求；必须对校验程序进行升级，使之能够对整个机床进行仿真处理。

国内五轴数控技术发展状况与市场分析

五轴联动数控机床，是电力、船舶、航空航天、高精密仪器等民用工业和军事工业等部门迫切需要的关键加工设备。西方发达国家长期对我国实行禁运。

从1999年开始，在CIMT、CCMT等国际、国内机床展览会上，首先是国内的五轴数控机床产品纷纷亮相，国内五轴数控机床的市场逐渐打开，随后国际机床巨头纷至沓来，五轴数控机床的品种和数量逐年上升：CIM T99、CCMT2000分别推出3台国产五轴联动机床；CIMT2001国际机床展览会上，北京第一机床厂和桂林机床股份有限公司分别展出了主轴转速10000r/min的五轴高速龙门加工中心，北京市机电院的主轴转速15 000r/min 的五轴高速立式加工中心；清华大学与昆明机床股份有限公司联合研制的XNZ63，采用标准Stewart平台结构，可实现六自由度联动；大连机床厂自行研制的串并联机床 DCB—510，其数控系统由清华大学开发，该机床通过并联机构实现X、Y、Z轴直线运动，由串联机构实现A、C轴旋转运动，从而实现五轴联动，其直线快速进给速度可达80m/min。这些机床均已达到国际先进水平，体现出我国机床工业为国防尖端工业发展提供装备的实力又有突破性提高。中国机床工业的发展，利用自己研制的高、精、尖产品参与国际竞争，打破了国际技术垄断，国际机床巨头们不愿失去中国这个大有潜力可挖的市场，于是蜂拥而来，把他们的产品“送上门来”：国外展团共展出五轴加工中心8台、五轴车铣加工中心1台、五轴数控刀具磨床5台。

我国数控技术及其设备在各工业部门中的应用整体水平仍然偏低，与工业发达国家相比差距很大。为了实现“十五”规划的发展目标，各部门迫切需要进一步大力发展数控加工技术，亟须配置大量的各类工艺设备，尤其是数控机床设备。对于数控机床设备的主要技术要求是多轴、高速、刚性好、功率大；对坐标数的需求，以三至五轴联动为主。对于关键零件形状复杂的行业，如航空、电力、船舶、模具制造业等，其生产部门对多轴机床要求比例较大，新增五轴数控机床大约占数控机床总数的70%～80%。

装备制造业是一国工业之基石，它为新技术、新产品的开发和现代工业生产提供重要的手段，是不可或缺的战略性产业。即使是发达工业化国家，也无不高度重视。近年来，随着我国国民经济迅速发展和国防建设的需要，对高档的数控机床提出了急迫的大量需求。机床是一个国家制造业水平的象征。而代表机床制造业最高境界的是五轴联动数控机床系统，从某种意义上说，反映了一个国家的工业发展水平状况。长期以来，以美国为首的西方工业发达国家，一直把五轴联动数控机床系统作为重要的战略物资，实行出口许可证制度。特别是冷战时期，对中国、前苏联等社会主义阵营实行封锁禁运。爱好军事的朋友可能知道著名的“东芝事件”：上世纪末，□□□东芝公司卖给前苏联几台五轴联动的数控铣床，结果让前苏联用于制造潜艇的推进螺旋桨，上了几个档次，使美国间蝶船的声纳监听不到潜艇的声音了，所以美国以东芝公司违反了战略物资禁运政策，要惩处东芝公司。由此可见，五轴联动数控机床系统对一个国家的航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等等行业，有着举足轻重的影响力。现在，大家普遍认为，五轴联动数控机床系统是解决叶轮、叶片、船用螺旋桨、重型发电机转子、汽轮机转子、大型柴油机曲轴等等加工的唯一手段。所以，每当人们在设计、研制复杂曲面遇到无法解决的难题时，往往转向求助五轴数控系统。由于五轴联动数控机床系统价格十分昂贵，加之NC程序制作较难，使五轴系统难以“平民”化应用。但近年来，随着计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）系统取得了突破性发展，珊星公司等中国多家数控企业，纷纷推出五轴联动数控机床系统，打破了外国的技术封锁，占领了这一战略性产业的至高点，大大降低了其应用成本，从而使中国装备制造业迎来了一个崭新的时代！以信息技术为代表的现代科学的发展对装备制造业注入了强劲的动力，同时也对它提出更强要求，更加突出了机械装备制造业作为高新技术产业化载体在推动整个社会技术进步和产业升级中无可替代的基础作用。作为国民经济增长和技术升级的原动力，以五轴联动为标志的机械装备制造业将伴随着高新技术和新兴产业的发展而共同进步。中国不仅要做世界制造的大国，更要做世界制造强国！预计在不久的将来，随着五轴联动数控机床系统的普及推广，必将为中国成为世界最强国奠定坚实的基础！

