复杂型面的数控加工
复杂型面数控加工中的切削力预测
常 重 要 的 。 目前 。 了 避 免 刀 具 变 形 ， 证 加 工 零 件 的 为 保
Ｏ 引言
球 头铣 刀在 机 械 加 工 中得 到 了广 泛 使 用 ， 其 在 尤 汽 车 ， 空 及 模 具 制 造 业 。 为 了 满 足 不 断 提 高 的 零 件 航 性 能 要 求 ， 件 形 状 变 得 越 来 越 复 杂 。 因 而 ， 测 实 际 零 预 加 工过 程 中的切削 力 变得非 常 困难 。
零 件 坐 标 系统 与 刀 具 坐 标 系统 一 致 ， 根 据 具 体 的 材 料 ， 具 ， 削 条 件 ， 工 方 向 以 及 表 面 斜 率 的 一 套 并 刀 切 加
参 数 来 预 测 切 削 力 。 这 个 模 型 将 为 复 杂 型 面加 工 条 件 的 选 择 提 供 参 考 ， 提 高 加 工 效 率 。 并
ＹＡＯ Ｙｕ － ｉｇ ｎｐ ｎ ，Ｗ ＡＮＧ Ｈｏ ｇｙ ａ ＹＩ ｉ－ｕ ｎ —ｕ ｎ， ＡＮ Ｊａｙ ｎ，Ｗ ＡＮＧ ｅ－ｉｇ Ｗ ｉｎｎ
（ ａｚ ｏ ｎｖｒｉ ｆ ｅｈ ｏｏｙ ａ ｚｏ ３ ０ ０ Ｃ ｉａ Ｌ ｎｈ ｕ Ｕ ｉ ｓｙｏ ｃｎ ｌｇ ，Ｌ ｎｈ ｕ７ ０ ５ ， ｈｎ ） ｅ ｔ Ｔ
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２６ ０ 年第ｌ 期 ０ ６ １ ０ ７— ３ １０ — ２５ ２０ ）０—０８ ０
・ 工艺 与装备 ・
复杂型 面数控加工中 的切 削力预测
姚运 萍， 王宏远 ， 闫家赘 ， 王伟 宁
（ 兰州理 工大 学 ， ， ７０ ５ ） 兰Ｊ ３００ ｌ １
摘 要 ： 头 铣 刀 加 工 水 平 面 的 切 削 力 的 预 测 模 型 已经 非 常 成 熟 ， 对 于 球 头 铣 刀 加 工 复 杂 型 面 切 削 力 预 球 而
复杂曲面的数控加工与仿真技术
ＳＩＣ ＆Ｔ ＨＯＯＹＩ０§ Ｔ： ＣＮＬ Ｆ ＮＬＯ Ｆ Ｍ Ｉ Ｅ Ｃ Ｎ Ｒ ＡＯ Ｎ
复杂曲面的数控加工与仿真技术
庞勇
（ 河南公安高等专科学校 郑州 ４００ ） ５０２
摘 要 ：数控加工 是通过 计算机控制 ｌ具做精确的切 削加工运动 ， 与传统的机加 工工艺有较大 的区别 。曲面数控加 工 刀具轨 迹的 Ｊ Ｊ 生成 ， 组合 曲面的粗 、精加工 ，了具轨迹优化 、 丁 干涉处理 、切削过程动态仿真一直是在 Ｃ ／ Ｍ 系统中实现数控编程 的关键技 术。 ＡＤ ｃＡ 小义字要介绍数控加ｊ 的一般工 艺技术和关键工艺要 点。主要 包括 ：进 刀与退刀工艺规划 、粗加 工工艺、残 留区域加 工工艺 、精加 二 一 艺和动态仿真 。 １ ＝ 关键词 ： 数控加Ｊ 曲面加工 仿真 二 中图分类号 ：ＴＧ６ ９ ５ 文献标识码 ：Ａ
曲面的 数 控 加工 广泛 应 用于 汽 车 、航 空 、航 天 、造 船 、 １进刀与退刀工艺规 划 ． 模 具、机械等 行业复杂 型而 的加 工中。 其中 曲面 的三轴数控加 进 刀工艺规 划是 整个数控 加工 工艺 中的重要组成部 分 。毛 ｊ 是应用最为广 泛的加ｊ 方法之 ・ 四轴 、五轴数控 加工在 大 坯 实体域 的粗加 工 、零 件表面精加 工以及高 速铣削采 用不 同的 二 二 。 业 在逐渐地运 用 ， 别是在航 天和航海制造业 中发挥 着重要 进退 刀方 式对 刀具 寿 命 、工件 精 度至 关 重要 。 特 的作用。长期 以来 ， 曲面数 控加 工 刀具轨 迹的生 成 ，组 合 曲面 关 于进退刀有几个基 本概念【 １ １ ｌ【 ． ２ 的粗 、精加工 ， 刀具 轨迹优 化 、干涉处理 、 切削过 程动态 仿真 初始进 刀 ： 操作开始 的首次 进刀 直是在 ＣＡＤ／ＣＡＭ 系统 中实现数控编程 的关键技术 。掌握 内部进 刀： 刀具在完成一个 区域 的切削后 ， 入另一个区域 是 进 这些关键技 术是充分发挥数控机床 和加工中心的 先决 条件 。根 切 削时 的 进 刀 。 据被加工零件 的特 点和要求 ，数控加工 分为多种形式 。根据切 内部退刀： 刀具从一个切削位置退 刀以便移到另一个切削位置。 最终退 刀 ： 工结束 后刀具 的最终 退 刀。 加 削量分 为粗加 工和精加工 ，根据工件的 外形分为轮廓加 工 、曲 转 移移动 ： 刀具沿 着安 全平 面 （ 或者是 毛坯 ，或者 是以前 面加Ｔ 和点位 加 工 ；根据机 床 分铣 削 、钻 ｉ 、车削 等 ；根据 ４ ｉ ｊ 机 床轴的联动性 分为 ２轴 、２轴 ＿ 、３轴 、４轴 、５轴 ； 同种 加工 的面 ）从一 个位 置移 到工 件上 另一 个 切削 位置 。 半 不 类的 数控加 工具 有相应 的工艺 。 安全距 离 ： 当刀具转移到新 的切 肖位 置并且当 刀具进 刀到规 ４ 数控Ｄ ￣是现 代制造 的重要 的组成部分 ， Ｈ 它和 传统 的机 加工 定的深度时 ，指定的 刀具 离开工件表 面的距 离。 又分为水平安 ． 一 艺有较大的 区别 。传统的机 加工通 常是加 ＿ ＿＿ Ｉ ： ｒ ＿测量 － 一再 全距离和垂直 安全距离 。最小 安全距 离是指 当不使用 安全平面 ＝ － ＿ 刀具在加 工的开始或结 束时 离开加工面的最小距离 。设 置最 加工的模式 ，其加工工 艺在某 种程度上有一 定的随意性 ，且和 时 ， 人 员的经验 有很 大的 关系。数控加 工是 通过 计算机控 制 ｌ具做 小安 全距离可 以在 进 刀和 退 刀时使 刀具 离开加 工面某一 距 离。 Ｊ ｊ 刀具可 以 自由地运动 ， 不会产生干涉和碰碰撞。 