四轴加工中心工作原理

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浅谈加工中心四轴加工技巧

作者：周春然

来源：《科技创新与应用》2015年第17期

摘 要：在数控加工中，多轴加工中心一直位于先进的制造技术的前沿，但社会需求的不断增加，企业生产的必然趋势是朝向先进制造技术发展，多轴加工中心必然也会成为高端企业的必要装备。同时对能熟练掌握多轴加工中心的高技能人才需求必然会相对紧缺，文章就针对多轴加工中心制造的运用进行简单的探讨，以平行与X轴的四轴加工中心为例，做简单的说明。

关键词：多轴；四轴加工中心；多轴加工技巧；多轴操作

随着加工技术的发展，多轴加工中心在企业中的运用也在不断的增加，多轴加工技术也在不断的被引入企业，也是将来企业向高端发展的必然趋势。根据企业的实际需求我们来了解一下四轴加工中心的应用范畴，第一四轴加工中心可以适用于多面体零件的加工，第二四轴加工中心可以适用于带回转角度的螺旋线（圆柱面油槽）、螺旋槽、圆柱面凸轮加工，第三四轴加工中心适用于叶片加工。

1 四轴加工中心的多面体加工方法

四轴加工中心主要是在原有的立式加工中心或卧式加工中心的基础上添加第四个旋转轴，一般旋转轴添加在与X轴轴线平行的工作台面上，此旋转轴被定义为A轴。在进行多面体零件加工时需要多面体的加工面在围绕旋转轴A轴旋转后能与工作台平行或垂直，否则将造成加工面加工不完整，出现欠切或者过切现象。通过夹具把被加工零件安装在A轴旋转工作台上，保持工件旋转轴线与A轴轴线平行，并校正基准面。在实际加工中通过角度的旋转可以得到加工平面的相对位置，并保证加工面内所有图素均可完整加工到。

2 四轴加工中心的回转轮廓加工方法

零件的回转轮廓主要包涵圆柱面上回转油槽，圆柱凸轮等围绕中心轴线旋转的轮廓。圆柱面油槽的加工主要依靠A轴（第四轴）的旋转加X轴的移动来实现。圆柱凸轮的加工依靠A轴与X轴的联动来实现。

数控加工中心四轴加工技术的应用技巧分析

摘要：在现代航空航天领域，工业生产中数控加工中心占据的地位越来越重要。数控加工中心的应用不但能够提升加工效率，同时还能够更好的保障所加工机械零部件的精度。在当前数控加工中心四轴加工是最为常见的一种加工方式。文章分析了四轴加工技术的特点，并探讨了其应用技巧，以期能够给行业工作人员提供有益参考。

关键词：数控加工中心；四轴加工；应用技巧

目前，四轴加工技术被广泛应用在数控加工当中。在使用此技术进行数控加工时，技术人员首先要做的就是借助软件获得相关代码，然后在借助相关流程完成刀路加工。通过调查发现，UG 软件是当前市场中的常用软件，数控加工技术人员会选择利用此软件完成较为复杂的多轴加工，比如零件制造、轮胎模型、飞机发动机等等。主要工作方向为叶片加工、叶轮加工、机匣外壳加工等等，并且应用地点多为传统固定轴加工的薄弱地点。下面详细阐述了基于UG 的数控四轴加工工艺优化方案，以期推动数控行业获得进一步发展。

1 四轴数控加工技术简介

数控加工是一个非常复杂的过程，在实际工作中，如何选择刀具与工具的位置是技术人员需要重点考虑的内容之一。四轴加工在实际的运行过程中，是将四轴坐标轴首先进行固定，然后根据加工件的需求来进行坐标轴的运动，这样可以通过计算机编程所控制的程序，来保证每一个轴运动的进度和速度得到良好的控制，从而使加工件具备更加良好的应用效果。除了将四轴进行固定来进行加工外，由于之前我国车床加工的过程中会出现三轴联动，也可以在此基础上增加一个轴，保证最终加工件的加工面能够有更精确的控制。在四轴加工的实际运行过程中，主要有平面坐标轴以及旋转坐标轴，在平面坐标轴中，由于可以利用空间坐标轴来代替整个空间。