加工中心一般分为立式加工中心和卧式加工中心，立式加工中心（三轴）最有效的加工面仅为工件的顶面，卧式加工中心借助回转工作台，也只能完成工件的四面加工。目前高档的加工中心正朝着五轴控制的方向发展，五轴联动加工中心有高效率、高精度的特点，工件一次装夹就可完成五面体的加工。如配置上五轴联动的高档数控系统，还可以对复杂的空间曲面进行高精度加工，更能够适宜象汽车零部件、飞机结构件等现代模具的加工。立式五轴加工中心这类加工中心的回转轴有两种方式，一种是工作台回转轴。设置在床身上的工作台可以环绕X轴回转，定义为A轴，A轴一般工作范围+30度至-120度。工作台的中间还设有一个回转台，环绕Z轴回转，定义为C轴，C轴都是360度回转。这样通过A轴与C轴的组合，固定在工作台上的工件除了底面之外，其余的五个面都可以由立式主轴进行加工。A轴和C轴最小分度值一般为0.001度，这样又可以把工件细分成任意角度，加工出倾斜面、倾斜孔等。A轴和C轴如与XYZ三直线轴实现联动，就可加工出复杂的空间曲面，当然这需要高档的数控系统、伺服系统以及软件的支持。这种设置方式的优点是主轴的结构比较简单，主轴刚性非常好，制造成本比较低。但一般工作台不能设计太大，承重也较小，特别是当A轴回转大于等于90度时，工件切削时会对工作台带来很大的承载力 矩。另一种是依靠立式主轴头的回转。主轴前端是一个回转头，能自行环绕Z轴360度，成为C轴，回转头上还有带可环绕X轴旋转的A轴，一般可达±90度以上，实现上述同样的功能。这种设置方式的优点是主轴加工非常灵活，工作台也可以设计的非常大，客机庞大的机身、巨大的发动机壳都可以在这类加工中心上加工。这种设计还有一大优点：我们在使用球面铣刀加工曲面时，当刀具中心线垂直于加工面时，由于球面铣刀的顶点线速度为零，顶点切出的工件表面质量会很差，采用主轴回转的设计，令主轴相对工件转过一个角度，使球面铣刀避开顶点切削，保证有一定的线速度，可提高表面加工质量。这种结构非常受模具高精度曲面加工的欢迎，这是工作台回转式加工中心难以做到的。为了达到回转的高精度，高档的回转轴还配置了圆光栅尺反馈，分度精度都在几秒以内，当然这类主轴的回转结构比较复杂，制造成本也较高.