精确的切削加工运 动 ， 是完全建立在 复杂 的数值运算之上的 ，能 在 安全距离之外 ， 自根据 曲面的形态可以采 用不同的进 刀退 刀方法 实现 传统 的机 加工无法实现 的合理 、完整的 工艺 规划 。尽管 如 此 ，因为人脑并不擅长干直接进 行复杂 、精确的数值 计算 ，所 １１ ． 倾斜进刀类型 以，手工 编程也只能完成一些 简 单的数控程 序 ，对较复杂的零 当进 刀时 ，可以指定 刀具怎样倾 斜下 刀。只 有当 刀具不 能 件加 就 显得无能为力 了。 自从 ＣＡＭ 软件 的设 计师们利用数 找到下刀开 口区域并且只有在 凹腔加工时 ， 才采用倾斜 下 刀。倾 学 工具和 计 算机 图形 学技 术 ，把 人仃】 常用 的加 工工 艺溶 入其 斜下 刀又分 为按 线性 下 刀 、按 形状 下 ＿ 、按 螺旋 形 下 刀等 。 刀 Ｉ ，给数控加 工带来 了全新 的制造模式 ，不仅解 决了编程计算 ｌ 当沿直线切削时 ， 可采用按直线倾斜下 刀。按 形状 倾斜下刀 的难题 ，还｝ 负起编制数控 加工工艺的重任 ，逐 步形成 了具有 是指不管零 件的形状如何 ，允许 沿着所有 轨迹的切 削路径进行 Ｒ 倾斜下 刀。螺旋形下 刀是 指 刀具沿 着螺旋线进 行切人 。直 线刀 数控 加丁和 编程特 点的工 艺体 系。
数控加工中心的分类
数控加工中心的分类一、根据加工类型分类1. 数控铣削加工中心：主要用于铣削加工，具有较高的加工精度和加工效率，常用于复杂零件和高精度零件的加工。
2. 数控车削加工中心：主要用于车削加工，能够实现车削、铣削、钻孔等多种加工操作，常用于轴类零件和盘类零件的加工。
3. 数控磨削加工中心：主要用于磨削加工，具有高精度的磨削能力和加工效率，常用于超精密零件和高硬度零件的加工。
二、根据控制轴数分类1. 三轴数控加工中心：只具备三个直线运动轴，可以实现平面内任意点的加工，常用于中小型零件的加工。
2. 五轴数控加工中心：具备三个直线运动轴和一个或两个旋转轴，可以实现复杂零件的加工，特别是对空间曲面和斜面的加工。
3. 多轴数控加工中心：具备三个以上的直线运动轴和两个以上的旋转轴，可以实现任意空间曲面的加工，常用于大型和复杂零件的加工。
三、根据自动化程度分类1. 手动数控加工中心：操作人员需要手动更换刀具和夹具，加工过程需要人工监控和调整，适用于小批量生产。
2. 半自动数控加工中心：操作人员需要根据加工需求，通过手动或自动方式更换刀具和夹具，同时需要人工监控和调整加工过程，适用于中批量生产。
3. 全自动数控加工中心：操作人员只需要设置好程序和参数，即可实现全自动加工，无需人工监控和调整，适用于大批量生产。
四、根据布局分类1. 立式数控加工中心：主轴垂直于工作台，占地面积小，结构紧凑，适用于小型零件的加工。
2. 卧式数控加工中心：主轴平行于工作台，适用于大型零件的加工。
3. 龙门式数控加工中心：主轴位于龙门架内，具有较大的加工范围和刚性，适用于大型、重型零件的加工。
4. 复合数控加工中心：同时具备立式、卧式、龙门式等多种布局形式，可以实现多种加工需求，具有较高的灵活性和加工能力。
五、根据精度等级分类1. 普通数控加工中心：精度等级一般为±0.01mm，适用于一般精度的加工需求。
2. 高精度数控加工中心：精度等级一般为±0.005mm或更高，适用于高精度、高要求的加工需求，如航空航天、精密仪器等领域。
复杂曲面精密加工的发展现状和趋势
复杂曲面精密加工的发展现状和趋势摘要：随着高新技术的发展，人们对外观美学效果的需要，复杂曲面的应用也越来越广泛。
但是复杂曲面的应用在应用方面仍然需要取决于力学特性和功能的需要和满足人们对产品外形的需求。
复杂曲面的发展和实现，又取决于复杂曲面的设计技术和制造技术。
所以我们从3个方面分别阐述它们的研究现状与发展趋势：复杂曲面设计技术，复杂曲面加工技术，复杂曲面加工设备。
指出复杂曲面设计技术、加工技术及加工设备发展存在的主要问题，对其发展趋势进行科学预测。
关键词：复杂曲面精密加工装备现状趋势一前言随着全球经济的发展，市场竞争日趋激烈，具有复杂曲面的产品越来越多，广泛应用于模具、工具、能源、交通、航空航天、航海等领域。
复杂曲面的复杂性主要体现在：许多边缘学科、高科技产品领域对产品涉及的曲面造型有很高的精度要求，以达到某些数学特征的高精度为目的；现代社会中，人们在注重产品功能的同时，对产品的外观造型提出了越来越高的要求，以追求美学效果或功能要求为目的。
因此，进一步提高复杂曲面的设计和加工水平成了国内外竞相研究的焦点。
二主题1 复杂曲面设计与加工技术的发展1.1 复杂曲面造型技术的发展及现状复杂曲面造型技术是计算机辅助设计和计算机图形学中最为活跃、同时也是最为关键的学科分支之一，它随着CAD/CAM技术的发展而不断完善，渐趋成熟。
它主要研究在计算机图像系统的环境下对曲面的表示、设计、显示和分析，肇源于飞机、船舶的外形放样工艺。
从研究领域来看，曲面造型技术已从传统的曲面表示、曲面求交和曲面拼接，扩充到曲面变形、曲面重建、曲面简化、曲面转换和曲面等距性。
此外，随着工业生产的发展和需要，其他学科的技术方法被引进到计算机图形学中来，形成一种融合的趋势，出现了许多新造型方法的研究：如基于物理模型优化的曲面造型方法、基于力密度方法的曲线曲面的造型方法等。
1.2复杂曲面反求技术的发展和现状反求技术,也称逆向技术、反向技术,是指用一定的测量手段对实物或模型进行测量,根据测量数据通过三维几何建模方法重构实物的CAD模型的过程,是一个从样品生成产品数字化信息模型,并在此基础上进行产品设计开发及生产的全过程。
数控加工的特点
