多轴数控加工
多轴数控加工
选用具有高硬度、高耐磨性和良好切削性能的刀 具，以减少刀具磨损对表面质量的影响。
切削液应用
选用合适的切削液，以降低切削温度和减少切削 力，从而改善加工表面质量。
多轴数控加工过程优化
加工策略选择
根据工件材料、结构和加工要求，选择合适的加工策略，如高速 切削、五轴联动等，提高加工效率。
刀具路径优化
四轴数控机床
在三轴基础上增加一个旋 转轴（如A轴），适用于 需要角度调整的加工。
五轴数控机床
在四轴基础上再增加一个 旋转轴（如B轴），能进 行更复杂的三维曲面加工 。
多轴数控加工关键技术
高精度插补技术
确保多轴联动时的精确度 和稳定性。
高速切削技术
通过优化切削参数和刀具 路径，提高加工效率。
误差补偿技术
利用多轴数控编程软件， 根据加工工艺方案编写加 工程序，并进行仿真验证 ，确保程序正确无误。
将编写好的加工程序导入 多轴数控机床，进行机床 调试，确保机床正常运行 。随后进行首件试切，检 查加工质量。
在首件试切成功后，进行 批量加工。加工完成后， 对零件进行检验，确保加 工质量符合要求。
多轴数控加工编程方法
磨损。
进给量
根据刀具几何参数、切削速度等因 素选择合适的进给量，保证加工表 面质量。
切削深度
根据机床刚度、刀具刚度等因素确 定切削深度，避免机床振动，保证 加工精度。
04 多轴数控加工质量控制与 优化
多轴数控加工精度控制
切削力控制
通过合理选择切削参数、刀具材 料和切削液，降低切削力，减少 工件的变形和振动，提高加工精
• 超精密加工：随着高端装备、航空航天等领域的快速发展，对超精密加工的需 求越来越高。未来多轴数控加工将不断突破技术瓶颈，实现更高精度的加工。
数控加工中的多轴联动与同步控制方法
数控加工中的多轴联动与同步控制方法数控加工是现代制造业中的重要工艺，它能够实现高精度、高效率的加工过程。
而在数控加工中，多轴联动和同步控制是关键技术，对于提高加工质量和生产效率起着重要的作用。
一、多轴联动的意义和应用多轴联动是指在数控加工中，同时控制多个运动轴的移动，实现复杂的加工操作。
这种技术可以大大提高加工的灵活性和效率。
例如，在车削加工中，多轴联动可以实现同时进行径向和轴向的切削，从而提高加工速度和精度。
在铣削加工中，多轴联动可以实现复杂曲面的加工，提高零件的加工质量。
多轴联动的应用范围非常广泛，不仅仅局限于传统的车削和铣削加工。
例如，在激光切割中，多轴联动可以实现对复杂形状的零件进行高速、高精度的切割。
在电火花加工中，多轴联动可以实现对复杂的电极形状进行加工，提高加工的精度和效率。
二、多轴联动的控制方法实现多轴联动需要采用合适的控制方法。
目前常用的多轴联动控制方法主要有两种：轴间插补和轴间跟随。
1. 轴间插补轴间插补是指在数控系统中，通过计算各个轴的运动轨迹和速度，实现多轴的联动运动。
这种方法适用于需要精确控制各个轴的位置和速度的加工过程。
在轴间插补中，数控系统会根据加工轨迹和加工速度，计算各个轴的位置和速度，并通过控制器发送给各个轴的伺服系统，从而实现多轴的联动运动。
2. 轴间跟随轴间跟随是指在数控系统中，通过一个主轴的位置和速度来控制其他轴的位置和速度。
这种方法适用于需要保持各个轴之间相对位置和速度关系的加工过程。
在轴间跟随中，数控系统会根据主轴的位置和速度，计算其他轴的位置和速度，并通过控制器发送给各个轴的伺服系统，从而实现多轴的联动运动。
三、同步控制的意义和应用在数控加工中，同步控制是指在多个运动轴之间保持一定的相位关系，实现复杂的加工操作。
同步控制可以保证加工过程中各个轴之间的相对位置和速度的稳定，从而提高加工的精度和效率。
同步控制在数控加工中有着广泛的应用。
例如，在五轴联动加工中，同步控制可以保证各个轴之间的相对位置和速度的稳定，从而实现复杂曲面的加工。
浅析多轴数控加工技术
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[1]Carl C. Cowen, Barbara D. MacCluer, Composition operators on