第五篇：五轴联动

教程目录列表：

第一周 五轴理论讲解 机床结构 工作原理 典型零件的工艺方案

第一节 五轴机床结构特点与工作原理 36min

1.五轴的定义:一台机床上至少有5个坐标，分别为3个直线坐标和两个旋转坐标

2.五轴加工特点：

1.三轴加工机床无法加工到的或需要装夹过长2.提高自由空间曲面的精度、质量和效率

2.五轴与三轴的区别;五轴区别与三轴多两个旋转轴，五轴坐标的确立及其代码的表示

Z轴的确定：机床主轴轴线方向或者装夹工件的工作台垂直方向为Z轴

X轴的确定：与工件安装面平行的水平面或者在水平面内选择垂直与工件的旋转轴线的方向为X轴，远离主轴轴线的方向为正方向

3.直线坐标X轴Y轴Z轴 旋转坐标A轴、B轴、C轴

A轴：绕X轴旋转为A轴

B轴：绕Y轴旋转为B轴

C轴：绕Z轴旋转为C轴

XYZ+A+B、XYZ+A+C、XYZ+B+C 三种形式五轴

4.五轴按主轴位置关系分为两大类：卧式、立式

5.五轴按旋转主轴和直线运动的关系来判定，五轴联动的结构形式：

1.双旋转转工作台（A+B为例）

在B轴旋转台上叠加一个A轴的旋转台，小型涡轮、叶轮、小型紧密模具

2.一转一摆 A+B B+C刚性 精度高

3.双摆头 工作台大，力度大，适合大型工件加工，龙门式

6.五轴联动的结构的旋转范围：

双旋转转工作台 旋转范围：+20A-100 B360 +30A-120 C360 一转一摆

旋转范围：+30B-120 C360 双摆头 旋转范围 ：+90A-90 C360 +30A-120 C360 第二节 五轴加工优点 应运典型零件的工艺方案 实际生产加工常发生的问题及其解决方案 32min

1.三轴加工的缺点：1.刀具长度过长，刀具成本过高2.刀具振动引发表粗糙度问题3.工序增加，多次装夹4.刀具易破损5.刀具数量增加6.易过切引起不合格工件7.重复对刀产生累积公差

2.五轴优点：1.刀具得到很大改善2.加工工序缩短装夹时间3.无需夹具4.提高表面质量5.延长刀具寿命6.生产集中化7.有效提高加工效率和生产效率

3.五轴加工主要应运的领域： 航空、造船、医学、汽车工业、模具

4.五轴应运的典型零件：叶轮、涡轮、蜗杆、螺旋桨、鞋模、立体公、人体模型、汽车配件、其他精密零件加工

5.五轴加工工工艺及其实际生产加工常发生的问题及其解决方案：

1.五轴工件坐标系的确立、五轴G代码NC程序表示 2.各种不同机台复杂零件的装夹

3.加工辅助线、辅助面的制作

4.五轴加工刀具与工件点接触，非刀轴中心的补偿

5.加工过程中刀具碰撞问题

6.刀轨的校验及其仿真加工

7.不同五轴机器，不同刀轨和后处理

第二周 结合案例讲解软件的综合使用技巧和UG7.5新增功能的使用

第三节

案例1 五轴加工坐标与刀具补偿装夹及其UG7.5多轴驱动的讲解 116min

1.五轴坐标的设定：

五轴坐标系一般情况下设在工作台回转中心上

2.UG7.5中工件坐标系讲解：刀轴矢量、3轴半开粗、多轴面铣加工

1.局部坐标系设定G52使用举例

格式：G52 X_Y_Z_；

式中:

X、Y、Z： 五轴加工机床局部坐标系原点在当前工件坐标系中的坐标值。

G52 指令能在所有的工件坐标系(G92、G54~G59)内形成子坐标系，即局部坐标系，含有G52 指令的程序段中，绝对值编程方式的指令值就是在该局部坐标系中的坐标值。

设定局部坐标系后，工件坐标系和机床坐标系保持不变。

编程举例：，从A→B→C路线进行，五轴机器加工刀具起点在（20，20，0）处，可编程如下：

N02 G92 X20 Y20 Z0； 设定G92为当前工作坐标系

N04 G90 G00 X10 Y10； 快速定位到G92工作坐标系中的A点

N06 G54； 将G54置为当前坐标系

N08 G90 G00 X10 Y10； 快速定位到G54工作坐标系中的B点

N10 G52 X20 Y20； 在当前工作坐标系G54中建立局部坐标系G52 N12 G90 G00 X10 Y10； 定位到G52中的C点

1.刀具补偿

刀具半径方向补偿 3轴 G41 G42 D 刀具长度方向补偿 3轴 G43 G44 H 3轴平面加工 G16 G17G18 三轴区别五轴加工，刀具半径的补偿、长度补偿都要在三维空间完成！

刀具半径方向补偿：插补程序段中提供的数据信息又仅仅是刀具中心点坐标和刀具轴的方位角，刀具半径补偿实际上不可能进行，因为控制器不知道该往哪个方向进行补偿，而这个方向对于刀具半径补偿非常重要。因此，如果要进行三维空间刀具半径补偿功能，则必须在数控加工程序段中提供补偿方向向量等信息，FANUC控制器采用了IJK码来表示, 将由编程刀具中心位置即指向刀具半径补偿后实际加工刀具中心的矢量称为刀具半径补偿向量IJK 刀具长度方向补偿：坐标和摆角坐标输入插补模块即可使刀具中心按照编程轨迹运行。