数控加工的特点：1可以加工具有复杂型面的工件2加工精度高质量稳定3生产率高4改善劳动条件5有利于生产管理现代化6数控加工是CAD/CAE技术和先进制造技术基础数控加工的主要对象：1多品种，单件小批量生产的零件或新产品试制中的零件2几何形状复杂的零件3精度及表面粗糙度要求高的零件4加工过程中需要进行多工序加工的零件5用普通机床加工时，需要昂贵工装设备的零件。
数控系统由控制介质，输入装置，数控装置，伺服系统，执行部件和测量反馈装置按控制方式分类：开环控制系统（无反馈装置），半闭环控制系统（角位移检测装置），闭环控制系统（位置检测装置）数控加工工艺内容：1选择并确定零件的数控加工内容2数控加工的工艺性分析3数控加工工艺路线设计4数控加工工序设计5数控加工专用文件的编写适合数控加工的内容：1通用机床无法加工的内容应作为优先选择内容2通用机床难加工，质量也难以保证的内容应作为重点选择内容3通用机床加工效率低，工人手工操作劳动强度大的内容，可在数控机床尚存在富裕加工能力的选择。
不适合数控加工的内容：1占机调整时间长2加工部分分散，需要多次安装设置原点3按某些特定的制造依据加工的型面轮廓对刀点：是数控加工时刀具相对零件运动的起点，又称起到点。
对刀点选择原则：1所选的对刀点应使程序编制简单2对刀点应选择再容易找正，便于确定零件加工原点的位置3对刀点应选再加工时检验方便，可靠的位置4对刀点的选择应利于提高加工精度数控机床编程步骤确定加工方案—工艺处理—数学处理—编写程序—制备控制介质—程序检验—输入机床固定循环：是数控系统针对数控机床常见的加工动作过程，按规定的动作次序，以子程序形式制定的指令集合优点：使用固定循环指令可以大大减少编程的工作量，简化程序。
常规CNC的软件结构：1中断型结构模式，中断型软件结构的系统软件除初始化程序外，将CNC的各功能模块分别安排在不同级别的中断程序中，无前后台程序之分。
但中断程序有不同的中断优先级别，级别高的可以打断级别低的中断程序。
复杂型面零件的数控铣削加工工艺编制
响 。 好 的 数 控 机 床 硬 件 设 备 ， 也 要 有 好 的 软 件— —数 控 加 工 ： 和数 控 加 工 程 序 相配 台，才 【艺 能使 加 工 技 术 更 上 一 层 楼 。现 在 功 能 强 ９ Ｃ ￣ ＡＤ／ ：
Ｃ ＡＭ软件 的 普遍 应 用 ，基本 上 都 采用 自动 编 程 ，
摘
要 ：本文讲述了复 杂型面零件数控铣削加工工艺编制的过程 ，零件 图纸和加工方法的分析 ，切削参 数的优化 ，刀具路 径的设计等。
关键词 ：数控铣削加工 ；工 艺设计 ；切 参 数 中图分类号 ：Ｔ １ ２ Ｈ ６ 文献标识码 ：Ｂ
Ｄ ｉ１ ．９ ９ Ｊｉｓ ．０ ９ １ ４ ２ １ ．ｆ ） ２ ｏ： ３ ６／ ． ｎ １０ －０ ３ ．０ １ ７ 上 ．１ ０ ｓ ：
在 数 控铣 床上 加 工 零 件 ，不 同 的工 序 需 要选
择 不 同 的 刀 具 ，确 定 合 适 的 加 工 参 数 和 加 工 余 量 。 以工 序 集中原则 ，按粗 、精 加工划 分工序 。 １ ）粗铣 ：主要 是切 除 大量 材料 ，选 用较 大 的 切 肖 进 给 量 ， 则切 削 力 较 大 ，为 利 于切 削采 用 顺 Ⅱ
图 ２ 零 件ＰｏＥ ｒ／ 建模 立 体 图
铣方 式 ；粗 铣时 ，选用 直径 为ｑ８ ｍ的平 刀 ，主轴 ｂｍ
转速 为ｎ ｌ ０ ｒ ｎ ＝ ８ ０／ ，进 给 速 度４ ０／ ｎ ｍｉ ０ｒ ｍｉ ，留下 加 工 余 量 为０２ ．ｍｍ。采 用二 维 刀具 路 径粗 加工 ，面 铣 削 毛坯 的顶 面 和 侧面 ，采 用 三维 刀 具 路 径 曲面 粗加 工 ，挖槽 加 工外形 和 凸缘ｑ４ ±０ ２ ｂ ０ ． 曲面 ，挖 ０
模具复杂型面加工现状及未来发展
摘 要 ： 绍 了 目前 模 具 复 杂 型 面 加 工 方 法 ， 数 控 电 火 花 和 高 速 铣 削 的 发 展 进 行 了 分 析 。 并 提 出 了今 后 介 对
须解 决 的问题 。
关 键 词 ： 具 复 杂 型 面 电 火 花 高 速 铣 削 模
１ 模 具 技 术 的 重 要 地 位
做 同样 的仿 形 动作 ，这样 模 具型 腔为复 杂的立 体 曲面 ， 而又难
（ ）制造 精度 高 为 了能生 产 出合 格 的产 品 和发 挥模 １ 具 的效能 ， 设 计 、 造 的模 具必 须 具 有 较 高 的精 度 。 模 所 制 具 的精 度 主 要 是 由制 品 精 度 和 模 具结 构 要 求 决 定 的 ， 为 了保 证制 品精 度 ，模 具 的 工作 部 分 精 度通 常要 比制 品 精 度 高 ２ ４级 ，因此模 具 的零 部件 必 须 有 足 够 高 的 制造 精 －
经济 的基 础工 业 。 ２ 模 具 制 造 的 基 本 要 求 和 特 点
３ １仿 形 铣削 加 工 ． 仿形 铣 削加工 是一 仿形 靠模作 为二 类工 具来 进行 加工 的。 加工 时仿形销 作用在 靠模 表面上 做进 给运动 ， 使铣刀 并
２ １模具 制造 的基 本要 求 ． 在 制造模 具 时 ， 应满 足 以下 几个 基本 要求 ：
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设 计 与 研 究
２ ７
模 具 复杂 型 面加 工 现状 及未 来 发展
陈广 娟 ｔ 刘 宝 林 ３ ｚ
（ ． 津科 技 大 学 ， 津 ３ ００ ； ． 台职业 学 院 ， 台 ２ ４ ０ ； ． 台福 山 劳动 技校 ， 台 ２ ４ ２ ） １ 天 天 ００ ０ ２烟 烟 ６００ ３烟 烟 ６０５
五轴数控机床发展与应用
五轴数控机床发展与应用五轴联动数控机床是一种科技含量高、精密度高专门用于加工复杂曲的机床，这种机床系统对一个国家的航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等等行业，有着举足轻重的影响力。
