摘 要（yào）：五軸加工是數控（kòng）加工當中非常重要的一部分，這一技術（shù）已經（jīng）在船舶（bó）、航空航天、汽車、輕（qīng）工、醫療等高精密儀器製作的領域廣泛應用（yòng）。傳統模具加工當中，普遍采用三軸加工中心和（hé）立式（shì）加工中心來完成工（gōng）件的（de）銑（xǐ）削加工。隨著我國的模具製（zhì）造加工技術不斷的發展，傳統的立式（shì）加工中心和三軸加工（gōng）中心的一些弱點也（yě）逐漸顯現出來（lái）。目前，在模具加工當中普遍使用的是球頭銑刀，模具加工當中使用球（qiú）頭銑刀（dāo）雖然好處（chù）很明顯，但如應用立式加工（gōng）中心，其底麵（miàn）線速則為零，光潔度也較差，通過五軸加工中心對模（mó）具進行加工，以上的不足之處則可以完全克服。筆者在本文當中分析了五軸加工中心在模具加工當（dāng）中（zhōng）的優勢，並對其在模具加工中的應用當進行了探討。

     1 、分析五軸加工（gōng）的優（yōu）勢

       在五軸加工中，采用平底端銑刀，對複雜的（de）模具加工表麵保持垂（chuí）直的一種狀態，能夠大幅減少加工的（de）時間。五軸加工中（zhōng）心的原理（lǐ），還適用帶有（yǒu）角度表麵的側麵銑削加工，可以消（xiāo）除由球端（duān）立銑刀（dāo）加工導致的肋骨狀紋路（lù），使（shǐ）得（dé）模具的表麵（miàn）質量更加（jiā）理想，也削減了因清理（lǐ）模具表麵需要增加人工銑削以（yǐ）及手（shǒu）工作業（yè）的工作量。

       通過五軸加工技（jì）術（shù），使工件在複雜角度再次定位需要進行多（duō）次的調試裝卡的問題得以解決，不僅（jǐn）僅使時間縮短了，其中所產生的誤差也大大降低，在安裝工件時（shí）需要的工裝夾具的大額（é）費用也得到了節（jiē）約，而機床也做（zuò）到了對複雜零件的加工，例（lì）如複雜表麵所需的鑽孔、錐度加（jiā）工、型腔隱窩等，都是傳統方法做不到的。

       在五軸加工當中使用（yòng）的刀具較短，同（tóng）時還可一次性的將整個零件的加工完成，無需再次裝卡或是采用同類的三軸加工當中需（xū）要的較長的刀具，能夠在較（jiào）短的時間（jiān）內完成（chéng）模具的製作，而且零件表麵的質量也較好。

     2、 分析五（wǔ）軸加工中心在汽車模具加工中的應（yīng）用

       目前設（shè）計（jì）汽車零件主要（yào）使用的是CAD 係統，並通過逆向工程以及各種試驗（yàn）完成零件的設計，加（jiā）工模具的複雜表麵使用的是CAM 軟件，但是，怎樣才能夠確保設（shè）計與（yǔ）加工時（shí）的（de）精度（dù）則要靠數控加工了（le），筆者在下文分析了五軸加工中心在模具加工（gōng）中的應用同汽車（chē）模具質量（liàng）的之間的關係（xì）。

    2.1 對深腔模具的加工

       汽車模具製造的過（guò）程當中，加工深腔模具時如（rú）應用三軸加工中心，要想實現（xiàn）必須加長刀柄和（hé）刀具，但是利用五軸加工中心加工比較深與比較（jiào）陡的型腔時，要想給模具加工創造較（jiào）好的（de）工藝條件可以通過工（gōng）件或主軸頭的附加回轉（zhuǎn）和擺動，能夠使刀具長度得到適當地縮短，從而杜絕刀具同刀杆以及（jí）型腔（qiāng）壁之間產生碰撞現（xiàn）象的發生（shēng），減少加工時刀具的抖（dǒu）動與（yǔ）破損，刀具（jù）的（de）使用（yòng）壽命得到延長，模具的表麵質量和（hé）加工效率（lǜ）也大大提（tí）高。

    2.2 模（mó）具側（cè）壁的（de）加工

       對模具側壁的（de）加工，應（yīng）用三軸加工（gōng）中心刀具長度要比側壁深度大，也是由側壁深度來決定（dìng）刀具長度的，若增加刀具（jù）的長度，其強度會明顯降低，若刀具長度高於3 倍徑讓刀（dāo）現象便會發生，工件的質量將難以（yǐ）保證。如應（yīng）用（yòng）五軸加（jiā）工中心對模具（jù）的側壁加工，能（néng）利用主軸或是工件的擺動，使刀具（jù）與模具側壁呈現出垂直的狀態，銑模具側（cè）壁時可以使用平麵銑刀，這樣可以提高工（gōng）件質量並延長刀具的使（shǐ）用壽命。