程序结构如下：

％

N0100 O0008（程序名）

N0102 M6 T1；（换刀）

N0104 G0 G90 G56 X400 Y200 Z260 B0 C0；（运动到参考点）

N0106 G432 X200 Z150 H1 Bω；（在垂直于斜面的方向加刀长）

N0108 M3 S3000；（主轴正转）

N0110 M8；（打开切削液）

N0112 G68 X188 Y0 Z60 I0J1 K0 Rω；（坐标系转换，ω为主轴从零转到与斜面垂直时所转动过得角度）

… …

N0200 G69；（坐标系旋转取消）

N0202 G492 X200 Z300；（斜面刀具补偿取消，运动到安全位置）

N0204 M9；（切削液关）

N0206 Cα；（C轴旋转，α为所要加工的第n个斜面的垂线与C0位置所夹的最小角度）

N0208 G0 G90 G56 X400 Y200 Z260 B0 C0；（运动到参考点）

N0210 G432 X200 Z150 H1 Bωn；（在垂直于斜面的方向加刀长）

N0212G68 X188 Y0 Z60 I0J1 K0 Rωn；（坐标系转换，ωn为主轴从零转到与斜面垂直时所转动过得角度）

… …

N0200 G69；（坐标系旋转取消）

N0202 G492 X200 Z300；（斜面刀具补偿取消，运动到安全位置）

N0204 M9；（切削液关）

N0204 M30；（程序结束，返回到程序头）

1.五轴加工的装夹及其UG5多轴驱动的讲解

变轴铣 精加工、驱动方式边界、它准许精确控制刀轴和投影矢量

流线加工 按照曲面的趋势产生刀轨

曲面轮廓铣 使用轮廓驱动方式

多层切屑变轴铣 适当条件下可以 采用它来开粗

多层切屑变轴铣（双四轴驱动）边界

多层切屑变轴铣（双四轴驱动）曲面

固定轴曲面轮廓铣 投影矢量（驱动的投影方向）刀轴（刀具方向）

等高变轴铣(新功能)顺序铣削

第四节 案例1五轴几何体9种驱动方法的详细讲解和各参数设置 180min 曲线/点驱动方法加工3D刻字、3D流道

螺旋式、边界加工

曲面加工(重点)曲面必须连续 曲面UV方向一致 辅助面驱动 流线加工（常用）

刀轨、径向切削、外形轮廓加工、用户自定义

第五节 案例2五轴加工13种刀轴方向的控制和复杂零件轴向的判定 80min 远离直线、朝向直线、远离点、朝向点、相对于矢量、（前倾角、后倾角）垂直于部件、相对于部件

