五轴加工中心数控编程技巧分析

五轴加工中心数控编程技巧分析
摘要：五轴加工中心是机械工业生产中极为重要的设备，具有加工范围广、精度高、速度快的特点，可以对各类零部件进行高效加工。

五轴加工中心数控编程技巧的应用有利于提升加工效率，保证加工质量，程序员在进行五轴加工中心的数控编程时需要注意科学分析数控机床、明确坐标系确定方法、关注编程中刀具补偿、选用恰当的编程方法并优化编程中的工艺处理，进一步强化数控编程质量，提升五轴加工中心的工作效率。

关键词：五轴加工中心；数控编程；技巧
五轴加工中心的五轴联动设计是工业生产中进行零件加工的重要技术，可以对大型三维立体曲面等零件进行加工，具有极高的应用价值。

而数控编程技术的应用能够对五轴联动加工系统进行多元化控制，调整加工速度、空走速度、落刀速度等数值，保证加工效率与质量。

在五轴加工中心的数控编程中，合理运用编程技巧可以减少程序编写的工作量，提升加工效率、优化工业生产过程，为此应该重视五轴加工中心数控原理分析，并对具体的编程技巧进行研究，合理的运用相应技巧完成程序编写。

一、五轴加工中心数控系统控制原理
五轴加工是数控机床加工的一种模式，是在X、Y、Z三个移动轴基础上加任意两个旋转轴的五轴联动加工系统，可以让加工刀具在五个自由度上进行定位与连接，能够实现几何形状复杂的零件加工。

五轴加工中心是五轴加工所采用的机床，可进行各类复杂零部件加工，包括有自由曲面的机体零部件、涡轮机零部件等，能够提高零件加工效率。

五轴加工中心的五轴联动加工具有更广的适应性，可以对直纹面类零件进行加工，提高其工作效率[1]。

在立体型面加工时，五轴加工可以采用铣刀端面逼近立表面进行加工，减少走刀次数，降低残余高度，提高加工效率与表面质量。

此外，五轴数控加工可以一次装夹完成工件多表面、度工序加工，在提高工作效率的同时，确保相互位置的精度，具有极高的应用价
值。

五轴加工中心数控系统是运用编程软件完成编程，进而实现数字化控制的过程，通常需要由编程人员与机床操作人员密切配合，保证其程序编写的科学性与
准确性。

在五轴加工中心数控编程中，操作人员负责测量工件在机床上装夹时与
两个回转轴之间的具体位置、刀具的实际长度，编程人员则根据测量数据进行编
程设计，生成程序交付加工使用。

优质的数控编程可以提升五轴加工中心的工作
效率，保证加工精度，为工业生产创造更好的条件[2]。

二、五轴加工中心数控编程技巧
1、科学分析数控机床
五轴加工中心数控编程是程序员根据零件设计图样要求生成用数控机床
零件加工的数控程序的过程，五轴加工的数控机床类型对编程具有一定影响，在
进行程序编写时需要科学的分析数控机床特点。

不同类别的数控设备有各自的特点，目前五轴加工中心的种类比较多，进行数控编程时，往往需要结合数控机床
的具体特性进行编程分析。

程序员需要考虑到不同五轴加工中心的适宜加工范围，根据加工工件类型，选择适宜型号的加工中心。

在正式编程前，程序员还应该对
加工工件进行综合分析，考虑工件毛坯材料与类型，零件的轮廓和复杂程度，零
件尺寸大小等，结合五轴加工中心的刚度范围，合理的进行编程设计，保证加工
的质量[3]。

2、坐标系确定方法
在数控编程中正确的选用相应坐标，不仅便于编程工作进行，提高编程
速度，也能够减少后续加工出错的可能，应该予以充分地重视。

五轴加工中心数
控系统坐标系确定需要运用合理的方法，在确定坐标系时假设工件固定，刀具相
对工件运动；以右手笛卡尔直角坐标系拇指为X向，食指为Y向，中指为Z向，
Z轴为机床主轴，X轴为装夹平面内的水平向，Y轴由右手笛卡尔直角坐标系确定，以退刀远离工作方向为正方向[4]。