现在，大家普遍认为，五轴联动数控机床系统是解决叶轮、叶片、船用螺旋桨、重型发电机转子、汽轮机转子、大型柴油机曲轴等等加工的唯一手段。
装备制造业是一国工业之基石，它为新技术、新产品的开发和现代工业生产提供重要的手段，是不可或缺的战略性产业。
即使是发达工业化国家，也无不高度重视。
近年来，随着我国国民经济迅速发展和国防建设的需要，对高档的数控机床提出了急迫的大量需求。
机床是一个国家制造业水平的象征。
而代表机床制造业最高境界的是五轴联动数控机床系统，从某种意义上说，反映了一个国家的工业发展水平状况。
本文论述了五坐标联动数控机床和它典型五种结构、应用历史和用于加工复杂零件的优点以及它对发展制造业的重要作用。
并较详细介绍了五轴数控机床在工业中应用现状。
一、五轴联动数控机床五轴数控机床可用于加工许多型面复杂的特殊关键零件，对航空、航天、船舶、兵器、汽车、电力、模具和医疗器械等制造业的快速发展，对改善和提升诸如飞机、导弹、发动机、潜艇及发电机组、武器等装备性能都具有非常重要的作用。
五轴数控机床已成为装备制造业和先进国防武器装备产品快速研发与实现的关键基础性设备。
因此，西方工业发达国家都将五轴数控机床列为国家战略物资严格管理，限制出口到发展中国家。
五轴数控机床除和三轴数控机床一样具有XYZ三个直线运动坐标外，通常还有两个回转运动轴坐标。
常见的五轴数控机床或加工中心结构，主要通过五种技术途径实现。
①双转台结构(Double Rotary Table) 采用复合A（B）、C 轴回转工作台，通常一个转台在另一个转台上，要求两个转台回转中心线在空间上应能相交于一点。
②双摆角结构（Double Pivot Spindle Head）装备复合A、B 回转摆角的主轴头，同样要求两个摆角回转中心线在空间上应能相交于一点。
基于Cimatron的复杂曲面数控加工研究
具、 玩具 及制 鞋工 业 等 领域 得 到 了广 泛 的应 用 。反 向 工 程 的概念 是针对 传 统 的 正 向工 程 提 出来 的 ， 是指 对
存 在 的复杂复杂 曲面 数 控 加 工 工 艺 分 析
复 杂 曲面采 用普通 机加 工方 法是难 以甚 至无法 完
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工艺与检测 Ｔｈｌ ｄ ｅｎｇａ Ｃ０ｙｎＴ Ｉ ０
基 于 Ｃ ｔｏ ｉ ｒｎ的 复 杂 曲 面数 控加 工 研 究 ｍａ
邓 劲莲 曹焕 亚
（ 江机 电职 业技 术学院机 械 系 ， 渐 浙江 杭州 ３０５ ） １０ ３
摘 要 ： 于 Ｃ ｍａｒｎ软件 Ｃ ／ Ａ 集成 环 境 ， 过 对加 工工 艺 的 分析 比较 得 出对 平缓 型 曲面可 以用 基 ｉ ｔｏ ＡＤ Ｃ Ｍ 通 “ ＵＴ 进行 粗 、 ＷＣ ” 精加 工 ， 凹 凸型 曲面先 用 “ Ｃ Ｔ” 行 粗 加 工 ， 用 “ Ｒ Ｐ Ｔ” 对 Ｗ Ｕ 进 再 Ｓ Ｆ Ｋ 进行 精 加 工 ， 给 出 了一 种加 工效 率高 、 成型质 量好 的数 控加 工方 法 。 以实例 对 其进 行 分析 ， 给 出 了数 控加 工 模 并
Ｄ Ｇ ｉ ｌ ｎ ＥＮ Ｊｎ ｉ ，Ｃ ａ ｙ ａ ＡＯ Ｈｕ ｎ ａ
（ ｈ ｉｎ ｎｔｕｅｏ ｅ ｈｎｃｌ ｎ ｌ ｔｃｌ ｎ ｉｅｒ ｇ， ｎ ｚｏ ０ ３ Ｈ Ｚ ￣ ａ ｇＩｓｔｔ ｆ ｃ ａｉａ ａｄＥｅ ｒ ａ Ｅ ｇｎｅｉ ｉ Ｍ ｃ ｉ ｎ Ｈａｇｈｕ３０ ５ ，Ｃ Ｎ） １
ｍ ａ ｈｎｉｇ，ｆ ｒｆａ ｕ ｆ ｃ ｃｉｎ ｏ ｔｓ ｒａ ｅ，ｔ ｏ ｇ ｎ ｎ ｓ ｃ ｉ ｉ ｇ ｃ ｎ ｂ ｏ ｈ ｉ ｉ ｈｅｒ ｕ ｈ ａ ｄ ｆ ｉｈ ｍａ ｈ ｎ ｎ ａ ｅ ｂ ｔ ｍｐｌｍｅ ｔｄ ｂ ＣＵＴ ｔｏ ｉ ｅ ｎｅ ｙＷ ｍｅｈ ｄ； ｏ ｏ ｃ ｖ ｎ ｒ ｔｕ ｎｇ ｓ ｒａ ｅ，ｔ ｅ ｒ ｕ ｈ ｍａ ｈ ｎ ｎ ａ ｅ ｆｒｔ ｍｐ ｅ ｅ ｔｄ ｂ ＣＵＴ ，ｔｅ ｈ ｆｒ ｃ ｎ ａ ｅ ａ ｄ ｐ ｏｒ ｄｉ ｕ ｆｃ ｈ ｏ ｇ ｃ ｉ ｉ ｇ ｃ ｎ ｂ ｓｌ ｉ ｌｍ ｎ ｅ ｙ Ｗ ｉ ｙ ｈ ｎ ｔｅ ｉ ｉｈ ｍ ｃ ｉ ｉ ｇ ｂ ｆｎ ｓ ａ ｈ ｎ ｎ ｙ ＳＲＦＰＫＴ ｍ ｅｈ ｄ Ｔｈ ｏ ｏ ｅ ｅｈ ｄ ｉ ｌｕ ｎ ｔｄ ｂ ａ ｌ ｔｏ ． ｅ ｐｒｐ ｓ ｄ ｍ ｔ ｏ ｓ ｉ ｍｉ ａ ｅ ｙ ａ ｓ ｍｐ ｅ，ａ ｄ ｔ ｅ ｓｍｕ ａ ｌ ｎ ｈ ｉ ｌ — ｔｖ ｌ ｎ ｈａｔ ｒ ｒ ｖｄｅ ｉｅ ｍｉｌ ｇ ｃ ｒｓ ａ ｅ ｐ ｏ ｉ ｄ． Ｓ ｈｅ ｍｅ ｈ ｄ ｉ ｒ ｖ ｄ ｏ ｉ ｈ ｒ ｍａ ｈ ｎ ｎ ｆ ｃ ｅ ｙ ａ ｄ ｂ ｔｅ ｕ — ｉ ｏ ｔ ｔ ｏ ｓ ｐ ｏ ｅ ｆｈ ｇ ｅ ｃ ｉ ｉ ｇ ｅ ｉｎｃ ｎ ｅ ｔｒｓ ｒ ｉ ｆｃ ｕａｉ ａ ｅ ｑ ｌｔ ｙ．
复杂曲面零件数控加工的关键问题——解读《复杂曲面零件五轴数控加工理论与技术》
1五轴数控加工简介复杂曲面零件作为数字化制造的主要研究对象之一，在航空、航天、能源和国防等领域中有着广泛的应用，其制造水平代表着一个国家制造业的核心竞争力。
复杂曲面零件往往具有形状和结构复杂、质量要求高等难点，是五轴数控加工的典型研究对象。
当前，复杂曲面零件主要包括轮盘类零件、航空结构件以及火箭贮箱壁板等，如图1所示。
轮盘类零件是发动机完成对气体的压缩和膨胀的关键部件，主要包括整体叶盘类零件和叶片类零件。
