蒋金良，晋明昌，吴 丹，张旺杰

（宁波合力科技股份有限公司，浙江 宁波 315700）

0 引言

机械工业发展迅猛，产品多样化、复杂化、高精密化已成为常态，这些变化对制造企业提出了更高的要求，尤其是在模具行业。模具行业作为工业之母，模具零件的加工成型及精度要求对加工工艺及工装设备提出了更高的期望，因此从传统的三轴CNC机床到四轴机床、再到五轴甚至六轴CNC设备的应用，成为行业的发展趋势。

1 概述

五轴加工设备根据结构可分为3种类型，分别是 HEAD-HEAD（双摆头结构）、TABLE-HEAD（单摆头单转台结构）、TABLE-TABLE（双转台结构）。5个自由度如图1所示，分别是X、Y、Z三个轴、一个旋转轴和一个摆动轴。旋转轴可以360°旋转，摆动轴则只能在一定的角度内进行摆动。

图1 五轴坐标系

在实际应用中，有五轴定位加工和五轴联动加工2种模式。

在五轴联动加工过程中，引入旋转刀具中心（rotational tool center point，RTCP）编程功能，如图2所示。该功能实现了旋转轴与刀具整体中心点的互补功能，也被称为刀尖跟随功能。

图2 RTCP插点图解

2 五轴加工技术在模具零件加工中的特点及优势

2.1 改善刀具切削状态

当切削刀具向加工面顶端或零件边缘移动时，刀具的切削状态会逐渐变差。为了让刀具保持最佳的切削状态，需要用到旋转工作台或刀轴，如果需要完整地加工不规则平面零件，则需将工作台或刀轴以不同方向多次旋转。

五轴加工中心偏转刀具可以避免球头刀具中心点切削速度为0的情况，在加工斜平面时，五轴加工可利用摆轴实现平底端铣刀的端面与加工表面始终保持垂直状态的加工策略，如图3所示，在延长刀具使用寿命和提高加工效率的同时，可获得更佳的零件加工表面质量。……