立式主轴回转机床与回转轴机床最大的不同在于它的顶部装有回转装置，可以以Z 轴为中心轴进行360°旋转。通常情况下，技术人员将运动部分称为C轴，而且在回转装置中，A 轴可以在X 轴±90°内进行旋转。利用此工作台完成设备加工可以更好的解决加工过程中出现的多发情况，并且与回转轴工作台相比，此回转机床工作台面积更大。传统复杂零件曲面加工流程为：确保刀具中心线与加工面为垂直关系，球面处刀具速度与零接近，因此所加工零件表面粗糙度与相关标准存在较大差异。但是利用立式主轴回转机床进行加工，主轴与工具之间会存在一定角度，球面刀具不会对顶点进行切削，线速度也不为零，可以确保零件表面加工精度符合相关标准。

加工中心四轴关闭参数

摘要：

一、加工中心四轴简介

二、关闭参数的必要性

三、关闭参数的设置方法

四、关闭参数设置的注意事项

五、总结

正文：

一、加工中心四轴简介

加工中心四轴，顾名思义，是指具有四个旋转轴的加工中心设备。四轴加工中心在制造业中应用广泛，可以实现多种复杂零件的加工需求。四轴分别对应X、Y、Z和A轴，各轴具有独立的运动控制，可实现多轴联动加工。

二、关闭参数的必要性

在实际加工过程中，为确保加工安全和零件加工质量，关闭参数的设置至关重要。关闭参数主要包括刀具补偿、切削参数、进给速度、刀具寿命等方面。合理的关闭参数设置有助于提高加工效率，降低成本，避免加工事故。

三、关闭参数的设置方法

1.刀具补偿：根据刀具的实际直径、刀尖半径和加工零件的尺寸，合理设置刀具补偿值。

2.切削参数：根据加工材料、刀具材质和加工方式，设置合适的切削深度、切削速度和进给速率。 3.进给速度：根据刀具的加工速度、加工零件的尺寸和加工精度要求，设置合适的进给速度。

4.刀具寿命：根据加工量、刀具材质和加工条件，合理设置刀具寿命，确保刀具在使用过程中的安全与稳定。

四、关闭参数设置的注意事项

1.结合加工零件的实际需求，充分了解刀具性能，确保参数设置合理。

2.注意各轴之间的协调与配合，避免因轴间不同步导致的加工问题。

3.考虑加工过程中的安全性，避免因参数设置不当导致的设备损坏或人身安全事故。

4.定期检查和调整关闭参数，确保加工中心四轴运行稳定、加工质量可靠。

五、总结

加工中心四轴关闭参数设置是保证加工顺利进行的关键环节。只有合理地设置关闭参数，才能确保加工过程中的安全与质量。加工人员应充分了解设备性能、加工零件要求，结合实际情况进行参数设置，不断提高加工效率，降低成本。

四轴加工理论讲解

This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020 UG8.5四轴加工典型案例教程

第1节 四轴机床结构特点与工作原理

1.四轴的定义:一台机床上至少有4个坐标，分别为3个直线坐标和1个旋转坐标

2.四轴加工特点：

(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

(3).四轴与三轴的区别;四轴区别与三轴多一个旋转轴，四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

A轴：绕X轴旋转为A轴（G代码）

B轴：绕Y轴旋转为B轴（G代码）

XYZ+A、XYZ+B、两种形式四轴

XYZ+A适合加工旋转类工件、车铣复合加工

XYZ+B工作台相对较小、主轴刚性差、适合加工小产品 四轴可以实现产品除底面外5个面都可以做加工，加工前我们必须对产品进行分析，确定四轴机床。

第2节四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

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

2.四轴优点：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

3.四轴加工主要应运的领域：航空、造船、医学、汽车工业、模具

4.四轴应运的典型零件：凸轮、涡轮、蜗杆、螺旋桨、鞋模、人体模型、汽车配件、其他精密零件加工