    2.3 模具（jù）較平的曲麵加工

       對模具較平的曲麵加工時，三軸加工中心需用（yòng）球刀精銑，獲取好的表麵質量（liàng），而這種情況下需要增加刀路，但球頭刀刀具的中心旋轉線速幾乎為零，在模具加工時刀具（jù）損傷的程度較大，刀具的使用壽命會縮短，而模具表麵質量也會變差。應用五軸加工中心加工較平的曲麵，可（kě）以在工件上把刀具上（shàng）成一定的角度再進行工件的加工，這樣可以增加工件與球（qiú）頭刀間的相（xiàng）對線速，不但可以（yǐ）使（shǐ）刀具的使用壽命得到提高，工件表麵質量也會大幅提高。

    2.4 對模具不規則曲麵進行加工

       對於具有不規則曲麵的模具加工時，以往普遍是通過三軸加工中心來完成，刀（dāo）具切削模具的方向是沿切削（xuē）的整個路徑來運動的切削過程不會改變，這時刀具（jù）的刀尖切削的狀態保（bǎo）證不了模具各部位的（de）完美質量。像曲（qǔ）率（lǜ）改變（biàn）比較頻繁的模（mó）具和凹槽較深的模具就可以通過五軸加工中心來加工了，切削刀（dāo）具始終都可（kě）以使切削狀態達到起佳，刀具可以使（shǐ）整個加工路徑（jìng）運動的方向得（dé）到（dào）起大的優化，而（ér）刀具在這同時還能夠作直線運動，模具的曲麵中每（měi）一（yī）部位（wèi）都會較為完美（měi）。    

    2.5 模具不同幾何形狀的加工

       應用五軸加工中心（xīn）對有三維曲線平麵的模具加工時，對模具的切削加工始終保護在（zài）起佳（jiā）的工作狀態，刀具工作的角度可以在機床加工的任意區域內被改變，從而完成幾（jǐ）何形（xíng）模具的加工。

    2.6 模具斜麵上（shàng）斜孔的加工

       對模具斜麵斜孔進行加（jiā）工時，利用五軸加工中心能夠通過擺頭式機床擺頭加（jiā）工的動作，在工件斜麵垂（chuí）的（de）方麵放置主軸，並定位於（yú）準確的孔位。要想要模（mó）具上準（zhǔn）確的加（jiā）工出斜孔（kǒng），需要至（zhì）少兩個線性軸插補運動才可以（yǐ），而孔位的精度也在這個過程中明顯降（jiàng）低。加工斜麵孔如用擺台式的五（wǔ）軸加工中心，動（dòng）作是通過機床擺台（tái）將模（mó）具的斜麵放置在同主軸相（xiàng）垂的位置，主軸其中一個線性軸的單獨運動斜孔的加工就能完成，可明顯提高孔的精度。

   2.7 對模具無方向（xiàng）變化直線（xiàn）的銑削（xuē）

       要想銑削沒（méi）有方向變化的一條直線，隻要（yào）刀尖劃條直線（xiàn）便可，若是方向需要改變，刀（dāo）尖劃條曲線便可，刀具刀尖（jiān）方向被改（gǎi）變（biàn），這時再想要直線，就要給這條曲線（xiàn）以必須的補償，應用五軸加工中心這點是極其重要的。控製係統若未（wèi）考慮到刀具的（de）長（zhǎng）度，刀具是圍繞軸中心來旋轉的，刀具的刀尖不（bú）能夠固定，極有可能會移出當前（qián）的工作位置，但是在五（wǔ）軸（zhóu）加工中心的係統中具（jù）備五軸控製功能，在加工模具的操作中，使用五軸控製（zhì）係統雖然刀具的方向被改變，但其刀尖的位置是可以（yǐ）保持不變的，這個過程中xyz 軸必須（xū）的補償運動同時也被自動計算進去（qù），此時加工（gōng）精度明（míng）顯提高（gāo）。

       總之（zhī），在模具加工當中，應用（yòng）五軸加工中心能避免刀具的幹涉，可對普通的三坐標機床難以加工的複雜零件進行加工，對直紋麵類模具（jù）的加工，可采用側銑式一刀成型技術，加工（gōng）的質量好，效率也高。對於立體（tǐ）型麵，特別是（shì）大型的較平的表麵加工時（shí），可通過大直徑端銑刀（dāo）端接近大型表麵來加工，走（zǒu）刀次數會減少（shǎo），殘餘高度較小，加工效率和表麵質量能夠得到有效提高。對模具多個空間表麵可一次裝夾來（lái）進行多工序和（hé）多麵加工，使得加工效率提高（gāo），還能夠有效提高各個（gè）表麵相互位置的精度。應用五軸（zhóu）加工中心對模具加工時，對於工件來說（shuō），刀（dāo）具可始終處在起為有效的切削（xuē）狀態下（xià），在某些加工場，能夠采取（qǔ）大（dà）尺寸刀具來避開相互的幹涉，這（zhè）種刀具的剛性較好，加工精度（dù）與加（jiā）工效率都能夠得到提高。因此，五軸加工中心的加（jiā）工適應性較廣，值得廣泛推廣。

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