CNC加工中心四轴加工技巧
制造业是国民经济和综合国力的重要支柱， 其生产总值一般占一个国家国内生产总值的20% ～ 55%。在一个国家企业生产力构成中，制造
技术的作用一般占 60% 左右。世界上各个国家经济的竞争，实际上是*制造技术的竞争，其竞争能力终体现在所生产的产品的*。随着经济技术的高速发展以及顾客的需求和市场环境的不断变化，这种竞争日趋激烈，因而各国政府都非常重视对*制造技术的研究。
现今，随着工业 4.0 的深入和智能制造的全面推广，多轴加工中心作为*生产力的代表在制造企业中的运用越来越广泛。以航空航天、汽车等制造业为代表，由于其产品结构的复杂化、部件的多样化，以及对零件曲面曲片的大量运用，故而对制造加工提出了很高的要求。传统机床已经满足不了这样的生产要求，四轴、五轴以及多附加轴的机床正是解决这类问题的关键所在。现代制造企业中，四轴、五轴加工编程多利用 cad/cam 技术来完成。利用数据模型、自动编程、仿真加工、后处理技术可以完整处理复杂零件从图纸到成品件的虚拟加工，即工业 4.0 中提到的“数字双胞胎”。因此，掌握多轴加工的基本原理和基本编程方式，对于零件的制造、生产效率的提高都起着重要的作用 [1]。
1 四轴加工的概述
四轴加工准确地说应该是四坐标轴联动加工。目前，很多数控系统可以实现此类插补运算功能， 以达到一次装夹多面加工的要求。也有一些数控设备是在普通的数控三坐标加工中心的基础上，对第四轴进行扩展而来，使其可以满足多面或轴面上的轨迹加工。
在数控机床里，对于坐标系的定义是源于右手笛卡尔直角坐标系，即：相交于原点的两条数轴， 构成了平面放射坐标系；而相交于原点的三条不共面的数轴构成空间的放射坐标系。在笛卡尔坐标系中，过定点 0，作三条互相垂直的数轴，它们都以 0 为原点且一般具有相同的长度单位。这三条轴分别叫作 x 轴、y 轴、z 轴，统称坐标轴。在数控机床上，x、y、z 轴的正方向要符合右手规则，即以右手握住 z 轴，当右手的四指从正向 x 轴以 π/2 角度转向正向y 轴时，大拇指的指向就是 z 轴的正向， 这样的三条坐标轴就组成了一个空间直角坐标系， 点 0 叫作坐标原点，x、y、z 轴就是空间中的三个直线轴。多轴机床里除了三个直线轴，还定义了三个旋转轴，分别是绕着 x、y、z 轴旋转的 a、b、
c 轴。a、b、c 轴的方向确定也符合右手笛卡尔规则，即右手握住某一直线轴（例如：x 轴），大拇指的指向与该直线轴正向相同，四指旋握的方向即为该直线轴对应的旋转轴（即 a 轴）的正方向。
在cnc加工中心里，四轴机床指的是配有x、y、
z 三个直线轴以及 a 或 b 或 c 三个旋转轴之一的加工中心，且三个直线轴与一个旋转轴可以进行插补运算及加工，即为联动。立式机床往往配备的第四轴为 a 轴（如图 1 所示），卧式机床则配备的第四轴为 b 轴（即 y 轴所对应的旋转轴）。
2 四轴加工的特点
四轴加工中心早应用于曲线曲面的加工，即叶片的加工。现如今，四轴加工中心可以适用于多面体零件、带回转角度的螺旋线（圆柱面油槽）、螺旋槽、圆柱面凸轮、摆线的加工等等，应用及其广泛。
从加工产品我们可以看出，四轴加工有以下特点：
（1）由于有旋转轴的加入，使得空间曲面的加工成为可能，大大提高了自由空间曲面的加工精度、质量和效率；
（2）三轴加工机床无法加工到的或需要装夹过长的工件（如长轴类轴面加工）的加工，可以通过四轴旋转工作台完成；
（3）缩短装夹时间，减少加工工序，尽可能地通过一次定位进行多工序加工，减少定位误差；
（4）刀具得到很大改善，延长刀具寿命；
（5）有利于生产集中化。
3 四轴加工中心的工作模式
四轴加工中心一般有两种加工模式：定位加工和插补加工，分别对应多面体零件加工和回转体轮廓加工。现在，以带 a 轴为旋转轴的四轴加工中心为例，分别对两种加工模式进行说明。
3.1 定位加工
在进行多面体零件加工时，需要将多面体的各个加工工作平面在围绕a 轴旋转后能与a 轴轴线平行，否则将造成无法加工，出现欠切或过切的现象。一般来说，通过安装在第四轴上的夹具将加工零件固定在旋转工作台上，校正基准面以确定工件坐标系
a 轴零点位置。在实际加工中先通过a 轴的角度旋转得到加工工作平面的正确位置，然后利用相关指令
（例如fanuc 系统中的m10）锁定该位置，保证加工过程中加工面与a 轴零点位置固定，从而使得该加工面内所有元素的完整正确加工。对多面体下一个加工面加工时，只需先利用a 轴打开指令（例如
fanuc 系统中的m11）将a 轴打开，再旋转a 轴角度至下一个加工平面与a 轴轴线和主轴轴线组成的相交平面平行或垂直，然后锁定即可加工 [2]。
此类加工中，a 轴仅起到分度的作用，并没有参与插补加工，因此并不能体现四轴联动的运算。
