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多轴数控加工
多轴数控加工是一种先进的加工技术，它通过同时控制多个轴的运动来实现复杂零件的加工。
多轴数控加工可以应用于不同类型的机床，如铣床、车床和磨床等。
在多轴数控加工中，可以同时控制的轴包括：
1. X轴：用于控制工件在水平方向上的移动。
X轴通常与主轴平行。
2. Y轴：用于控制工件在垂直方向上的移动。
Y轴通常与主轴垂直。
3. Z轴：用于控制工件在纵向方向上的移动。
Z轴通常与主轴平行。
除了以上三个基本轴，还可以有其他额外的轴，如：
4. A轴：用于控制工件在水平平面上的旋转。
A轴可以使工件在水平方向上进行加工。
5. B轴：用于控制工件在垂直平面上的旋转。
B轴可以使工件在垂直方向上进行加工。
6. C轴：用于控制工件在纵向平面上的旋转。
C轴可以使工件在纵向方向上进行加工。
通过同时控制这些轴的运动，多轴数控加工可以实现复杂
零件的加工，例如曲面零件、螺旋零件和复杂形状的孔加
工等。
多轴数控加工具有高精度、高效率和高灵活性等优点，广泛应用于航空航天、汽车、模具和医疗器械等领域。
数控工艺培训教程西南科技大学专业课程—数字控制技术及高级数控编程西安交通大学多轴加工1、概述多轴加工通常为四轴、五轴加工，即刀具运动包含X、Y、Z、A、B或C等方向其中四个坐标以上的联动。
用于加工复杂零件，如具有复杂形状的透平叶轮、大曲率空间凸轮等。
1、概述(续)‰ 曲线五轴加工‰ 钻孔五轴加工‰ 侧壁五轴加工‰ 曲面五轴加工‰ 流线五轴加工‰ 旋转四轴加工ÊToolpath→Multiaxis1、概述(续)‰ 刀具路径: 层切、行切、往复切、U V线切、等高线切等，分别适用于粗加工、精加工、清根加工。
‰ 用刀方法: 底刃、侧刃、前倾、后倾、侧倾。
例如，用球头刀加工曲面，由于越接近刀尖线速度越小，甚至为零，加工质量不高，所以需要把刀具倾斜以提高加工质量。
1、概述(续)创建多轴镗铣加工的一般步骤：‰进入相关加工方式‰选择待加工几何体‰设定加工参数‰验证刀位轨迹‰生成G代码程序2 切削方向¾切削方向：沿曲面箭头所定义的方向3 刀具轴控制方式¾刀具轴控制方式9 领先/滞后曲面9 直线9 点9 曲线9 曲面3 刀具轴控制方式(续)9 Lead/Lag Surface由lead angle值决定刀具轴的方向Êlead angle值为负¾刀柄滞后于刀尖Êlead angle值为正¾刀柄领先于刀尖Êlead angle值为03 刀具轴控制方式(续)9 Point（点）：使刀轴始终通过该点来控制刀轴矢量。
用于加工口小腔大的区域。
3 刀具轴控制方式(续)9 Curve（曲线）类似于Point 方式来控制刀轴矢量，使刀轴在切削过程中始终对准控制曲线上的点。
在此可以通过设定Lead Angle和Side Angle（侧角）参数值来辅助曲线方式控制刀轴，系统将自动计算最好的刀具方位。
其中Side Angle（侧角）平面垂直于Lead Angle平面。
多轴加工技术应用1、产品质量的提高对产品性能要求提高，例如车灯模具：汽车大灯模具的精加工：用双转台五轴联动机床加工，由于大灯模具的特殊光学效果要求，用于反光的众多小曲面对加工的精度和光洁度都有非常高的指标要求，特别是光洁度，几乎要求达到镜面效果。
采用高速切削工艺装备及五轴联动机床用球铣刀切削出镜面的效果，就变得很容易，而过去的较为落后的加工工艺手段就几乎不可能实现。
2、机床模具相互促进技术进步采用五轴联动机床加工模具可以很快的完成模具加工，交货快，更好的保证模具的加工质量，使模具加工变得更加容易，并且使模具修改变得容易。
在传统的模具加工中，一般用立式加工中心来完成工件的铣削加工。
