选择五轴加工中心有哪些要素？ / 开普饭

在上期中我们发布了文章《为什么越来越多的厂家倾向于使用五轴机？》，介绍了五轴加工受到更多厂家青睐的原因及典型应用。本期我们将以业界领先的牧野五轴加工中心为例，为大家介绍在选择五轴加工中心需要考虑哪些主要因素。

结构决定设备性能

五轴加工中心有各种各样的结构，机床的结构设计从基础上决定了设备的性能，决定了机床的刚性、加工精度、稳定性、可操作性等等。

主要应考虑以下方面：

1）线性轴在移动时不合并叠加

2）切削回路短的设备刚性好

3）倾斜旋转轴是否是DD马达

4）是否为5轴联动

5）5轴接近性

牧野的D200Z/D800Z/a500Z系列五轴加工中心采用了“Z”型高刚性工作台结构，如下图所示，工作台无需两端支撑，大直径倾斜轴承，工件重心B在A内。与传统单支撑结构相比，弯曲量d极微小，力臂L更短。

这种倾斜轴结构，可实现与3轴加工中心媲美的高精度加工。即使装载并旋转重工件，也可将工作台的挠曲量控制在最小限度，同时，高刚性轴承及直接驱动电机还可实现振动较小的高精度顺畅旋转。另外还有着优异的空间接近性。

倾斜轴结构优异的空间接近性

倾斜旋转轴精度

机床的加工精度直接受到旋转轴精度的影响，以牧野D800Z机床来了解倾斜旋转轴精度对加工精度的实际影响。

1°= 60′

1′= 60″

1°=3600″

D800Z机床B/C轴的最小分辨率为0.0001度，也就是0.36″，定位精度为±3″，通过下面的计算示意图，我们就可以知道产生的精度误差。

干涉防撞

干涉防撞是5轴加工中不可忽视的问题，除了采用电脑端的软件干涉检查以外，牧野的五轴加工中心标配有机床在线实时仿真CSG功能，即使在手动模式也可以防止干涉。

在线实时仿真CSG功能，在加工前可事先检查可能的工装错误或刀具长度的设置错误，以便将运行中的紧急停止降低至最小限度。运行中基于事先校对调整的数据、以及数控控制装置内的坐标、偏移值等读取位置信息，预测干涉可能性。一旦机床停止运行时，可即时显示状况画面、并确认所预测的干涉部位及轴的动作方向。

旋转中心校正

因环境和温度变化等导致的旋转中心变化，会影响五轴加工精度，应能通过探头自动进行校正，3轴/分度/5轴加工精度验证加工，接刀误差<±4μm。

使用探头自动校正5轴旋转中心

3轴/分度/5轴加工精度验证加工

联动精度

五轴加工中心的联动精度是多因素结果的体现。以牧野D200Z为例，列举加工案例来提供联动精度参照。

加工设备：D200Z

CAM：FFCAM

工件材料：NAK80(40HRC)

工件尺寸：140x140x35mm

型腔：清角R0.22mm，深度20mm

加工时间：1H35min/pocket

刀具：7把6种

联动精度：位置精度±2μm，形状精度±3μm

工艺支持

五轴加工中心的加工工艺决定了能否最大化发挥设备的性能。比如使异形刀具，可使得加工效率得到大幅度提升。

加工案例：效率提升6倍！

材料：YXR33(58HRC)

形状及尺寸：如下图，深度30mm，拔模角2°，清角R3mm

选择五轴加工中心有哪些要素？