整体叶盘类零件的叶展长、叶片薄且扭曲度大，叶片间的通道深且窄，开敞性差，零件材料多为钛合金、高温合金等难加工材料，因此零件加工制造困难。
叶片是一种特殊的零件，数量多、形状复杂、要求高、加工难度大且故障多发，一图1复杂曲面零件直以来都是各发动机厂生产的关键。
航空整体结构件由整块大型毛坯直接加工而成，在刚度、抗疲劳强度以及各种失稳临界值等方面均比铆接结构胜出一筹，但由于其具有尺寸大、材料去除率大、结构复杂、刚性差等缺点，因此加工后会产生弯扭组合等加工变形。
随着新一代大型运载火箭设计要求的提高，为保证火箭的可靠性，并减轻结构质量，提高有效载荷，对火箭贮箱壁板网格壁厚精度和根部圆弧过渡尺寸都提出了更严格的要求。
五轴数控铣削加工具有高可达性、高效率和高精度等优势，是加工大型与异型复杂零件的重要手段。
五轴数控机床在3个平动轴的基础上增加了2个转动轴，不但可以使刀具相对于工件的位置任意可控，而且刀具轴线相对于工件的方向也在一定的范围内任意可控。
五轴数控加工的主要优势包括：①提高刀具可达性。
通过改变刀具方向可以提高刀具可达性，实现叶轮、叶片和螺旋桨等复杂曲面零件的数控加工。
②缩短刀具悬伸长度。
通过选择合理刀具方向可以在避开干涉的同时使用更短的刀具，提高铣削系统的刚度，改善数控加工中的动态特性，提高加工效率和加工质量。
③可用高效加工刀具。
通过调整刀轴方向能够更好地匹配刀具与工件曲面，增加有效切宽，实现零件的高效加工。
含英制圆锥内螺纹的复杂型面零件的加工
第 ２期 （ 第 １ ５期 ） 总 ３
广 西 轻 工 业 Ｇ Ａ Ｇ Ｉｏ Ｒ Ａ ＦＬ Ｈ Ｄ ｓＲ ｕ Ｎ Ｘ ｕＮ Ｌｏ Ｉ Ｔｒ ｕ ＴＹ Ｊ Ｇ Ｎ
机 械 与 电 气
含 英制 圆锥 内螺 纹 的复杂型 面零 件 的加工
居 细 水
（ 州南 洋理工 职业学 院机 电工程 系 ， 东 广 州 ５ ９ ０ 广 广 １ ８） ０
１ 引 言
如 图 １零 件是 含有 英 制 圆锥 内 螺 纹 的 复 杂 型 面 零 件 。对 ， 于 内螺 纹 的加 工 ， 用 刀 具 的 牙 型 角 是影 响螺 纹 加 工 的 关键 加工
柱 面 ， 段 外 圆 锥 面 ， 个 径 向外 槽 ， １ １ １个公 制 外 螺 纹 ， 个 圆柱 １
纹来 完 成 ， 内轮 廓 的加 工 由钻孔 、 镗 孔 、 镗 孔 和 车 圆 锥 内螺 粗 精
因素 ， 但要把 内螺纹牙型角磨得很标准 ， 用人工去控制牙 型角
一
般 比较 困难 ， 多少都会存在着误差 ， 在无法改变刀具牙 型角
的误 差 的情 况 下 ，可 以通 过调 整 程 序 达 到 满 足 加 工 的要 求 ； 而 对 于 复杂 型 面 零 件 的 编程 和加 工 ，最 重 要 的是 走 刀 路 线 的设
计， 理想 的走刀路线是尽量避免空走刀。下面将介绍如何 用不
同 的 Ｒ 值 匹 配不 同牙 型 角 的 刀具 来加 工 圆锥 内螺 纹 ，并 将介
纹来完成。另外 由于图样上给定 的几个精度要求较 高的尺寸 ， 因公差值较小 ， 以基本尺寸编程 即可。
绍如何通过作铺助线 以及 同复合循 环指令相结合 的方法加工
头需磨锋利 ） 。
不规则型面数控加工技术研究
复杂 和精 度Βιβλιοθήκη 求较 高 的产 品加工 出来 。当设计 更改
时 ， 很容 易用 改 变程 序 的方法 作 相 应 更 改 。具体 也 实施 过程 中 ， 利用 加工 中心 设备精 度高 、 自动 化程度
Ｏ 引 言
不规 则型 面 的数 控加 工技 术一直 是广 大工程 技
术 人员研 究得 比较 多的课 题 。在某 型新 产品 的研 制 开 发过 程 中 ， 承制 了几项 复杂零 件 型面 的加工任 务 ，
ＬＩ Ｒｏ Ｕ ｎｇ—ｐｉ ｇ ． ｎ ＹＥ ｅ —ｈｕ Ｗ ｎ ａ
（ ＿ ｎｉｇ Ｕｎｖ ｒｉｙｏ ｒｎ ｕ ｉｓａ ｄＡｓｒ ｎ ｕ ｉｓ Ｎａ ｊ ｇ２ ０ １ Ｃｈｎ ； ． ｉｈ ｕ Ｈｏ ｇｉ １ Ｎａ ｊ ｉｅ ｓｔ ｆＡｅ ｏ ａ ｔｃ ｎ ｔｏ ａ ｔ ， ｎｉ １ ０ ６， ｉａ ２ Ｇｕｚ ｏ ｎ ｌ ｎ ｃ ｎ ｎ
ｃ ｎｔ ｒ ＮＣ ｒ ｒ ｍ ｍ ｉ ｅ ｅ； ｐ ｏｇ ａ ｎｇ
专用设备 磨 削保证 其型 面精度 。但 我们并 没有专 用
设备， 因此 ， 虑在 加工 中心设 备上 采用数 控铣 削 的 考 方 式进行 加 工 ， 主 要 是 因为 数 控铣 削 一 般 不需 要 这 很多复 杂 的工艺装 备 ， 可 以通 过 编制 程 序 把形 状 就
高并 能够使 刀具 高 速稳 定 旋转 的特 点 ， 试 通过 精 尝
确规 划不 规则型 面 数控 加 工 程 序 ， 采用 专 用 切 削刀 具 ， 理控 制走 刀轨迹 完成 对型面 的精 加工 。 合 需要 强调 的是 ， 编制数 控加工 程 序之前 ， 必须 对
该 型 面加工 就属 于典型 的不规 则 型面加 工 。 接 到 加工 任 务 时 ， 计 人 员还 没 有把 这 些不 规 设 则 型 面的几何 表达 式确定 下来 ， 只能从样 件上获 知 ， 该 型 面复杂 、 不规则 ， 料粘性 大 ， 材 加工性 能差 ， 面 表 粗糙 度应 为磨 削精 度要 求 。并 且 只 能 定性 分 析 出 ， 其 尺寸 加工精 度 要求 高 ， 加工 保 证 困难 。当 时没 有
模具型面数控高效粗加工刀具轨迹策略
时 ，由于余量非常不均匀 ，对刀具 和机床 冲击较大 ， 严
重影响了后续加 工的顺利 进行。相对单 纯 的钻 削排量 ，
目的都是实现刀具在加工过程 中的余量均匀 ，刀具每次
加工时所承受 的切削力 、切 削深度 、切削宽度相 当 ，从
采用钻铣刀时可有效 避免钻削排量 的缺点 ，但是 由于钻