随着模具制造技术的不断发展，立式加工中心本身的一些弱点表现得越来越明显。
现代模具加工普遍使用球头铣刀来加工，球头铣刀在模具加工中带来好处非常明显，但是如果用立式加工中心的话，其底面的线速度为零，这样底面的光洁度就很差，如果使用四、五轴联动机床加工技术加工模具，可以克服上述不足。
一、多轴加工涵义：我们熟悉的数控机床有XYZ三个直线坐标轴多轴指在一台机床上至少具备第4轴三个旋转轴为A、B、C多轴加工准确地说应该是多坐标加工，它与普通的二坐标平面轮廓加工、点位加工三坐标曲面加工的本质区别是增加了旋转运动，也就是说多轴加工时刀具轴线的相对于工件不再是固定不变的，而是根据需要刀轴角度是变化的。
二、应用前景：1、零件集成度提高，产品设计及更新换代加快；零件越来越小巧，功能越来越多，产品零件越来越复杂，产品质量高（焊接，铆接减少，制造周期缩短）2、医疗器械（人工关节等）随着国民经济的迅速发展，人们知识水平及生活水平的不断提高，对生活质量要求也提高了，人工关节应用越来越广泛。
3、军事爱好军事的朋友可能知道著名的“东芝事件”：上世纪八十年代末，日本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，使美国间谍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。
第1章多轴加工基础主要内容●多轴加工概述●多轴加工常见机床类型●多轴加工的优点●多轴加工常用数控系统●多轴加工刀具种类●多轴加工应用学习目标通过对多轴加工常见机床类型、常用数控系统、刀具种类和多轴加工的优点的介绍，初步了解多轴加工的应用。
1.1 多轴加工概述多轴加工可理解为在4轴（至少包含一个回转轴）及以上的数控设备上完成定向或联动加工。
随着制造技术的发展，当前多轴数控加工设备越来越多地应用在航空航天、汽车等行业。
多轴加工设备的种类很多，结构类型和控制系统都各不相同。
多轴加工与3轴加工编程相比，作为加工程序的NC代码的主体即是众多的路径坐标点，控制系统通过坐标点来控制刀尖参考点的运动，从而加工出需要的零件形状。
在3轴加工编程的过程中，只需要通过对零件模型按照加工策略进行计算，在零件上得到点位数据即可。
而在多轴加工中，不仅需要计算出点位坐标数据，还需要得到坐标点上的矢量方向数据，这个矢量方向在加工中通常用来表达刀具的刀轴方向，这就要求在编程中要考虑更多的因素及复杂的运算。
目前，这项工作最经济的解决方案是通过计算机和CAM软件来完成，众多的CAM软件都具有这方面的能力。
但是，这些软件在使用和学习上难度比较大，编程过程中需要考虑的因素比较多，能使用CAM软件编程的技术人员成为多坐标加工的一个瓶颈因素。
即使利用CAM软件，从目标零件上获得了点位数据和矢量方向数据之后，并不代表这些数NX CAM多轴加工编程实践教程2据可以直接用来进行实际加工。
因为随着机床结构和控制系统的不同，这些数据如何能准确地解释为机床的运动，是多坐标联动加工需要着重解决的问题。
因此，仅仅利用CAM软件计算出点位数据和矢量方向并不能真正地满足最终的加工需要（这些点位数据和矢量方向数据就是前置文件），还需要利用另外的工具将这些前置文件转换成适合机床使用的加工程序，这个工具就是后处理。
1.2 多轴加工常见机床类型以五坐标联动的铣削机床为例，从结构类型上看，分为双转台、双摆头、单摆头+单转台三大类，每大类根据机床运动部件的运动方式的不同而有所不同。
多轴加工的优点1. 强大的加工能力多轴加工是一种先进的数控加工技术，通过同时控制多个轴向运动，可以实现复杂形状的零件加工。
相比传统的单轴或双轴加工方式，多轴加工可以同时进行多个切削操作，大大提高了加工效率。
