7-数控多轴加工方法
多轴数控加工
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。
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。
CNC机床加工中的多轴联动技术
CNC机床加工中的多轴联动技术随着科技的不断发展，CNC（Computer Numerical Control，计算机数控）机床在制造业中的应用越来越广泛。
CNC机床通过计算机编程自动控制机械设备进行加工，提高了加工精度和生产效率。
而在CNC 机床中，多轴联动技术则是实现复杂加工任务的关键。
一、多轴联动技术概述多轴联动技术是指CNC机床中多个轴的协同工作，使得机械设备能够同时进行多个自由度的移动和定位。
常见的多轴联动包括二轴联动、三轴联动以及更高阶的多轴联动。
二、多轴联动技术在CNC机床加工中的应用1. 提高加工精度多轴联动技术通过控制机械设备的多个轴，可以实现更高精度的加工。
例如，在复杂曲面的加工中，通过联动X、Y、Z轴，可以准确地切削出所需形状，保证加工精度。
2. 实现复杂形状的加工多轴联动技术可以有效地实现对复杂形状的加工。
通过多轴联动，可以使机械设备在不同平面上进行复杂的切削和定位，实现对复杂零件的加工。
3. 提高生产效率多轴联动技术能够将多个工序同时进行，提高了生产效率。
通过同时控制多个轴，可以实现对不同位置的多个工件进行加工，从而缩短加工周期。
4. 降低人工操作难度多轴联动技术可以将复杂的操作简化，降低人工操作难度。
通过编程控制多轴运动，实现对机械设备的自动化操作，减少了对人工操作员的要求。
三、多轴联动技术的发展趋势随着CNC技术的不断发展，多轴联动技术也在不断演进。
未来，多轴联动技术将主要在以下几个方面得到进一步的发展：1. 更高阶的多轴联动目前，常见的CNC机床多轴联动技术主要以二轴和三轴联动为主。
未来，随着需求的增长和技术的进步，更高阶的多轴联动技术将应用于CNC机床中，以满足更复杂的加工需求。
2. 智能化的多轴联动随着人工智能技术的快速发展，未来的CNC机床将更加智能化。
多轴联动技术将与人工智能相结合，实现自动学习和优化加工过程，提高生产效率和加工精度。
3. 系统集成化多轴联动技术在CNC机床中的应用往往需要与其他系统进行集成。
数控多轴加工实践教学探索
综述随着我国的快速发展及人们生活水平的不断提高，所需产品的质量也越来越高，对企业产品的设计、制造及可靠性的要求也越来越苛刻。
因此，对于某些复杂零件，尤其是需要经过车削、铣削、镗削、钻削、铰孔等多种工艺加工的零件，就需要一种先进加工技术，使其能够通过最简单的方式就能够完成复杂零件的加工。
数控多轴加工中心就是一种可以通过零件的一次装夹就能完成多种加工工序的加工设备，在其加工的过程中能实现多坐标轴的联动，将数控铣、镗、钻等工艺结合在了一起，配合着先进的加工理念及加工工艺，使工件能够在一次装夹后，就可以对特定的加工表面进行多工序的加工，有效地避免了由于多次安装造成的定位误差，减少了废品率的产生，缩短了生产周期，提高加工精度。
我校的现代制造技术实践教学课程为机械、近机械专业必修课程之一，其中既有先进的数控基础理论，又有实际操作的实习环节。
学生经过该门实践课程的实践后，可以理解并掌握先进制造技术的基础知识和理论，并且能够通过真实的零件加工，熟悉并掌握先进制造设备的操作方式及先进制造工艺。
一、教学目的数控多轴加工教学能够让学生了解数控多轴加工设备在先进生产制造领域中的重要地位，通过前期的一系列基础理论教学，能够让学生简单了解数控多轴加工中心的机床主体结构、机床控制系统、机床运动方式、零件加工方法及先进制造工艺的特点。
同时，通过之后实践教学，能够让学生充分理解并简单掌握数控多轴加工机床的基本操作方法和基础加工工艺。