ｙ ｚ三轴联动 加工 的策 略 ，对于提 高模具 的半精加工 、
和精加工的表 面质量 、表面粗糙度有着非常明显 的改善
模具加工 ， 其加工性能相对较好 ，对刀具 和机 床的要求
作用 ，这也是现代模具数控加工 中心精加工的一种典 型
也相对较低。对高硬度淬火状态的钢铁材料模具进行切
■ ２ ０ ０年第 ８期 Ｔ
（ ）复杂型面的加工 ２ 模具型腔和型芯的加工 ，其
特征一般表现在型面 比 较复杂 ，大部分都是空 间的三维
曲面，因此曲面的铣削加工 时，曲面 的光顺性 、表 面粗
糙度等精度要求直接影响着产 品的成形质量 。常用 的数
素 ，因此 ， 必须在切削工艺参数和刀具 的选择 上做 出合
理科学的决策 ，如采用钻铣排量 ＋等高分层切 削也是 一 个 比较好的选择 。 （ ）不 同材料的加工 ４ 不 同成形工艺 方式 的模具 ，
义 的。而对于粘性材料如铝合金 、不锈 钢的加工 ，主要
考虑刀具的成本 ， 采用焊接硬质合金刀具来进行模具的
粗加工 是可行 的 ， 但如何采用合理 的切 削参 数 ，对 于提
高刀具 的寿命是非常有意 义的。对于模具 的粗加工 ，采
用等高分层 的高速加工策略 ，采用 镶齿刀 片的刀具或整 体硬质合金 刀具来进行加工也是非常有效的一种途径 。 （ ）不 同切削刀具对应的切削深度 、宽度 、转速和 ３ 进 给速度 的搭配 无论是采用 传统的数控加 工 ，还是高
基于MATLAB的复杂型面数控加工编程
基于MATLAB的复杂型面数控加工编程王恒厂;闫方;陈春阳;葛旺【摘要】数控机床上加工非圆曲线,编程人员广泛采用的方法是直线逼近法中的等间距法.对于如何合理地确定间距的大小,编程者一般采用经验估算法.针对这个问题,利用MATLAB软件分析非圆曲线的节点,参考MATLAB软件的分析数据,符合精度要求后直接编写数控程序.此法提高了计算的有效性和精度,加工过程更便于操作者控制.【期刊名称】《机械制造与自动化》【年(卷),期】2016(045)001【总页数】4页(P111-114)【关键词】MATLAB;非圆曲线;节点【作者】王恒厂;闫方;陈春阳;葛旺【作者单位】南京航空航天大学工程训练中心,江苏南京211106;南京航空航天大学自动化学院,江苏南京211106;南京航空航天大学工程训练中心,江苏南京211106;南京航空航天大学工程训练中心,江苏南京211106【正文语种】中文【中图分类】TP311数控加工编程技术中手工编程是基础，特别在数控车加工，手工编程的运用多于自动编程，特别是宏程序具有灵活性、通用性和智能性等特点，对于加工一些具有特别规律的曲面如：椭圆、双曲线、抛物线等，使用宏程序进行编程加工，可以极大减少编程工作量，提高生产效率。
数控加工宏程序编制的关键是刀具相对于工件运动轨迹的计算，即计算加工轮廓的基点和节点坐标，或刀具中心的基点和节点坐标[1]。
在数控车采用宏程序编程加工非圆曲线过程中，宏程序一般采用直线或者圆弧移动等步长移动量加工，在被加工曲面上，对于曲率变化较大的曲线，比如椭圆长轴或短轴极值点处，抛物线、双曲线的顶点处，由于此处工件表面曲率骤变，导致刀具在这些地方的移动量突变，致使表面编程实际允许误差δ≥δ允，这样加工的零件表面是不符合精度要求的。
为了满足加工要求：首先，宏程序编程时必须使产生的最大插补误差小于允差的1/2～1/3；其次，宏程序语句方程式表示的零件轮廓必须通过零件型值点；再次，方程式给出的零件轮廓与型值点表示的轮廓凹凸性应一致，即不应在列表点的凹凸性之外再增加新的拐点[2]。
一种复杂反射面的数控加工技术
２ 反射面 的装 夹
图ｌ 所示为某型雷达天线反射体 ， 天线型面为抛 物面 ， 材料为铸造铝合金 Ｚ Ｉ１ 。 ＬＯ Ａ 首先利用反射体胎模在卧镗上加工零件底平面及 侧边 ， 然后利用加工好的底平面及侧边为基准将零件
装夹在德国 Ｈ Ｃ Ｅ Ｔ的卧式加工中心上。由于反射 ＥＫＲ 面最终成型的壁厚仅为 ４ ５ ５ ｍ， ． — ｍ 在卧式加工中心
ｔ ｎ ｎ ｔ ｅ ｎ ｍｅ ｃ ｌ ｏ ｔ ｌ ｃ ｉ ｉ ｇｔ ｃ ｎ ｌ ｇｅ ．Ｔ ｅｋ ｙ ｔｃ ｎ ｑ ｅ ｏ ｓ ｌｅ ｔ ｅ ｎ ｍｅ ｃ ｌ ｏ ｔ ｌ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｎ ｒ ｉ ｈ ｉ ｃ ｏ ｍａ ｈ ｎｎ ｈ ｏｏ ｉ ｓ ｈ ｅ ｅ ｈ ｉ ｕ ｓｔ ｏ ｖ ｕ ｒ ａ ｎ ｒ ｅ ｈ ｉ ｃ ｏ ｍａ ｈ ｎ ｎ ｆ ｙ ｅ ｏ ｏ ｌ ａｅ ｅ ｅ ｔ ｇ ｓ ｒａ ｅ ａ ｅ ｄ ｓ ｕ ｓ ｄ ｃ ｉ ｉ ｇ ｏ ｔｐ ｆｃ ｍｐ ｉ ｔ ｄ ｒ ｆ ｃｉ ｕ ｆｃ ｒ ｉ ｓ ｅ ．Ｓ ｍｕ ａｉｎ ｉ ｄ ｎ ｔ ｅ ｍａ ｈ － ａ ｃ ｌ ｎ ｃ ｉ ｌｔ ｓｍａ ｅ ｏ ｈ ｃ ｉ ｏ
ｃ ｉ ｉ ｇ ｐ ｏ ｅ ｕ ｅ ｒ ｉｅ ． ｈ ｎ ｎ ｒ ｃ ｄ ｒ ｓ ａ ｅ ｇｖ ｎ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ｙ ｒ ｓ：ａ ｔｎ ａ ｒｆ ｃｉｇ ｓ ｒ ｃ ；ｍａ ｈｎｎ ｅ ｈ ｏｏ ；ｖｒ ａ ｎ ｆｃｕ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｎｅ ｎ ｅ ｅ ｔ ｕ ａ ｅ ｌ ｎ ｆ ｃ ｉｉｇｔｃ ｎ ｌｇ ｙ ｉ ｕ ｍａ ｕａ ｔｒ ｇｔｃ ｎ ｌｇ ｔｌ ｉ
MATLAB与UG实现复杂型面数控加工技术的研究