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(1) T ( f g) Tf Tg (2) T (D f ) D (Tf )
四、多轴数控加工编程技术 多轴数控加工与三轴数控加工的本质区别在于 ：在 3 轴数控 加工情况下，刀具轴线在工件坐标系中是固定的，总是平行于 Z 轴 ；而在 5 轴数控加工情况下，刀具轴线一般是变化的。因此 3 轴数控加工的研究关键在于加工特征的识别和刀具路径的规划， 多轴数控加工的研究关键在于刀具姿态的优化。 多轴数控加工编程的一般步骤是 ： ⑴根据模型定义切削策略 ：可变轴轮廓铣是多轴加工的常用 方式，首先从驱动几何体上生成驱动点，将驱动点沿着设定的矢 量映射到零件模型上，生成刀位轨迹。判断刀位轨迹的要素为刀 位轨迹的长短和方向的变化。 ⑵刀轴控制方式 ：与 3 轴固定轮廓铣不同之处在于对刀具轴 线矢量的控制，驱动方法通常有点、线、面等 3 种方式，其选择 的原则是尽量使刀具轴线变化平稳，以保持切削载荷的稳定。 ⑶切削参数的选择 ：切削参数的选择要考虑到整个加工系统 的每个因素，其中，刀具和工件的影响最为明显。在加工对象确 定的情况下，根据工件的形状、大小、切削性能等特点，选择合 适的刀具材料、直径等各项参数，进而确定切削速度、主轴转速、 切削深度等参数。 五、实现多轴数控加工技术的难点 多轴数控加工由于干涉和刀具在加工空问的位置控制，其数 控编程、数控系统和机床结构远比 3 轴机床复杂得多。目前，多 轴数控加工技术存在以下几个问题 ： ⑴多轴数控编程抽象、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。3 轴机床 只有直线坐标轴，而 5 轴数控机床结构形式多样 ；同一段 NC 代 码可以在不同的 3 轴数控机床上获得同样的加工效果，但某一种 5 轴机床的 NC 代码却不能适用于所有类型的 5 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。 ⑵刀具半径补偿困难 在 5 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 系统尚无法 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不高。 ⑶购置机床需要大量投资 多轴数控加工机床和 3 轴数控加工机床之问的价（下转 16 页）
多轴加工技术实训报告
多轴加工技术实训报告【多轴加工技術實訓報告】一、引言多轴加工技术是指在数控机床上采用多个坐标轴来实现复杂零件的加工，具有高效、精度高、工艺多等优点。
多轴加工技术在航空航天、汽车、模具等行业都有着广泛的应用。
本次实训旨在通过对多轴加工技术的学习和实践，提高学生们的机械加工能力和实际操作技能。
二、多轴加工技术概述多轴加工技术指的是在数控机床上采用多个坐标轴进行自动加工的技术。
常见的多轴加工技术包括三轴、四轴、五轴甚至六轴加工。
多轴加工技术相比传统的三轴加工，可以更加灵活地完成立体曲面零件的加工，大大提高了零件加工的精度和效率。
在实际加工中，多轴加工技术通常采用复杂的刀轨控制、联动运动以及坐标变换等技术手段。
三、多轴加工技术的实训内容1. 多轴加工技术的基础知识学习：包括多轴加工原理、刀轨控制、坐标变换等基础知识的学习。
2. 多轴加工技术的编程实践：学习多轴加工的编程方法，掌握G代码、M代码等编程语言，实现多轴加工的自动化控制。
3. 多轴加工技术的操作实践：通过实际操作数控机床进行多轴加工，掌握进给速度、进给量、刀具选用等操作技能。
4. 多轴加工技术的案例分析：学习多轴加工技术在实际零件加工中的应用案例，分析其优缺点和改进方法。
四、实训效果分析通过本次实训，学生们将能够全面掌握多轴加工技术的基础知识和操作技能，具备较强的多轴加工编程和操作能力。
通过案例分析，学生们将能够深入了解多轴加工技术在实际应用中的优势和局限性，为今后的工程实践奠定良好的基础。
五、结语多轴加工技术是数控加工领域的重要技术之一，具有广阔的应用前景和发展空间。