在机床调试完成后可以确认原点位置，可通过
回零方式建立原点。

以机床原点为坐标系零点，进而建立工件坐标系的参考坐标系。

工件原点是为了方便编程，而在零件、工装夹具上选择的一点，可以与对刀
点重合，以工件原点为零点建立坐标系后，工件随夹具在机床上安装后，工件原
点与机床远点的距离即工件原点偏置。

3、编程中刀具补偿
五轴加工中心在应用中，刀具发生磨损磨损或重新磨锋、更换刀具都会
发生一定的参数变化，因此在数控编程中需要做好刀具补偿的设计。

编程人员需
要考虑到五轴加工中心应用中刀具补偿相关内容，在程序中给出补刀指令以及偏
置号，保证数控程序与刀具形状、尺寸无关，避免后续刀具磨损、更换可能对加
工精度造成的影响[5]。

在设置完成刀具补偿后，程序员可以直接按照图样给的尺
寸进行编程，直接输入刀具实际数值完成编程，有利于简化加工程序。

此外在编
程中有意识的改变刀具补偿量，可以实现用一把刀具、同一程序程序、不同切削
余量完成零件加工，提高加工效率。

4、选用恰当的编程方法
数控编程包括手工编程与自动编程两种形式，手工编程通常适用于仅有
直线、圆弧等几何元素构成的简单零件加工，而自动编程则适用于零件数据量大、计算难度大的零件编程。

五轴加工中心所加工的零件种类普遍具有形面复杂的特点，包含了航空、汽车、模具制造等种类，实际预算的数据量大，程序员需要编
写的程序复杂，后续校验相对繁琐，因此更适用于自动编程。

自动编程是运用计
算机编制数控加工程序的过程，借助计算机设备可以快速完成复杂计算，减轻程
序员的劳动强度，减少编程中可能出现的差错，并节约编程时间，提高工作效率。

5、编程中的工艺处理
编程中合理进行工艺处理有利于数控加工效率，而为了达到这一目的，
程序员不仅要了解五轴加工中心的工作原理、性能、结构特点，掌握编程语言与
方法，还需要具备充分的工艺分析能力。

比如在五轴加工中心应用中，运用编程
妥善的安排走刀路线，尽可能缩短加工路线，减少走刀行程与换刀次数，提高生
产效率；在加工中保证零件加工精度要求，尽量简化数值计算与程序段数目，减
少编程工作量；合理选择起刀点，切入点与切入方式，保证其切入平稳，避免交
界处出现刀痕，提升加工质量[6]。

在五轴加工中心的编程中，运用编程控制主轴
转速、进给速度、切削速度等数值，实现切削量的精准控制。

程序员应该结合机床刚度与零件加工质量要求，合理的选择最大切削深度，走刀次数，在保证加工精度的同时，提高生产效率。

结束语：
近年来五轴加工中心的品种、性能、功能都得到极大改善，可用于各类零件加工。

科学的分析五轴加工中心的数控编程技巧，可进一步保证加工性能、提高加工效率，为此程序员需要在数控编程中更加关注五轴加工中心的特点，围绕五轴联动加工系统的工作原理以及加工零件的处理要求，科学的运用编程语言与编程方法完成编程工作，具备充分的工艺分析能力，能够通过调整切削量、走刀路线等方式提高工作效率，保证加工的质量。

参考文献：
[1]刘江然.基于UG和VERICUT的五轴加工中心数控加工与仿真研究[J].石家庄职业技术学院学报,2022,34(02):24-31.
[2]傅贵武,王兴波,田英.基于五轴加工中心智能生产线的数字孪生应用研究[J].工程设计学报,2021,28(04):426-432.
[3]方迪成.基于GSK25i数控系统“S”试件五轴加工研究[J].机电工程技术,2020,49(08):98-102+123.
[4]吴钧.基于UG的螺旋叶片数控五轴加工技术分析[J].内燃机与配
件,2018,18(21):81-82.
[5]陈晓燕.浅析五轴加工中心数控编程技巧[J].科技创新导
报,2017,14(16):8-9.
[6]马武,李映平,杨锦斌.浅析五轴加工中心数控编程技巧[J].制造技术与机床,2009,22(02):165-167.。