MATLAB与UG实现复杂型面数控加工技术的研究尹玉鹏;王虎奇;潘芳秦【摘要】在当前的数控加工技术中,三轴数控加工技术已得到普遍应用且已相对的成熟.但随着五轴加工技术的发展与推动,五轴加工技术所拥有的高效率,短周期,高质量,低成本等优越性逐渐凸现出来,是一种重要的加工技术.在工件加工过程中,工件3D模型的建立是数控加工中至关重要的环节.对类似于马鞍这种具有复杂型面的工件,通过MATLAB软件对鞍形曲面数学模型进行编程运算,生成数学模型的关键点.将关键点以dat的格式导入UG中,并利用UG中通过点生成面的命令完成鞍形曲面精确的三维实体模型的建立.在工件模型的基础上,进行数控加工工艺路线的规划及仿真,实现了MATLAB、UG相结合的数控加工方法,大大缩短了复杂型面数控加工的生产周期.%Three axis numerical control processing technology has been widely used and relatively mature in the current NC machining technology. With the development and promotion of the five axis machining technology, the advantages of high efficiency,short period,high quality and low cost of the five axis machining technology has been gradually emerged.It is an important processing technology.In the process of machining,the establishment of the 3D model of the workpiece is one of the most important parts in NC machining process.A work piece with complex curved surfaces,such as a saddle,generating the key points of mathematical model by programming operation of MATLABsoftware.Import the key points in the dat format into UG software,and complete the accurate 3D solid model of the saddle surface by point generating surface commands.Based on the model of the work piece, themachining technology process of the saddle is analyzed and processing simulation is practiced, which realized the numerical control machining method combining MATLAB and UG. It greatly shortens the production cycle of complex surface NC machining.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2018(000)003【总页数】4页(P171-173,177)【关键词】MATLAB;UG;数控加工;仿真【作者】尹玉鹏;王虎奇;潘芳秦【作者单位】沧州师范学院机械与电气工程学院,河北沧州061000;广西科技大学机械工程学院,广西柳州545006;广西科技大学机械工程学院,广西柳州545006;广西科技大学机械工程学院,广西柳州545006【正文语种】中文【中图分类】TH161 引言MATLAB是一款基于矩阵数据结构运算的软件，在矩阵运算、数值计算等方面具有显著的优越性。
数控机床的特点及主要技术指标
数控机床的特点
（9）价格贵，调试维修复杂，需要专门的技术人员
数控机床是以数控装臵为代表的新技术对传统机械制 造产业渗透形成的机电一体化产品，它涉及了机械、信息 处理、自动控制、伺服驱动、自动检测、软件技术等许多 领域，尤其是采用了许多高、新、尖的先进技术，使得数 控机床的整体价格较高。 由于其结构复杂，所以要求调试和维修人员需经过专 门的技术培训。
第一章 数控机床概述 §1-1数控机床的特点及主要技术指标
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章目录
§1-1数控机床的特点及主要技术指标
一数控机床的特点 二数控机床的主要技术指标
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复杂型面的数控加工
1．复杂型面的主要加工方法
复杂型面在工具和模具制造中的出现是大批量市郊率生产的产物。
在汽车工业中使用的锻模和冲模在数控机床出现以前主要以手工方式制造。
至70年代以后，数控机床在工具和模具制造中得到了广泛的应用，复杂型面的基本轮廓通常用铣削加工，最初使周围数控机床为三轴联动。
进入80年代后，五轴联动的铣床在复杂型面加工中得到了广泛的应用，铣削后的工件轮廓已经十分接近工件的最终形状，但最后一道精整工序仍为手工操作。
80年代末期，高速切削技术逐步发展成熟，它在工业生产中的应用从机床、刀具及其他相关技术方面都得到了不断的完善。
由于高速切削能够成倍地提高进给速度，所以在不降低生产效率的情况下使减少进刀间距成为可能，从而为提高工件的形状精度和降低表而粗糙度提供了前提条件。
目前，高速铣削加工过的工件多数已不再需要最后一道手工加工的工序，而直接可以投入使用。
