王振宁

摘 要：随着我国科学技术的不断发展，五轴加工技术在模具零件加工中得到了广泛的应用。本文以典型的五轴零件为例，对其进行了总体的工艺分析和工装设计，并在此基础上以空调骨架模具零为例进行了五轴加工技术应用分析。

关键词：五轴加工；模具零件；应用

中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）15-0039-01

引言

近年来，五轴加工技术得到了快速的发展，技术也日益成熟。五轴加工技术已逐渐“平民化”，在民用工业中的模具零件的加工中逐步实现了五轴加工技术的应用。因此，本文主要从实例出发，对五轴加工技术在模具零件加工中的应用进行了简单的探讨。

1 五轴零件的总体工艺分析及工装设计

常见的五轴加工技术就是指在X、Y、Z三个坐标轴上再任意增加两个旋转轴同时进行加工的技术。本文选取了典型的五轴零件，进行了五轴零件的总体工艺分析及工装设计。从该零件的结构特征来看，该五轴零件主要底部为曲面的六个叶片和由斜平面组成的五角星两部分组成。对于该典型的五轴零件，若用三轴加工技术进行加工，很难实现斜面五角星的接边，若要完成加工，还必须设计专用夹具，同时在加工过程中还要进行多次装夹和定位，通过以上加工技术加工出来的模具零件质量差且加工效率非常低；而对于该结构的底部曲面叶片的加工，若是利用三轴加工技术基本无法完成加工。由此可见，对于模具零件的加工，采用五轴加工技术，便能有效的解决以上问题。对于该典型的五轴零件，从工艺上来说上，对于零件的粗加工和规则特征的加工，应充分利用三轴加工技术的优势来进行前期的加工。在完成基本的加工后，再利用增加两个自由度的五轴定向加工技术中对零件的斜面五角星进行接边加工和叶轮底部曲面及六个叶片的加工。

一般情况下，根据加工模具零件的不同结构特征，需要对工装夹具进行专门的设计。对于该尺寸五轴零件，夹具设计为圆柱型钢件，其直径应小于零件直径，设计为100mm，高度设计为100mm。该夹具的详细的设计如下：（1）圆柱夹具与零件的装夹：圆柱夹具一端面过中心加工出宽16mm的十字凸台，圆盘零件底面过中心加工出宽16mm十字凹槽，夹具十字凸台与零件十字凹槽配合定位，同时圆柱夹具中心加工成阶梯通孔，零件底面中心加工出M12工艺螺纹孔，M12螺栓通过夹具阶梯通孔并锁紧零件；（2）圆柱夹具与数控转台的装夹：夹具另一端面中心加工直径25mm、高10mm圆凸台，与数控转台中心孔配合定位，距此端面10mm的外圆周处加工宽15mm圆周槽，使用T形键和压板压紧夹具圆周槽于数控转台上，完成装夹。

2 五轴加工技术应用分析

不同的零件具有不同的形状特征，我们应根据所加工的零件选定加工方式。因此，本文又选择了与上文不同的另一种典型的模具零件（如图1所示），对其进行五轴技术应用分析。

对于该零件，采用三轴加工技术，只能选择“斜面”的加工方式，且该零件的A处需从顶面加工；B处为凹槽，工件需一次侧面摆放加工；C处高度落差较大，顶面加工机床主轴会与工件碰撞，故需一次侧面摆放加工，该加工需要进行三个面的加工，三次装夹零件，所需时间约1.5h。采用五轴加工，零件的各个区域加工，仅需要通过调整刀具与零件的相对角度，直接将加工表面与刀轴垂直，使刀具与工件呈面接触，利用平面光刀的切削方式进行加工，不仅提高了加工效率和加工精度，还能减少刀具的磨损，使得刀具具有更长的使用寿命。同时该零件进行五轴加工只需通过一次装夹零件就能完成该零件的全部加工，由于只需进行一次装夹零件，故所需的时间约为0.5h。由此可见，五轴加工技术的应用可以大大提高加工效率，有效的缩短模具加工周期。

3 结论与展望

随着科学技术的不断发展，五轴加工技术日益成熟。通过对五轴加工技术应用进行分析，可以进一步促进五轴加工技术的“平民化”，使五轴加工技术得到更加广泛的应用。

参考文獻

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