无论是复杂曲面零件还是多孔、异形零件，都可以通过多轴加工来实现。
2. 提高生产效率由于多轴加工可以同时进行多个切削操作，因此在相同时间内可以完成更多的加工任务。
这不仅提高了生产效率，还减少了等待时间和机器空闲时间。
而且由于精确控制每个刀具的位置和移动路径，减少了人为因素对生产效率的影响。
3. 减少人力成本相比传统的手动或半自动操作方式，多轴加工不需要太多人力参与。
只需一个经验丰富的操作员设置好程序和参数，并监控整个加工过程即可。
这样既减少了人力成本，又降低了人为因素对产品质量和生产效率的影响。
4. 提高产品质量多轴加工采用数控系统控制，可以精确控制每个刀具的位置和移动路径，保证了加工精度和一致性。
而且由于多轴加工可以同时进行多个切削操作，减少了机床上下料的次数，降低了误差的积累。
多轴加工可以提供更高的产品质量和稳定性。
5. 扩大加工范围多轴加工可以实现对复杂形状零件的加工，包括曲面、异形和多孔零件等。
相比传统的单轴或双轴加工方式，多轴加工具有更大的灵活性和适应性。
不仅能够满足常规零件加工需求，还可以应对更复杂、更特殊的加工要求。
6. 提高设备利用率由于多轴加工可以同时进行多个切削操作，因此在相同时间内可以完成更多的任务。
这样不仅提高了设备利用率，还减少了设备闲置时间和能源浪费。
通过合理安排生产计划和优化生产流程，最大限度地发挥设备潜力，并提高整体生产效率。
7. 降低生产成本多轴加工可以提高生产效率、减少人力成本和提高设备利用率，从而降低了生产成本。
虽然多轴加工设备的投资较高，但长期来看，通过降低生产成本和提高产品质量，可以获得更大的经济效益。
8. 适应自动化生产需求随着自动化技术的不断发展，越来越多的企业开始将多轴加工技术应用于自动化生产线。
多轴加工单击“加工”下拉菜单，多轴加工功能如下图所示。
如果没有看到“多轴加工”选项，请确认加密锁已经插好，单击“设置”→“自定义”→“工具条”→“重置所有”即可出现。
多轴加工有如下所示10项再加上“五轴定向加工”共11项功能。
一. 四轴曲线加工【功能】根据给定的曲线，生成四轴加工轨迹。
多用于回转体上加工槽。
铣刀刀轴的方向始终垂直于第四轴的旋转轴。
【参数说明】点取“加工”→“多轴加工”→“四轴曲线加工”弹出如下图所示对话框：1．旋转轴(1) X轴：机床的第四轴绕X轴旋转，生成加工代码时角度地址为A。
(2) Y轴：机床的第四轴绕Y轴旋转，生成加工代码时角度地址为B。
2．加工方向生成四轴加工轨迹时，下刀点与拾取曲线的位置有关，在曲线的哪一端拾取，就会在曲线的哪一端点下刀。
生成轨迹后如想改变下刀点，则可以不用重新生成轨迹，而只需双击轨迹树中的加工参数，在加工方向中的“顺时针”和“逆时针”二项之间进行切换即可改变下刀点。
3．加工精度（1）加工误差：输入模型的加工误差。
计算模型的轨迹的误差小于此值。
加工误差越大，模型形状的误差也增大，模型表面越粗糙。
加工精度越小，模型形状的误差也减小，模型表面越光滑，但是，轨迹段的数目增多，轨迹数据量变大。
（2）加工步长：生成加工轨迹的刀位点沿曲线按弧长均匀分布。
当曲线的曲率变化较大时，不能保证每一点的加工误差都相同。
二种方式生成的四轴加工轨迹请看下图。
其中绿色为加工轨迹，点为刀位点，红色直线段为刀轴方向。
加工误差方式控制加工精度步长方式控制加工精度4．走刀方式：(1) 单向：在刀次大于1时，同一层的刀迹轨迹沿着同一方向进行加工，这时，层间轨迹会自动以抬刀方式连接。
精加工时为了保证槽宽和加工表面质量多采用此方式。
(2) 往复：在刀具轨迹层数大于1时，层之间的刀迹轨迹方向可以往复进行加工。
刀具到达加工终点后，不快速退刀而是与下一层轨迹的最近点之间走一个行间进给，继续沿着原加工方向相反的方向进行加工的。