新型刀具材料如氧化铝基陶瓷、氮化硅基陶瓷、金属陶瓷、硬质合金特别是超硬镀膜的不断发展，使硬面铣削成为可能。
模具的型面可以在淬火后铣削成形，从而可避免在铣削后再淬火而引起变形。
这样既简化了加工过程，又可以提高工件精度。
另外，随着精密锻造在模具制造中的应用，锻打后的模具毛坯已经具有其基本形状，所剩的加工余量与整块毛坯铣削时相比已经微不足道，在这种情况下，除铣削外，还可以通过高效磨削进行加工。
与硬面铣削相比，高效磨削不但可以提高工件的形状精度，而且可以改善工件的表面粗糙度。
高效磨削的方法很多，通常采用的有球面砂轮高速磨削和小直径带轮的砂带磨削。
2．复杂型面数控加工的技术关键
1. 五轴多功能加工中心
工具和模具中常见的三维自由曲面通常在五轴联运的加工中心上进行切削。
由于工件的材料大多为合金钢或工具钢，机床的结构和数控系统必须考虑加工过程中生产率和工件精度的要求，并以此为依据进行适当的布局和优化。
为了保证机床在切削各种模具材料时不发生太大的变形，在确定机床布局时，机床刚度应放在首位。
较大的五轴加工中心，多半采用龙门式结构，一些中小尺寸的五轴加工中心有时也采用立柱式结构。
进入90年代以来，复杂型面在生产中几乎全部以高速切削的方式进行加工。
目的是为了提高生产效率，降低产品的成本，同时提高工件的形状精度和降低表面粗糙度。
为了满足高速切削的需要，机床的主轴几乎无一例外地采用电主轴。
主轴转速根据所用刀具直径的不同进行无级变速，转速范围从每分钟几千转至几万转。
滑台的驱动系统在高速切削时也不同于常规加工中心，常用的系统有高速
丝杠螺母副驱动和直线电机驱动，最大的进给速度可以达到100m／min以上。
在加工复杂型面时，机床的数控系统也必须满足一些特殊要求。
比如，复杂型面的数控加工程序一般在CAD／CAM软件上生成，一个型面的程序往往需数兆字节（Byte）的储存空间，用软盘传递数控程序已经没有可能。
所以数控系统必须有与其他计算机系统联网的功能，以便直接从CAD／CAM上接收数控程序。
此外，数控系统还必须采用先进的控制技术，首先要求有前瞻（Look Ahead）的功能。
也就是说，在机床加工某一轨迹前，数据系统对要加工的曲面进行预先分析，根据曲面各点的曲率以及各相邻点的衔接关系，适当调整机床的进给速度，以便在保证工件精度的前提下达到最高的生产率。
为了减少加工过程中的动态误差，新型的数据系统伺服误差的校正不再采用以往的串联式比例微分积分（PID）调节器，而是采用按位置和速度等状态参数进行补偿的状态调节器，采用这种调节器可以彻底消除驱动滞后误差，补偿由于间隙或摩擦引起的非线性误差，甚至可以抵消机床的某些振动，从而达到提高工件形状精度和降低表面粗糙度的要求。
2. 刀具系统
刀具系统在加工复杂型面时对生产效率和加工质量起决定性作用。
在选用刀具系统时，必须首先从被加工年零件几何形状出发，合理采用刀具的种类。
如图1所示的工件，各个部位的几何形状差异很大。
如果只采用球头铣刀进行加工，则必须选用直径很小的球头铣刀，这样就很难提高加工效率。
另外，某些部位的圆弧半径很小，即使用很小的球头铣刀也无法加工。
因此，考虑到生产效率和工件形状两方面的要求，在加工复杂型面的五轴联动加工中心上必须配备其他类型的铣刀，如端铣刀和三面刃铣刀等。
图2是一些选用铣刀类型。
只要尺寸允许，不管是哪种形状的刀具，切削刃宜采用机夹可转位铣刀片。
这样的刀具由于刀片和刀体可以进行多种组合，且刀片和刀体可以在不同公司进行生产，所以可形成大规模专业化生产，既有利于提高刀具的质量，又有利于降低刀具的生产成本。
目前市场上的可转位刀片，大多采用CVD镀膜的硬质合金刀片。
为了达到更高伪抗磨损性，可转位刀片均采用多层镀膜。
比知用Al2O3可以提高刀片的化学稳定性。
用TiN和TiCN则可增强刀片的耐磨性。
为了增强刀片的锋利的程度，镀膜除了可用低温CVD方法生成外，还可以用PVD方法产生。
有些加工对刀片的要求十分严格，刀片既要有锋利的切削刃，以降低精加工表面的粗糙度，又要有极高的耐磨性，以保证工件的形状精度。
这种性情况下，必须采用多种镀膜的组合。
有的刀片为了确保使用过程上万无一失，镀膜层数可多达100层。
3. 工艺过程的优化
刀具的寿命与进给量、切削速度和切削深度密切相关。
最佳切削用量常常是一个很小的范围，要根据具体的刀具与工件材料情况进行确定。
此外，切削策略如：走刀路径的规划，刀具轴线曲面法矢（曲面在该点的法向方向）或沿曲面切矢（曲面在该点的切线方向）的不同方式等，也是加工复杂型面的一个关键性因素。
它不仅影响被加工工件的表面粗糙度，也影响到工件的形状和尺寸精度。
图3是加工一个柱形曲面时采用的不同切削策略。
在圆周方向进行切削，刀具轨迹要进行两轴联动插补。
在用沿母线方向进行切削时，刀具只需作单轴的插补。
另外，不同的切削方法，刀具的磨损差别很大，顺铣时的刀具磨损明显低于逆铣，往复铣削时的磨损远远大于单向铣削。
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为了提高加工过程的稳定性，优化切削策略时，必须保证切削的连续性，同时尽可能减少走刀运动和空行程，以便缩短切削时间。
粗铣钢件时，必须保证连续顺铣，尽量降低刀刃在切削过程中切削量波动的峰值。
加工图4所示的工件时，假如采用图5a所示的行切轨迹分区加工；刀具的运动很不合理，切削条件很不理想，加工时间需要33min，工件表面粗糙度为6～9μm。
倘若改用图5b所示的圈切轨迹分区进行加工，加工时间约需27min,工件的粗糙度也可降至2～4μm。
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