插补矢量、插补角度至部件、插补矢量至驱动、（前倾角、后倾角）

优化后驱动、垂直于驱动体、侧刃驱动体、相对于驱动体（前倾角、后倾角）

第六节 案例3五轴加工8种投影矢量使用方法和用途以及与刀轴方向的区别 31min 刀轴

指定矢量

远离点和朝向点

远离直线和朝向直线

垂直与驱动和朝向驱动体

投影矢量和刀轴方向的区别：

投影矢量：使驱动体采用一定的矢量方向投影到部件表面产生的轨迹

刀轴方向：控制刀具在加工中刀具的倾斜或固定方向的

第七节 案例4 UG7.5新增功能在实际生产加工的使用 87min

1.五轴等高：侧倾角

2.五轴外形轮廓铣削：轮廓加工、加工倒扣侧壁、清根、辅助面加工

3.五轴顺序铣加工：驱动、部件、检查体、近侧、远端侧、驱动面移动方向、刀轴矢量方向

第三周 讲解典型零件的程序制作 并结合你公司所要加工的零件

第八节 入门1（烟灰缸五轴加工案例B+C）120min

1.2.3.4.五轴合精加工，开粗尽量采用三轴，或3+1开粗

二次开粗（清角）3+2，注意刀轴矢量方向及其灵活运用

复杂曲面采用边界加工的思路，边界的制作方法

曲面加工驱动，UV方向的判定，投影矢量和刀轴方向

第九节 入门2（奖杯五轴加工案例B+C）350min

1.2.3.4.5.分析倒扣，确定加工方案B+C

抽取最大外形，做片体以便加工使用,减少重复刀轨

补实体避免倒扣位置，复杂图形简单化，减少提刀

曲面驱动五轴加工地面，考虑刀轴方向，刀具过且，刀座碰撞

曲面百分比的灵活运用，1.缩短驱动曲面（负值），避免过且撞刀，减少提刀，2.延伸曲面驱动（正值），避免第一刀接触部件，减轻刀具切入时受力

6.曲面驱动进行光面精加工，曲面驱动UV方向分析，修改、简化以符合曲面加工的UV方向！

7.过切检查，检查刀具夹持碰撞，红色刀轨为过切位置（重要），做出一个列表信息，提示刀轨：刀轨名称、对应的刀轨过切运动、对应的刀具夹持器碰撞

8.干涉不代表刀具路径不能加工，刀轨确认中红色为过切

9.刀轴方向采用远离点，点离到轴越近，刀轴倾斜角度越大，控制刀具倾斜角度避免刀具夹持器的碰撞

10.五轴两种不同刻字，采用三轴半字体加工，字体负余量加工

第十节 提高1（印章五轴加工案例BC）210min

1.分析零件结构特征，确定装夹方向及其加工工艺

2.对称图形可以采用变换刀轨的方法，注意两开粗刀轨之间相接位置的残料

3.给刀具装配夹持器及其夹持器参数的修改，五轴加工刀具夹持器碰撞的验证

4.面对复杂且UV方向不一致曲面加工，做辅助片体，采用其做驱动面产生驱动，然后通过合适的投影方向投影到部件上产生合理的刀路轨迹

5.面对破面产品五轴加工应对的几种方案，参数刀路后的正确判断与验证

6.对于两曲面衔接处的加工方法：1.采用曲面百分比控制，2.采用曲线驱动命令实现两曲面衔接处的加工（重点）

7.面对曲面加工的一些盲区，采用曲面驱动体的加工方向后曲面百分比来弥补这些缺陷

9.面对棱角面，精加工必须逐个分开加工，以保证产品的线条流畅没关

10.对于产品上大小相同，布局有一定规律的曲面，我们可以采用刀轨变换实现多个加工，简单快捷！

第十一节 提高2（模型茄子五轴加工案例B+C）150mion

1.特殊图形加工的定位，考虑外观及其加工中外在因素，比如变形、夹刀，刀长等问题

2.五轴开粗的思路与详细操作步骤

3.控制刀具矢量方向，达到控制刀具夹持器与工作台的避让

4.五轴点线加工驱动的清方式及其思路

第十二节 提高3（玩具枪加五轴加工案例A+C）150min

1.2.3.4.5.6.分析结构特点制作毛胚，设定坐标系位置，考虑补刀点

分析产品的装夹位置，合理、避免刀具夹持器相撞

复杂曲面驱动的设置和选择

特殊机构位置的加工思路

做辅助面产生曲面，实现曲面加工

控制曲面区域：设置检查面、曲面百分比

第十三节 提高4（玩具猪头五轴加工案例B+C）210min

1.2.3.4.5.第十四节 经典1风叶片五轴加工案例B+C 150min

1.2.3.4.5.6.7.叶片加工工艺，分析哪些属于那道工序

考虑到叶片变形，开粗预留量、分两次完成精加工，刀轨变换：镜像、旋转

制作局部毛培，加工倒扣外置，注意刀具的矢量方向

侧刃驱动灵活使用, 侧刃角角度的控制和夹持器的避让

手工制作流线加工操作步骤及其注意事项

五轴产品加工实体仿真操作方法 分析产品结构，确定加工方案

曲面UV方向你不一致如何加工、刀具夹持器与工作台的碰撞

清角位置的处理，采用5轴清角加工（重点）