多轴加工工艺创新设计多轴加工工艺创新设计多轴加工工艺是一种先进的制造技术，它利用多个轴同时进行加工，提高了生产效率和加工精度。
为了进一步创新这一工艺，我们可以按照以下步骤进行思考和设计。
第一步，了解多轴加工工艺的基本原理和应用领域。
多轴加工工艺是通过多个轴同时进行加工，实现多个工序的同时进行，从而提高生产效率。
它广泛应用于汽车、航空航天、电子等行业，可以加工出复杂形状的零件。
第二步，分析多轴加工工艺的优点和不足。
多轴加工工艺具有高效、精度高的优点，但在加工过程中存在加工轴的冲突、加工时间的分配等问题。
我们需要分析这些不足，以便在创新设计中加以改进。
第三步，寻找创新点。
在了解多轴加工工艺的基础上，我们可以从不同的角度寻找创新点。
比如，可以尝试引入机器学习和人工智能技术，优化加工轴的冲突问题；可以设计新型的加工设备，提高加工精度；还可以改进加工时间的分配算法，进一步提高生产效率。
第四步，进行实验和验证。
在设计出创新的多轴加工工艺后，我们需要进行实验和验证。
可以选择一些典型的零件进行加工，并与传统的单轴加工工艺进行比较。
通过实验和验证，可以验证创新设计的可行性和效果。
第五步，推广应用。
在实验和验证的基础上，我们可以将创新的多轴加工工艺推广应用到实际生产中。
可以与相关行业的企业合作，将创新的工艺技术应用于实际生产中，提高产品质量和生产效率。
综上所述，多轴加工工艺的创新设计需要进行步骤和思考。
通过了解基本原理和应用领域，分析优点和不足，寻找创新点，进行实验和验证，并最终推广应用，我们可以不断创新并提高多轴加工工艺的效率和精度。
精密制造中的多轴加工技术研究一、引言随着科学技术的不断进步，精密制造技术也日益发展。
多轴加工技术是一种应用广泛、实现高精度加工的技术。
本文将从多轴加工技术的定义、发展历程、应用场景、优缺点等方面进行探讨，并结合具体案例进行分析和总结。
二、多轴加工技术的定义多轴加工技术是指通过多轴同时控制工件与刀具在空间中的运动，实现对工件进行复杂多面体、多种工艺加工、高效率削减和高精度加工的一种新型加工技术。
多轴加工技术可以有效的提高加工效率和加工质量，实现一次性切削多种加工要求，避免了反复换刀、换夹具等操作流程和浪费时间，同时降低了制造成本和提高了生产效益。
三、多轴加工技术的发展历程多轴加工技术的发展历程相对较短，20世纪80年代，德国和日本的相关企业开始研究和开发多轴加工技术，随后逐渐应用于航空、机床、汽车、模具制造等领域。
在中国，多轴加工技术在2000年左右开始引进和应用，经过多年的研究和发展，目前在国内已经得到了广泛应用和推广。
四、多轴加工技术的应用场景1、模具制造多轴加工技术在模具制造领域的应用越来越广泛，可以实现多种复杂形状、大型模具的一次性加工制造，大大提高了生产效益和质量。
2、飞机发动机制造飞机发动机的复杂性要求加工工艺的高精度和高效率，多轴加工技术的发展可以满足这一要求，大大提高了飞机发动机制造的生产效率和质量。
3、机床制造多轴加工技术在机床制造领域的应用，可以有效地提高机床的精度和效率。
五、多轴加工技术的优缺点优点：1、高精度：多轴加工技术可以实现工件的高精度加工，并且可以有效地保持加工精度的稳定性。
2、高效率：多轴加工技术可以实现一次性切削多种加工要求，避免了反复换刀、换夹具等操作流程和浪费时间，降低了制造成本和提高了生产效益。
3、适用范围广：多轴加工技术可以应用于各种复杂形状和材质的工件加工，适用范围非常广泛。
缺点：1、设备成本高：多轴加工设备的成本比较高，需要投入较大的资金。
2、对操作者要求高：多轴加工技术的操作需要有一定的技术水平，对操作者的要求也比较高。