二、教学内容本校实践教学采用的数控设备均为多轴数控设备，该类设备通常价格较为昂贵，且设备数量也较少。
考虑到学生的基础及学习能力有限，我校采用了４人共用一台设备的形式进行实践教学，在保证学生人身安全的同时，又能够有充分的时间对设备的认知及操作，从而达到教学质量及安全实习两者兼顾的目的。
由于本校的数控多轴机床采用的是ＳＩＥＭＥＮＳ ８４０Ｄ系统，该系统拥有ＣＮＣ人机交互的编程方式，对于没有任何基础的学生来说，既不需要利用基本的数控代码编程，也不需要使用任何计算机辅助软件进行编程，只需使用系统内部的人机交互模块即可完全基本程序的编写，因此，其编程难度大大降低。
多轴数控机床软操作法 - 副本
“双摆台”五轴机床解析操作法
四轴旋 转方向
四轴中心相对于 五轴中心在笛卡 尔方向上的偏置
四轴行 程极限
技术是立足的根本
“双摆台”五轴机床解析操作法
五轴中心相对于四 轴中心在笛卡尔方 向的偏置值，与上 一页数值正好相反
轴旋转是单 向还是双向
五轴机床四轴与五轴的定义：非依赖轴为四轴，依 赖轴为五轴。当另一个轴旋转时，这个轴不改变旋 转方向和旋转平面称为非依赖轴，反之称为依赖轴
技术是立足的根本
“一头一台式”五轴机床解析操作法
二、加工坐标系设定
“一头一台”式五轴机床的加工零点 一定要设在摆头回转中心或者将摆头偏置编 入后处理以主轴端面设零。有一点比较关键 。在编程时，一定要把参与多轴插补工序的 刀具的绝对刀长输入到UG的刀具参数表中 ，而在程序中不许带G43、G44之类的指令 ，因为后处理中已经把UG中的刀长计算到 程序中了。
CAM中，将测出的 坐标差值偏移到这 里作为加工坐标系
我们只需一次装夹 、一次对刀，所有
复合 角度
形状、精度全部诞
生。
技术是立足的根本
“双摆台”五轴机床解析操作法
三、偏置值找回
如果将偏置 找回相当于 拯救一台几 百万的设备
方法：在第五轴台面放置V型铁，其上装夹一标准样柱。打表测量样 柱在第四轴旋转一定角度前后的坐标差值，间接求出四轴五轴偏置数 值。
技术是立足的根本
“双摆台”五轴机床解析操作法 技术是立足的根本
“双摆台”五轴机床解析操作法
“双 摆 台”验 证 视 频 双击播放
技术是立足的根本
“一头一台式”五轴机床解析操作法
一头一台式机床也是 一种典型五轴设备， 近年来由于其独特的 几何结构，已经被广 泛应用于车铣复合。 它的关键几何特征是 右图红线所示:头旋 转中心到主轴端面的 距离值。
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。
多轴数控加工教学设计方案
2. 本次教学在计算机房以教师讲授和学生训练共同完成，首先教师通过案例和相关知识的讲解，使学生了解如何正确选择四轴加工中心，选择夹具并确定零件的装夹方案，合理选用刀具，确定加工顺序及进给路线，会确定切削用量等，然后通过学生小组讨论形成图4-1轴杆零件数控加工工艺参数，最后填写数控加工工艺卡片。
3. 本次教学时间安排4学时，教师讲解2学时，小组讨论0.5学时，制定数控加工工艺卡片1.5学时。
二、主题讲解．车铣复合加工技术1）复合加工技术概述2）车削中心的结构特点及加工特点3）车削加工中心的常见类型一、任务呈现二、主题讲解1.UG车削参数概述数控车削加工是一种重要的加工方法，主要用于轴类、盘类等回转零件的加工。
UG的车加工模块，可以完成零件的初车、精车、车端面、车螺纹和钻中心孔等工艺过程。
在UG中建立回转体类零件的模型后，可在主菜单条上选择加工菜单选项进入加工程序。
首次进入加工程序时，系统会弹出加工环境设置对话框。
在建立车削加工操作时，就在环境设置对话框的上部选择车削加工配置文件Lathe，在对话框下部选择车削模板零件Turning，然后再初始化加工环境。