本次实训将有助于提高学生们的实际操作能力和工程实践能力，为他们今后的就业和学术研究打下坚实的基础。
希望通过本次实训，学生们能够对多轴加工技术有更深入的理解，为行业发展做出贡献。
多轴数控加工课程设计
多轴数控加工 课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解多轴数控加工的基本概念、加工原理及加工流程；2. 学生能掌握多轴数控编程的基本指令和编程方法；3. 学生能了解多轴数控加工中的切削参数选择、刀具选用及工艺优化。
技能目标：1. 学生能够运用多轴数控编程软件进行编程操作，完成简单的零件加工；2. 学生能够根据实际加工要求，合理设置切削参数，提高加工效率；3. 学生能够分析加工过程中出现的问题，并提出相应的解决措施。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对多轴数控加工技术的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生严谨、细致的工作态度，提高产品质量意识；3. 培养学生团队协作精神，增强沟通与交流能力。
本课程针对高中阶段学生，结合多轴数控加工技术，注重理论知识与实践操作相结合。
课程目标旨在使学生掌握多轴数控加工的基本知识和技能，培养实际操作能力，同时注重培养学生正确的价值观和职业素养，为我国制造业培养高素质的技术人才。
通过对课程目标的分解，教师可针对性地进行教学设计和评估，确保学生达到预期学习成果。
二、教学内容1. 多轴数控加工概述- 数控加工基本概念- 多轴数控加工原理与特点- 多轴数控机床的分类及结构2. 多轴数控编程技术- 编程基本指令与格式- 编程软件操作与使用- 编程实例分析与操作3. 切削参数与刀具选用- 切削参数对加工质量的影响- 刀具的类型及选用原则- 切削液的选用与应用4. 多轴数控加工工艺- 工艺规划与流程设计- 加工过程中的误差分析- 工艺优化与质量控制5. 实践操作与案例分析- 实践操作流程与方法- 加工过程中的问题分析与解决- 典型案例分析及讨论本教学内容依据课程目标，结合教材内容进行选择和组织，保证科学性和系统性。
教学大纲明确指出教学内容的安排和进度，以教材章节为依据，涵盖多轴数控加工的基本知识、编程技术、切削参数与刀具选用、加工工艺及实践操作等方面。
通过以上教学内容的学习，使学生全面掌握多轴数控加工技术，为实际操作奠定基础。
0-多轴数控加工技术及应用
多轴数控编程
侧偏角(Yaw angle)β: 也叫侧倾角 表示刀具在与刀具路径垂直的方向上与刀具路径法 向之间的夹角。
多轴数控编程
多轴数控编程
CAM软件中常用的刀具姿态控制方式
固定方向：刀轴矢量始终与定义的向量平行。
朝向点：加工过程中刀具刀尖指向恒定的点。
多轴数控编程
自点：加工工程中刀具末端指向恒定的 朝向线：加工过程中刀具刀尖指向一条恒定的直线 自线：加工过程中刀具末端指向一条恒定的直线
UG中其它刀具姿态控制方式
Relative to Vector：相对于矢量 通过指定引导角度与侧斜角度，来定义相对于一个矢量的可变刀轴矢量。 Normal to Part：垂直于零件表面 使可变刀轴矢量在每一个接触点出垂直于零件几何表面。 Relative to Part：相对于零件表面 通过指定引导角与倾斜角，来定义相对于零件几何表面法向矢量的可变刀轴 矢量。 4-Axis Normal to Part：四轴垂直于零件表面 通过指定旋转轴（即第四轴）及其旋转角度来定义刀轴矢量。 4-Axis Relative to Part：四轴相对于零件表面 通过指定第四轴及其旋转角度、引导角度与倾斜角度来定义刀轴矢量 Dual 4-Axis on Part：双四轴于零件表面上 与四轴相对于零件表面法向非常相同，只是它只能用于Zig-Zag切削方法，并 且分别对Zig方向与Zag方向进行切削。 Interpolate：插补 插补刀轴通过在指定点定义矢量来控制刀轴矢量。只有在变轴铣操作中，选 择曲线与点驱动方法或曲面驱动方法时，插补刀轴选项才可使用。
多轴数控加工
