采用不同的刀具和方法优化五轴加工2

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五轴加工时的刀具选择部分取决于所应用的具体铣削方式（点铣或侧铣）。侧铣要求刀具拥有足够长的径向切削刃，例如整体硬质合金立铣刀或可换头铣刀。这些铣刀可以为直型或圆锥形，并具有各种圆角半径。有多种技术可用于侧铣：摆线铣、切片铣或仿形铣削。锥形球头立铣刀与球头立铣刀相比，稳定性更高，后者要求较小的配合半径。

　　摆线铣削（三轴粗加工技术）时，刀具以连续螺旋的刀具路径进行切削，在受限空间中从径向进给，具有很高的材料去除率。每次切削时刀具不断向外运动，进而形成凹槽或轮廓。由于径向切深较小，因此可以使用更大的切削深度并且产生相对较小的切削力。切片（三轴半粗加工/精加工技术）与零件圆角加工类似，通常需要高速动态刚性好的机床。此外，切削时会以小径向切深进行多次走刀，这样对于大圆角就能应用更大的轴向切深。仿形铣削可以是仅使用侧面的2D切削工艺，或者为刀具半径形成底面的3D切削工艺。仿形铣削也要求高速动态刚性好的机床和极高的稳定性。

对于点铣

　　存在许多刀具选择，具体取决于零件特征和表面质量要求。一般来说，对于较大的开放曲面，首选为圆刀片铣刀或球头铣刀。对于型腔，有着大刀具悬伸的锥形球头铣刀往往是最佳选择，其中在需要刀具可达性时，模块化刀具系统所提供的缩径接杆可确保最大稳定性。

　　适合粗加工的刀具应用与机床能力和零件表面要求有关，较大的有效刀具直径或许能够在三轴加工时应用。半精加工时，刀具路径策略应效仿精加工策略，通常在五轴加工（有时使用三轴）时能最高效地获得最佳加工结果。其目标应是为精加工工序留出均匀的加工余量。

　　对于精加工，刀具选择取决于所需要的表面质量和精度水平，其中通过使用不同类型的刀具（具体与零件特征和光洁度有关），即可对联动五轴加工进行优化。圆刀片铣刀使用得更为普遍，球头铣刀适用于在成形和可达性方面要求更为苛刻的切削，例如封闭凹窝。

　球头刀具非常适合于五轴点铣，但可达性和轴自由移动受到限制（三加二轴），例如受限于零件特征或夹具。这些刀具一般为整体硬质合金立铣刀或可换头铣刀，加工时间短，在高切削速度下具有极高效率。当然，它们也很适合任意三加二轴加工工序。

五轴加工时的表面质量

　　在一定程度上是步距问题，与刀具直径有关。在具体应用中是一项重要因素，因为它会影响到加工时间和表面质量。与用于常规仿形铣削的球头刀具相比，采用圆刀片铣刀可显着缩短切削时间。对圆刀片铣刀而言，步距与直径之间的关系最大为1比2，步距较大时，虽然可缩短加工时间，但会留下更高的表面粗糙度。就此而论，球头刀具不会提供同样的生产效率，并且加工条件也较差。刀具将根据每齿进给量和切削宽度形成具有一定有高点的表面，而切削深度会影响到切削力，并对刀具稳定性要求很高。要获得平滑且均匀的表面质量，应对刀具倾斜、进给值、切削方向和刀具夹持情况进行优化，以使其达到最佳平衡。

　　总而言之，每种加工方法和刀具类型都有其特定优势，正确选择刀具并对其进行应用优化能够提供更多的加工可能性，并且有机会降低五轴加工的成本。此外，采用优秀的模拟软件也能够显着降低出错机会，并避免将宝贵的生产时间浪费在机床上测试新程序方面。

　　一系列不同的铣削刀具

　　适合于联动和三轴加工工序，具体取决于粗加工和精加工所介入的程度。例如，大直径的圆刀片铣刀适合较浅的大表面，它采用相对较大的径向吃刀。使用具有大圆角半径或圆头的圆刀片刀具或立铣刀进行铣削时，最好应用适当的切入角和倾角，以确保获得最高的性能和加工结果。可导致高进给能力的薄屑效应是需要考虑到的生产率因素。