相对驱动体的使用（侧倾角），避免碰撞

五轴机床的类型详细介绍及其加工特点

第十五节 经典2（人体模型五轴加工案例B+C）120min

1.2.3.4.5.6.7.第十六节 经典3涡轮（多叶片）五轴加工案例（重点）120min

1.涡轮加工环境：

在要创建的 CAM 设置组→选择mill_multi_blade。

复杂曲面的驱动面的选择与设定

对于狭窄位置的清角思路，及其球刀清角的参数设定

流线加工和刀轴的避让问题

采用五轴镜像线驱动清角的方法和刀轴的矢量方向

采用局部投影驱动，达到局部加工

曲面驱动曲面百分比延伸刀轨和缩短刀轨

人体模型五轴仿真加工操作方法

1.UG7.5涡轮加工新操作及其驱动几何体介绍：

叶毂几何体必须能够绕部件轴旋转

包覆几何体必须能够绕部件轴旋转，覆盖整个叶片

主叶片的壁，叶片几何体不包括顶（包覆）面或圆角面

叶跟圆角，定义主叶片与叶毂相连的圆角区域

分流叶片几何体，定义位于主叶片之间的较小叶片。

检查面

前缘和后缘

3.包裹几何体：

a.可由主叶片的顶面组成。

b.可由车削几何体的适当的面组成。

c.由于要驱动切削层的模式，因此它必须光顺。

d.可包含在“部件”几何体内，但不建议采用这种形式。如果使用了车削几何体，指定“部件”几何体时不要选择“包覆”几何体。

4.叶毂具备的特征：

a.必须至少在叶片的前缘和后缘之间延伸。

b.可延伸超出叶片的前缘或后缘。

c.必须能够绕部件的旋转轴回转。

d.可以是单一曲面或一组曲面

e.可环绕叶轮，或仅覆盖叶轮的一部分

5.叶片具备的特征：

a.含顶面或圆角面。

b.跨越至叶毂。

c.入叶毂下方。

d.叶片和叶毂之间留出缝隙。如果部件不包含圆角，叶毂和叶片之间的缝隙不得大于刀具半径。

e.包含延伸至叶片以外的面。.分流叶片几何体有以下特性：

a.壁面和圆角面。

b.于选定主叶片的右侧。

c.含最多五个分流叶片。即使多个分流叶片的几何体相同，每个分流叶片也必须单独进行定义。必须为每个分流叶片创建新集，并按照从左至右的顺序指定多个分流叶片。

7.叶根圆角几何体

8.多叶片检查几何体有以下特性：

a.有被实例化。要包含附加于多叶片或分流叶片的所有面或体，必须单个选择每个面或体。

b.包含定义的叶片、叶根圆角、叶毂或分流叶片。

如果刀具侧倾幅度足以碰撞，定义的几何体以外的叶片，则必须选择该叶片为“检查”几何体。

9.涡轮（多叶片）五轴加工驱动操作

1.多叶片开粗

2.精加工叶毂

3.精加工叶片

4.精加工叶片圆角

10.涡轮五轴加工刀轨变换

第十七节 经典4风叶（多叶片）五轴加工案例）120min

1.五轴开粗（重点），计算刀具半径、叶片余量，制作加工曲面驱动，刀轨过切与夹持器碰撞等问题的分析和避让

2.分析原曲面UV方向，修剪做网格曲面，改变原来的UV曲面的方向，做驱动面加工

3.曲面加工的刀轨轨迹严格按照曲面UV曲线方向产生，控制曲面驱动的UV方向，从而得到合理的刀路轨迹

4.采用UG7.5新驱动涡轮多叶片驱动加工风叶思路和具体操作

第十八节 实战 1维纳斯模型五轴加工案例A+C 300min

1.调整产品基准，以便3+1定轴开粗，分析定轴加工的方向

2.设置加工坐标，确定加工轴向方向,做检查面控制刀轨

3.采用3D，进行残料清角加工

4.采用清跟驱动（参考刀具）, 显示残料3D，另存为prt，导入原图档，作为清跟毛坯加工

5.采用曲面驱动加工，曲面百分比的控制，刀轨投影，刀轴的方向

6.UG7.5新功能通过颜色显示残料厚度

7.制作UV曲线方向一致的曲面做驱动面，从而达到我们所需要的刀轨

第十九节实战2涡轮（分流叶片）五轴加工案例A+C 210min

1.涡轮（分流叶片）的加工思路

2.多轴开粗具体操作方法：做曲面驱动、设置刀轴方向、偏置刀轨

做曲面驱动：改变原有曲面的UV曲线方向，控制刀轨路径

设置刀轴方向：避免刀具与部件的碰撞和过切运动

偏置刀轨：实现5轴粗加工操作

1.五轴局部开粗的方法，叶片余量的的计算

1.分流叶片的加工思路,采用插补矢量，相对于驱动、侧倾角、侧刃驱动

2.仿真操作

第五周 机床仿真、五轴后处理的使用及其赠送数富五轴工厂使用后处理

第二十节 五轴程序的机床仿真五轴后处理

1.五轴程序的机床仿真：双转主轴头、双转工作台、一转一摆

2.如何添加自己的后处理，路径：D:UG7.5MACHresourcepostprocessor 3.五轴后处理详细操作及其讲解

