五軸加工技術在模具零件加工中的應用

王振寧

摘 要：隨著我國科學技術的不斷發展，五軸加工技術在模具零件加工中得到了廣泛的應用。本文以典型的五軸零件為例，對其進行了總體的工藝分析和工裝設計，并在此基礎上以空調骨架模具零為例進行了五軸加工技術應用分析。

關鍵詞：五軸加工；模具零件；應用

中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）15-0039-01

引言

近年來，五軸加工技術得到了快速的發展，技術也日益成熟。五軸加工技術已逐漸“平民化”，在民用工業中的模具零件的加工中逐步實現了五軸加工技術的應用。因此，本文主要從實例出發，對五軸加工技術在模具零件加工中的應用進行了簡單的探討。

1 五軸零件的總體工藝分析及工裝設計

常見的五軸加工技術就是指在X、Y、Z三個坐標軸上再任意增加兩個旋轉軸同時進行加工的技術。本文選取了典型的五軸零件，進行了五軸零件的總體工藝分析及工裝設計。從該零件的結構特征來看，該五軸零件主要底部為曲面的六個葉片和由斜平面組成的五角星兩部分組成。對于該典型的五軸零件，若用三軸加工技術進行加工，很難實現斜面五角星的接邊，若要完成加工，還必須設計專用夾具，同時在加工過程中還要進行多次裝夾和定位，通過以上加工技術加工出來的模具零件質量差且加工效率非常低；而對于該結構的底部曲面葉片的加工，若是利用三軸加工技術基本無法完成加工。由此可見，對于模具零件的加工，采用五軸加工技術，便能有效的解決以上問題。對于該典型的五軸零件，從工藝上來說上，對于零件的粗加工和規則特征的加工，應充分利用三軸加工技術的優勢來進行前期的加工。在完成基本的加工后，再利用增加兩個自由度的五軸定向加工技術中對零件的斜面五角星進行接邊加工和葉輪底部曲面及六個葉片的加工。

一般情況下，根據加工模具零件的不同結構特征，需要對工裝夾具進行專門的設計。對于該尺寸五軸零件，夾具設計為圓柱型鋼件，其直徑應小于零件直徑，設計為100mm，高度設計為100mm。該夾具的詳細的設計如下：（1）圓柱夾具與零件的裝夾：圓柱夾具一端面過中心加工出寬16mm的十字凸臺，圓盤零件底面過中心加工出寬16mm十字凹槽，夾具十字凸臺與零件十字凹槽配合定位，同時圓柱夾具中心加工成階梯通孔，零件底面中心加工出M12工藝螺紋孔，M12螺栓通過夾具階梯通孔并鎖緊零件；（2）圓柱夾具與數控轉臺的裝夾：夾具另一端面中心加工直徑25mm、高10mm圓凸臺，與數控轉臺中心孔配合定位，距此端面10mm的外圓周處加工寬15mm圓周槽，使用T形鍵和壓板壓緊夾具圓周槽于數控轉臺上，完成裝夾。

2 五軸加工技術應用分析

不同的零件具有不同的形狀特征，我們應根據所加工的零件選定加工方式。因此，本文又選擇了與上文不同的另一種典型的模具零件（如圖1所示），對其進行五軸技術應用分析。

對于該零件，采用三軸加工技術，只能選擇“斜面”的加工方式，且該零件的A處需從頂面加工；B處為凹槽，工件需一次側面擺放加工；C處高度落差較大，頂面加工機床主軸會與工件碰撞，故需一次側面擺放加工，該加工需要進行三個面的加工，三次裝夾零件，所需時間約1.5h。采用五軸加工，零件的各個區域加工，僅需要通過調整刀具與零件的相對角度，直接將加工表面與刀軸垂直，使刀具與工件呈面接觸，利用平面光刀的切削方式進行加工，不僅提高了加工效率和加工精度，還能減少刀具的磨損，使得刀具具有更長的使用壽命。同時該零件進行五軸加工只需通過一次裝夾零件就能完成該零件的全部加工，由于只需進行一次裝夾零件，故所需的時間約為0.5h。由此可見，五軸加工技術的應用可以大大提高加工效率，有效的縮短模具加工周期。

3 結論與展望

隨著科學技術的不斷發展，五軸加工技術日益成熟。通過對五軸加工技術應用進行分析，可以進一步促進五軸加工技術的“平民化”，使五軸加工技術得到更加廣泛的應用。

參考文獻

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