為五軸加工選擇合適的CAM軟件

　　采用合適的CAM軟件進(jìn)行編程的五軸加工技術(shù)可以為用戶提供更現(xiàn)實(shí)有效的策略來減少循環(huán)次數(shù)、減少加工步驟、提高表面質(zhì)量和加工質(zhì)量并延長刀具壽命，這些對傳統(tǒng)的三軸加工來說是不可能的。

　　五軸加工提高表面質(zhì)量

　　五軸加工技術(shù)適用于復(fù)雜曲面的加工，因此，在航空航天、汽車、模具模型等領(lǐng)域中被廣泛采用。模具加工中使用五軸加工技術(shù)的主要優(yōu)勢在于加工時(shí)間短、表面質(zhì)量高。對于模具制造企業(yè)，五軸加工技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)更高的產(chǎn)品質(zhì)量和更短的交貨周期。

　　定位五軸加工

　　現(xiàn)在，越來越多的機(jī)床和控制器都可以適應(yīng)五軸銑削加工的要求，然而在CAM軟件方面，真正意義上的五軸聯(lián)動(dòng)加工卻沒有得到足夠的普及，有些用戶采取的仍是定位五軸加工(3+2)的方式，其中需要進(jìn)行繁雜的優(yōu)化。

　　定位五軸加工通過一套“三軸”系統(tǒng)來完成，第四和第五軸的加工定位在旋轉(zhuǎn)位置。其主要優(yōu)勢有：可有效利用較短的刀具、刀具伸出較少、切削較快、刀具壽命延長、加工精度和表面精度提高，而這些只需創(chuàng)建一系列定位工作平面即可完成。另外，定位五軸加工所需加工步驟也較少，故節(jié)約了時(shí)間、降低了機(jī)床加工出錯(cuò)率、提高了機(jī)床利用率。

　　五軸聯(lián)動(dòng)加工

　　當(dāng)模具型腔較深且有很窄的部位需要加工時(shí)，如果仍采用定位五軸加工的三軸刀具路徑，相互干涉通常是難以避免的，與此同時(shí)，另外的某些區(qū)域可能又無法完全覆蓋到。這時(shí)，五軸聯(lián)動(dòng)加工必然是一個(gè)更好的選擇。

　　當(dāng)然，市場上不乏一些先進(jìn)的CAM系統(tǒng)，這些系統(tǒng)能夠提供專業(yè)可靠的、真正意義上的五軸聯(lián)動(dòng)加工方案，比如英國DELCAM公司的PowerMILL軟件、德國OPENMIND公司的HyperMILL軟件等，它們可使用戶在復(fù)雜曲面、實(shí)體和三維模型上創(chuàng)建連續(xù)五軸刀具路徑，并且刀具路徑都經(jīng)過自動(dòng)檢查和優(yōu)化，支持各種各樣的加工策略和所有刀具類型。

　　五軸聯(lián)動(dòng)加工的優(yōu)勢在于能使刀具進(jìn)給方向與工件表面連續(xù)保持合適的角度，以得到更好的表面質(zhì)量，還能更好地接近倒角，同時(shí)也提高了刀具壽命。刀具利用更經(jīng)濟(jì)、循環(huán)時(shí)間降低、一次性裝夾，這些都同樣節(jié)約了時(shí)間、減少了機(jī)床加工的出錯(cuò)率。

　　加工策略

　　模具制造中的五軸加工應(yīng)用主要包括筋板加工、刨角、深孔或芯部加工等，槽加工、倒角、陡壁和五軸鉆削等同樣可以充分利用到五軸加工的優(yōu)點(diǎn)。

　　采用合適的CAM軟件可以改良五軸加工的工藝策略，如：所有刀具路徑的振動(dòng)檢查，曲線、點(diǎn)、輪廓、刀具位置自動(dòng)計(jì)算等，都可以由軟件自動(dòng)完成，有些CAM軟件還支持所有的刀具設(shè)計(jì)。其他加工策略包括“點(diǎn)策略”，比如通過刀具找正改良切削條件，提高加工精度等。