五轴机床的机械结构设计和制造复杂和困难。 因为机床要增加两个旋转轴坐标，就必须采用能倾 斜和转动的工作台或能转动和摆动的主轴头部件。对 增加的这两个部件，既要求其结构紧凑，又要具有足 够大的力矩和运动的灵敏性及精度，增加了设计和制 造困难
数控多轴加工实训报告
数控多轴加工实训报告
数控多轴加工实训报告
一、实训目的：
通过本次实训，掌握数控多轴加工的基础知识和操作技能，了解数控多轴加工的原理和应用，提高数控编程和操作的能力。
二、实训内容：
1. 数控多轴加工的概念和基本原理；
2. 数控多轴加工设备的组成和结构；
3. 数控多轴加工的编程和操作方法；
4. 数控多轴加工的常见故障排除和维护方法。
三、实训过程：
1. 实验前准备：
（1）熟悉数控多轴加工设备的基本操作界面和按钮功能；（2）了解数控编程的基本知识和编程方法；
（3）准备实训材料和工件。
2. 实验步骤：
（1）开机启动数控多轴加工设备，进行设备自检和初始化；（2）根据工件要求进行数控编程，包括选择加工模式、设定工件坐标系、选择切削工具等；
（3）将编写好的数控程序上传至设备控制系统；
（4）调试设备参数，如刀具刚性、切削速度、进给速度等；（5）进行实际加工操作，观察加工过程和结果，并记录加工参数和结果；
（6）处理加工过程中遇到的问题和故障，并采取相应的措施解决；
（7）完成加工任务后，进行设备的关机和清理工作。
四、实训心得和体会：
通过本次实训，我对数控多轴加工有了更深入的了解。
学会了数控编程和操作，掌握了数控多轴加工设备的使用方法和调试技巧。
在实际操作中，遇到了一些问题和故障，通过及时处理和排除，顺利完成了加工任务。
这次实训让我更加熟悉了数控多轴加工的流程和操作要点，提高了自己的实际操作能力。
多轴加工技术第一章
数控多轴机床基本操作
2.移动机床轴
（1）用机床轴方向键移动 （2）增量式点动定位 采用增量式点动定位，可按预定的距离移动机床轴。 3.主轴转速S、进给率F和辅助功能M 在“手动操作”和“电子手轮”操作模式下，可用软键 输入主轴转速S、进给速率F和辅助功能M，三者参数 输入方式相同，下面以主轴转速为例说明。 （1）按S软键输入主轴转速。 （2）输入所需主轴转速并用机床的START（启动）按 钮确认。
多轴加工技术
第一章认知数控多轴加工
目录
1
数控多轴加工机床 多轴加工工艺与基本操作
2
一、数控多轴加工机床
数控多轴加工特点
（1）可以一次装夹完成多面多方位加工，从而提高零件 的加工精度和加工效率。 （2）由于多轴机床的刀轴可以相对于工件状态，而改变， 刀具或工件的姿态角可以随时调整，所以可以加工更 加复杂的零件。 （3）具有较高的切削速度和切削宽度，使切削效率和加 工表面质量得以改善。 （4）多轴机床的应用，可以简化刀具形状、从而降低刀 具成本。 （5）在多轴机床上进行加工时，工件夹具较为简单。
数控四轴联动机床
图1.1 四轴联动数控机床
特点：数控四轴联动机床有三个直线坐标轴和一个旋转轴（A轴或B 轴），并且四个坐标轴可以在计算机数控（CNC）系统的控制下同 时协调运动进行加工。
数控五轴联动机床
DMU 60 monoBLOCK五轴数控镗铣加工中心
双摆台形式
双摆头形式
一摆台一摆头形式
多轴加工技术
手动 手轮
用MDI模式定位
程序运行－单NC
数控多轴机床基本操作
机床的手动操作 1．开机和关机
（1）开机 开启控制系统和机床电源。TNC将自动进行如下初始化： 1）内存自检，自动检查TNC内存。 2）电源掉电，TNC显示出错信息“电源掉电”——清除该清息。 3）转换PLC程序，自动编译TNC的PLC程序。 （2）关机 为防止关机时数据丢失，需要用如下方法关闭操作系统。 1）选择“手动操作”模式。 2）选择关机功能，用YES软键再次确认。 3）当TNC的弹出窗口显示“Now you can switch off the TNC” 现在可以关闭TNC系统了字样时，切断TNC电源。
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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。