一、引言 Delca......



一、 引言
Delcam Plc 是世界領先的專業化CAD/CAM集成系統開發商。其軟件產品適用于具有復雜形體的產品、零件及模具的設計制造。廣泛地應用于航

空航天、汽車、 船舶、內燃機 、家用電器、輕工產品等行業。Delcam Plc是當今全世界唯一擁有大型數控加工車間的CAD/CAM軟件公司。所

有的軟件產品都在實際的生產環境中經過了嚴格的測試。使得Delcam公司最能理解用戶的問題與需求。
五軸加工被應用在航天業已經多年，主要應用在尖端軍備制造方面，由于其對航空、航天、軍事工業的重要影響，以及技術上的復雜性，西方

工業發達國家一直把五軸數控系統作為戰略物資實行出口許可證制度，從前幾年的東芝事件可見一斑，尤其在潛艇用螺旋漿、葉輪的制造方面

發揮了巨大的作用，上圖CIMT2003展會上PowerMILL和機床商合作做的五軸葉輪加工程序（如圖1 ）。過去模具界甚少使用五軸加工，問題是

多軸機床的價格昂貴及NC程序制作困難。近來因為模具交期緊迫及價格壓縮，使五軸加工受到模具業的重視，將是繼高速加工機后另一個有效

工具。主要優點是加工整體復雜工件時，只要一次的工件夾持定位；另一個好處在于可使用較短刀具，以確保切削精度。在PowerMILL三軸及

高速加工功能倍受推崇的今天，本文將從多個方面介紹PowerMILL展示給我們的強大五軸功能。
二、 PowerMILL高級五軸功能簡介及功能特點
PowerMILL標準概念的五軸加工可選模塊，完全可以實現定位五軸加工方式（3+2軸）；連續五軸加工方式，五軸可以同時運動，并且確保加工

頭在運動中間或改變軸向時不與工件及夾具碰撞。
新版 PowerMILL4.5 進一步擴展了其固定軸 5 軸加工功能和連續 5 軸加工功能。它現在包含有新的 SWARF 加工功能、5 軸輪廓和裁剪功能

以及 5 軸投影加工功能。5 軸加工刀具路徑可基于通過點或指向點加工或是自直線或到直線或驅動曲面加工產生。用戶可全面控制前傾和側

傾角，從而使加工安全可靠。
使用PowerMILL進行5軸加工的另外一個非常重要的優點是它支持使用全范圍的不同類型的切削刀具，這些刀具包括End mill，Tapered cutter

，和Ball-nose，Tipped-radius及 Off-centre， Tipped-radius等?，F在有些系統僅限于使用 Ball-nose或End mill，很顯然，僅使用這兩

種類型的刀具有時并這不是最有效的刀具選擇。
PowerMILL自動對產生的全部刀具路徑進行刀具夾持和刀具的5 軸碰撞檢測，這樣可確保加工過程中不出現過切，這對加工葉輪、螺旋槳、工

模具內部的小型型腔尤其重要。
Delcam針對航空航天及模具制造五軸加工實際需求而開發一系列加工方式，PowerMILL提供加工通過點或指向點及到直線或自直線加

工,PowerMILL可自動調整主軸前傾角和側傾角，以獲得最佳切削條件及避免主軸與工件的碰撞。在不同的加工情況，選擇各式刀具應用如平刀

、錐形刀，以提升加工品質及切削效率，并且PowerMILL中的大多數加工策略都可采用五軸加工方式來實現（如圖2），而達到最優化的加工工

藝，。PowerMILL用于葉輪、葉片加工的連續五軸加工技術，使五軸數控加工技術在加工連續、平滑、復雜曲面方面更加簡單、更安全。
五軸加工大大的降低刀具的損耗，雖然使用高速加工機可設定快速切削 ，縮短工時，但刀具磨耗往往是只發生在刀尖，這樣做相當可惜且浪

費 。使用五軸加工就有所不同了，刀具除了刀尖切削外，更多時候是使用刀腹切削，所以刀具利用率提升很多。
另外powerMILL還支持懸臂多軸、機器人多軸等特殊應用領域的編程需要。
PowerMILL五軸功能的友好界面與方便的操作方式，學習起來非常快捷，使操作者能在很短的時間內掌握在過去認為非常復雜五軸編程。
五軸設備的昂貴價格使用戶對程序的安全性、可靠性、平穩性提出了更高的要求，PowerMILL的全程防過切功能，很大程度上解決了困擾擁有

五軸設備用戶的設備安全問題、減少編程人員及機床操作人員的心理壓力，提供了很好的安全保證，減少編程人員及機床操作人員的心理壓力

。PowerMILL產生的刀具路徑的穩定性和可靠性信心十足，放心地將這些刀具路徑放加工中心上進行無人值守加工。并且PowerMILL的五軸用戶

可以在投入很少的費用獲得真實機床的五軸仿真功能。
三、 PowerMILL高級五軸功能在五面體加工中的應用
5 軸加工的一個主要優點是僅需經過一次裝夾即可完成復雜形狀零件的加工（圖 4）。和多次裝夾相比，它可極大地提高加工和生產能力，顯
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著縮短產品加工周期及加工成本。 5 軸加工中，由于刀頭可進入工件內部，刀具方向朝向工件表面，因此可使用短刀具加工。使用短刀具加
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工可提高切削速率而不增加刀具負荷，從而可提高刀具壽命，減少刀具損壞。 使用短刀具同樣可減少在用 3 軸加工加工深型芯和型腔過程中

經常出現的刀具的振動，從而可得到質量更高的加工表面，減少、甚至避免極其耗時的手工打磨工序。
5 軸加工的另外一個主要優點是可使用 5 軸加工來加工形狀極其復雜的通常只能通過澆鑄方法加工的形體。對于快速原形和小批量生產來說

，和鑄造方法相比，5 軸加工能快速交貨。
對于很多具有不同復合角度的的孔系，同樣也使五軸加工極其適合的加工領域，如果使用三軸設備，那么每個不同的復合角度的孔都要進行一

次裝夾，才能實現，而PowerMILL提供給你的五軸功能是可以自動識別模型中的孔，包括其他CAD軟件設計的零件（如圖 5）， 并且自動生成

加工程序，并且可以采用具有高切削性能的銑刀，用螺旋的方式，對不同孔徑的孔用同一把刀具進行加工，很大程度上提高了加工效率及加工

質量。
四、 PowerMILL高級五軸功能在復雜葉輪加工中的應用
大家普遍認為五軸數控加工技術是解決葉輪、葉片、螺旋漿等加工的惟一手段，在設計、制造復雜曲面遇到無法解決的難題，就會求助五軸加

工技術。早在20世紀60年代，國外航空工業生產中就開始采用五軸數控銑床。雖然隨著五軸設備的外界封鎖以及價格的逐步下降，模具行業開

始采用五軸設備來解決問題，但是五軸數控機床的應用仍然是航空、航天及其相關工業的用戶居多。葉輪葉片的加工也仍然是這部分用戶極為