　　五軸刀具路徑常見的問題是刀具在與工件被加工表面接觸的法線方向上出現(xiàn)振顫，導(dǎo)致表面質(zhì)量缺陷，使用簡化的基準(zhǔn)表面就可以取消振顫解決這一問題。

　　完全集成化的刀具路徑檢驗(yàn)提供了徹底的防止過切和振動(dòng)檢查。機(jī)床動(dòng)作的模擬和檢驗(yàn)可測到并顯示潛在的振動(dòng)、軸向移動(dòng)，并允許在任何軸進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整動(dòng)作。另外，選擇合適的CAM軟件可自動(dòng)避免振動(dòng)、防止撞擊、保護(hù)設(shè)備。

　　刀具路徑的優(yōu)化

　　CAM軟件可幫助用戶優(yōu)化刀具路徑。

　　Rainbow著色法可顯示加工順序，軸則被反色顯示。目測可考慮刀具幾何、速度和進(jìn)給。由于新的CAM特征可描述尖端特性，因此，用戶可看到實(shí)際的刀具過程和效果，精確地顯示進(jìn)給速度和效果以及工件表面質(zhì)量，允許在實(shí)際加工前預(yù)測表面光潔度數(shù)值。

　　點(diǎn)的重新分配提供了減少加工時(shí)間的方式。在一個(gè)實(shí)例中，通過點(diǎn)的再分配和標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)據(jù)比較，一臺主軸速度為7500mm/min的五軸加工中心可加快循環(huán)時(shí)間39%。點(diǎn)的再分配使編程人員可以方便地處理刀具路徑平滑度以及在該路徑上的點(diǎn)的分配，以便得到這些結(jié)果。

　　用戶價(jià)值

　　無論哪種方式，對于模具制造企業(yè)，使用五軸加工技術(shù)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

　　1、縮短加工時(shí)間：五軸加工可減少制造流程和工件裝夾次數(shù)以及EDM區(qū)域和模具拋光加工，因而大大縮短了整體加工時(shí)間，縮短了交貨周期。

　　2、提高質(zhì)量：使用較短的刀具可以降低偏差，獲得更高的加工精度和更穩(wěn)定的表面質(zhì)量。

　　3、降低成本：五軸加工可以延長刀具的使用壽命，也可減少其他加工設(shè)備的使用，如減少電加工設(shè)備可以減少電級的使用。

　　在實(shí)際應(yīng)用過程中，有經(jīng)驗(yàn)的用戶還會設(shè)置很多模板，這樣可以更加節(jié)約時(shí)間并降低日后程序的出錯(cuò)率，并可在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行完全的過程模擬以防止車間加工時(shí)出錯(cuò)。

　　用戶采用五軸加工時(shí)可能需要調(diào)節(jié)裝夾策略，以便在五軸加工的程序編制中盡可能多地顧及工件特征。標(biāo)準(zhǔn)的裝夾裝置一般不允許接觸工件的多個(gè)側(cè)面，而專用的五軸工裝機(jī)構(gòu)和磁性裝夾機(jī)構(gòu)則可方便地接近被加工零件，因此受到用戶的親睞。

　　五軸加工的優(yōu)勢還包括多種加工方式(三軸HSM、定位五軸、連續(xù)五軸、五軸鉆削等)只需要一臺設(shè)備即可，而且主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度較快，另外，五軸機(jī)床設(shè)備還有體積減小的趨勢，而且剛度更好，可以進(jìn)一步提高企業(yè)應(yīng)用效益。

　　五軸加工以及高速加工背后的技術(shù)還在繼續(xù)改進(jìn)而得到更廣泛的應(yīng)用。對于這些技術(shù)與設(shè)備的進(jìn)步，雖然乍看起來投資比較高，但在刀具壽命、效率和實(shí)際操作成本等方面的效益已完全抵消了這些初始成本的增加。