4.五轴后处理修改

第一步：进入UG7.5后处理构造器

.def.tcl.pui 文件

第二步：打开我们要修改的程序→描述你的后处理（英文）→此区域 Inches 英制单位 Millimeters 公制设定→轴选项 3-轴 4-轴 或5轴→机床类型设定 Generic 通用的、Library 浏览自带机床、User’s 用户自定义→单击OK 第三步：yesno所输出是否记录选项（圆弧形式、直线形式）→设置行程（左边为机床行程数据 右边为机床原点数据）→精度、G00速度（左边为机床精度小数公差、右边为机床快速进给G00最大速度）→其余默认然后进入下一页面ok 第四步：修改程序头 程序尾 中间换刀程序衔接 道具号

第四步：修后修改钻孔一些参数

5.制作自己的五轴后处理

第一步：新建后置文件确定机床的类型、公/英制、第二步：设定轴的极限、轴向定义。

第三步：设定程序开始部分、刀轨移动部分、程序结束部分。

6.UG7.5常出现的三大问题：

问题一：

“笫一种情况ug7.5安装完 打开ug7.5出现如下壮态

显示如下NX License Error:Invaild(inconsistent)license key or signature.The license key/signature and data for the feature do not match也有时显示:NX 许可证错误：NX 要求正确配置环境变量UGS_LICENSE_SERVER。可将其设置为 NX 许可证服务器的值 port@hostname，或者将其设置为直接指向许可证文件。默认情况下，其格式为 28000@serverName。

解决方法

1、双击launch.exe打开安装界面，选择第二项“install license server”安装，在选择语言时选中文；安装过程中提示你寻找license文件，使用浏览（browse）来找你安装文件中的MAGNiTUDE文件夹下的nx6.lic文件就可以，不用改里面的计算机名，系统安装自动会生成。继续直到结束，目录路径不要改变，默认就行。

2、运行安装页面第三项“install NX”进行主程序安装。直接下一步，选择典型安装，下一步选择语言（选中文，当然英文也行），安装路径可以更改。直到完成推出。

3、打开MAFGNiTUDE文件，把UGS|NX6.0文件夹下的文件复制到安装好的目录NX6.0下，覆盖。就OK了！

问题二：

UG7.5安装后启动ug后出现：

NX Inutualzation Error Initialization error-NX license Error: The license server has not been started yet, or UGII_LICENSE_FILE is set to the wrong port@host.[-15] 解决方法

产生此种错误的原因在ug服务器上面解决方法：在确定。lic文件修改真确的情况下，把服务重新启动就可以了。或者重新安装nxflexlm060（60ugslicensing010）

问题三：

安装后启动UG7.5后出现Initialization error-UGII_TMP_DIR was set to a directory with an invalid(non-ASCII)character 解决方法

这句话意思就是说初始值UGII_TMP_DIR放在了中文目录下，产生此种结果的原因就是系统的变量问题解决方法如下：修改环境变量：右键我的电脑----属性----高级----环境变量

笫四种情况安装后 启动ug后出现Runtime Error!program:UGSNX 4.0UGIIugraf.exe This application has requested the Runtime to terinate it in an unususl way.Please contact the application's support team for more information 解决方法：

许可证服务器是否正确XP与ug不兼容，要求卸载IE7.0,或换成低版本的就可以了。（或者 UGII文件夹下的psapi.dll文件删除 大家试试”

三轴编程薪资高？如今已经不见了。

多轴加工潜力大，指点江山看明朝！

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