三、能力训练（学生完成工作化任务、小组讨论、教师指导）1．启动UG调入凸轮零件2．确定加工坐标系和工件（workpiece）3．创建刀具4．创建车削操作5．设置驱动方法6．后处理生成NC加工程序四、问题讨论（小组代表交流、教师提问）根据具体存在的问题，小组与小组之间可以交流，教师就相关问题提问。
五、教师总结（教师总结各组完成情况、存在的问题）总结各组完成情况，并就存在的问题及时收集归纳，以便在后续教学中及时解决问题。
本次教学在计算机房以教师讲授和学生训练共同完成，首先教师通过案例和相关知识的讲使学生了解如何正确选择四轴加工中心，选择夹具并确定零件的装夹方案，合理选用刀具，确定加工顺序及进给路线，会确定切削用量等，然后通过学生小组讨论形成图5-1转向阀芯零件数控加工工艺参数，最后填写数控加工工艺卡片。
数控机床操作中的多轴协同控制技巧
数控机床操作中的多轴协同控制技巧在数控机床操作中，多轴协同控制技巧起到了非常重要的作用。
它可以实现多个轴的协同运动控制，提高加工效率和精度。
本文将从机床加工的基本流程、多轴协同的原理和应用以及相应的操作技巧三个方面进行阐述。
首先，机床加工的基本流程是了解多轴协同控制技巧的前提。
通常，机床加工包括工件夹紧、坐标系设定、刀具选择和刀补设定等步骤。
对于多轴协同控制而言，特别需要注意的是坐标系设定和刀补设定。
坐标系设定需要根据加工工序和工件要求来选择，同时需要确保各个轴所控制的方向与坐标系一致；刀补设定则需要根据刀具直径和加工路径来设定，以确保加工误差在允许范围内。
其次，多轴协同的原理是多个轴之间的同步控制。
数控机床中，通常会有X、Y、Z等轴，而在某些应用中还会有旋转轴或倾斜轴。
多轴协同控制的目标是保持各个轴之间的同步运动，防止因为个别轴的误差而导致整个加工过程的失误。
要实现多轴协同控制，可以采用以下几种方式：一是采用软件插补方式，在控制器中通过算法实现多个轴的同步控制；二是采用硬件同步方式，通过硬件设备如同步轴卡等来实现多轴的同步控制；三是采用主从控制方式，其中一个轴为主轴，其余轴为从轴，从轴以主轴为参考进行位置同步。
最后，相应的操作技巧将帮助操作者更好地应用多轴协同控制技巧。
首先，操作者需要熟练掌握机床的操作界面和相关功能。
具体操作包括轴的切换、坐标系的设定、刀补的设定等，这些操作需要准确、快速地完成；其次，操作者需要具备良好的空间想象能力和逻辑思维能力，能够根据加工工序和刀具路径来设定坐标系和刀补，理解多轴之间的相互关系；最后，操作者还需要有较强的问题解决能力和应急处置能力，能够应对加工中可能出现的故障和误差，保证加工质量和效率。
总结起来，数控机床操作中的多轴协同控制技巧是提高加工效率和精度的重要手段。
通过合理设定坐标系和刀补，以及熟练掌握机床操作界面和相关操作技巧，操作者能够实现多个轴之间的同步控制，确保加工过程的准确性和稳定性。
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。
多轴数控加工工艺教案
多轴数控加工工艺教案一、引言本文档旨在介绍多轴数控加工工艺的教学内容和方法，以帮助学生掌握该领域的知识和技巧。
二、课程目标通过本门课程的研究，学生将能够：1. 理解多轴数控加工的基本概念和原理；2. 掌握多轴数控加工设备的操作方法；3. 能够独立设计并实施多轴数控加工工艺；4. 具备解决多轴数控加工中常见问题的能力。
三、课程内容本课程将包括以下几个主要内容：1. 多轴数控加工概述介绍多轴数控加工的定义、发展历程以及在制造业中的应用。
2. 多轴数控加工设备详细介绍多轴数控加工设备的种类、结构和特点，并对其进行操作演示和实操训练。
3. 多轴数控加工工艺设计讲解多轴数控加工的工艺设计原则和方法，包括工序规划、刀具选择、加工参数设定等内容。
4. 多轴数控加工实践通过实践操作，学生将根据给定的零件图纸设计并加工出符合要求的零件，同时解决加工过程中遇到的实际问题。
四、教学方法本课程将采用以下教学方法：1. 理论讲解：通过课堂讲解，向学生介绍多轴数控加工的基本理论知识。
2. 操作演示：通过实机操作演示，向学生展示多轴数控加工设备的操作方法和技巧。
3. 实践训练：安排实践项目，让学生亲自参与并完成多轴数控加工任务，以提高其实际操作能力。
4. 讨论交流：组织学生进行讨论和交流，促进彼此之间的研究和思维碰撞。
五、考核方式学生的成绩将通过以下几个方面进行考核：1. 课堂参与：学生在授课过程中的发言和互动情况。
2. 实践项目：学生完成的实践项目的质量和效果。
3. 期末考试：对学生的理论知识进行考核。
六、教材与参考资料- 教材：《多轴数控加工技术导论》- 参考资料：1.《多轴数控加工工艺教程》；2.《多轴数控加工设备操作手册》。
七、结语通过本门课程的学习，学生将能够掌握多轴数控加工的基本理论和操作技能，并且能够应用于实际生产中。
欢迎各位学生报名参加本课程，共同探索多轴数控加工领域的无限可能！。
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❖ 4 、曲线投影加工 ▪ 以投影方式对曲线进行加工，刀轴的方向由直线方向控制。
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CAXA制造工程师2015与数控----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
《CAXA制造工程师2013与数控车》化学工业出版社 主编：姬彦巧 jyqzhao@
❖ 【项目实例7-1】利用“四轴平切面加工”的方法加工（ 图7-11）所示的零件图。（参见操作视频“项目7-1”）
加工图形
往复走刀加工轨迹
往复走刀加工轨迹
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《CAXA制造工程师2013与数控车》化学工业出版社 主编：姬彦巧 jyqzhao@
❖1、 四轴柱面曲线加工
▪ 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。
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《CAXA制造工程师2013与数控车》化学工业出版社 主编：姬彦巧 jyqzhao@
❖2 、四轴平切面加工
▪ 用一组垂直于旋转轴的平面与被加工曲面的等距面求交 而生成的四轴加工轨迹的方法为四轴平切面加工。多用 于加工旋转体及体上的复杂曲面。加工过程中铣刀刀轴
的方向始终垂直于第四轴的旋转轴。
《CAXA制造工程师2013与数控车》化学工业出版社 主编：姬彦巧 jyqzhao@
❖ 5 、叶轮粗加工 ▪ 对叶轮相邻两个叶片之间的余量进行粗加工
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《CAXA制造工程师2013与数控车》化学工业出版社 主编：姬彦巧 jyqzhao@
❖ 6 、 叶轮精加工 ▪ 对叶轮的单个叶片的两 侧面进行精加工。如果 要加工叶轮的底面，可 以采用叶轮的粗加工的 命令通过设定加工参数 和加工精度进行加工。
叶轮精加工轨迹 叶轮底面精加工轨迹
《CAXA制造工程师2013与数控车》化学工业出版社 主编：姬彦巧 jyqzhao@
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《CAXA制造工程师2013与数控车》化学工业出版社 主编：姬彦巧 jyqzhao@
❖3 、单线体刻字加工
▪ 用五轴方式加工单线体字，刀轴的方向自动由被拾取的 曲面的法线进行控制或用直线方向控制。
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