3.2 插补加工
回转零件的轴面轮廓加工或螺旋槽的加工，就是典型的利用四轴联动插补计算而成的插补加工。例如圆柱面上的回转槽、圆柱凸轮的加工主要是依靠 a 轴的旋转加 x 轴的移动来实现的。此时，需要将 a 轴角度展开，与 x 轴做插补运算，以确保 a 轴与x 轴的联动，这个过程将用到圆柱插补命令（例如 fanuc 的 g07.1） 。
凝胶强度测试仪：揭开凝胶力学性能的神秘面纱
ATOS插装阀的插芯类型
供应隔音橡塑海绵板室外应用的理想选择
小型等离子除臭设备
南京大学Nat. Nanotechnol.，无液氦低温光学系统再立新功！
CNC加工中心四轴加工技巧
行星球磨机的处理原理你了解吗？
无线式货车轴重仪/称重仪，大中小型货车轮轴检测仪
全模式顶空进样器对溶剂的要求及优化建议
世界环境日刚过 环境监测新动态大盘点
MetalWork机械阀发展战略
库顶切换阀密封圈KDF库顶阀密封圈的特点和技术参数
替代传统固体酸催化剂用于酸催化、酸催化树脂
管道固定好产品 管道防腐垫木 管道木托
超声波塑料焊接在汽车制造业的重要应用
影响经济型数控车床功率的要素
电缆阻燃涂料,水性电缆防火涂料
海天塑机受邀参加延锋国际供应商创新技术展
画册印刷时如何更好的节约印刷成本？
大量批发耐火硅酸铝板 5公分硅酸铝管壳什么价格
技术的作用一般占 60% 左右。世界上各个国家经济的竞争，实际上是*制造技术的竞争，其竞争能力终体现在所生产的产品的*。随着经济技术的高速发展以及顾客的需求和市场环境的不断变化，这种竞争日趋激烈，因而各国政府都非常重视对*制造技术的研究。
现今，随着工业 4.0 的深入和智能制造的全面推广，多轴加工中心作为*生产力的代表在制造企业中的运用越来越广泛。以航空航天、汽车等制造业为代表，由于其产品结构的复杂化、部件的多样化，以及对零件曲面曲片的大量运用，故而对制造加工提出了很高的要求。传统机床已经满足不了这样的生产要求，四轴、五轴以及多附加轴的机床正是解决这类问题的关键所在。现代制造企业中，四轴、五轴加工编程多利用 cad/cam 技术来完成。利用数据模型、自动编程、仿真加工、后处理技术可以完整处理复杂零件从图纸到成品件的虚拟加工，即工业 4.0 中提到的“数字双胞胎”。因此，掌握多轴加工的基本原理和基本编程方式，对于零件的制造、生产效率的提高都起着重要的作用 [1]。
1 四轴加工的概述
四轴加工准确地说应该是四坐标轴联动加工。目前，很多数控系统可以实现此类插补运算功能， 以达到一次装夹多面加工的要求。也有一些数控设备是在普通的数控三坐标加工中心的基础上，对第四轴进行扩展而来，使其可以满足多面或轴面上的轨迹加工。
在数控机床里，对于坐标系的定义是源于右手笛卡尔直角坐标系，即：相交于原点的两条数轴， 构成了平面放射坐标系；而相交于原点的三条不共面的数轴构成空间的放射坐标系。在笛卡尔坐标系中，过定点 0，作三条互相垂直的数轴，它们都以 0 为原点且一般具有相同的长度单位。这三条轴分别叫作 x 轴、y 轴、z 轴，统称坐标轴。在数控机床上，x、y、z 轴的正方向要符合右手规则，即以右手握住 z 轴，当右手的四指从正向 x 轴以 π/2 角度转向正向y 轴时，大拇指的指向就是 z 轴的正向， 这样的三条坐标轴就组成了一个空间直角坐标系， 点 0 叫作坐标原点，x、y、z 轴就是空间中的三个直线轴。多轴机床里除了三个直线轴，还定义了三个旋转轴，分别是绕着 x、y、z 轴旋转的 a、b、
c 轴。a、b、c 轴的方向确定也符合右手笛卡尔规则，即右手握住某一直线轴（例如：x 轴），大拇指的指向与该直线轴正向相同，四指旋握的方向即为该直线轴对应的旋转轴（即 a 轴）的正方向。
在cnc加工中心里，四轴机床指的是配有x、y、
z 三个直线轴以及 a 或 b 或 c 三个旋转轴之一的加工中心，且三个直线轴与一个旋转轴可以进行插补运算及加工，即为联动。立式机床往往配备的第四轴为 a 轴（如图 1 所示），卧式机床则配备的第四轴为 b 轴（即 y 轴所对应的旋转轴）。
2 四轴加工的特点
四轴加工中心早应用于曲线曲面的加工，即叶片的加工。现如今，四轴加工中心可以适用于多面体零件、带回转角度的螺旋线（圆柱面油槽）、螺旋槽、圆柱面凸轮、摆线的加工等等，应用及其广泛。
从加工产品我们可以看出，四轴加工有以下特点：
（1）由于有旋转轴的加入，使得空间曲面的加工成为可能，大大提高了自由空间曲面的加工精度、质量和效率；
（2）三轴加工机床无法加工到的或需要装夹过长的工件（如长轴类轴面加工）的加工，可以通过四轴旋转工作台完成；
（3）缩短装夹时间，减少加工工序，尽可能地通过一次定位进行多工序加工，减少定位误差；
（4）刀具得到很大改善，延长刀具寿命；
（5）有利于生产集中化。
3 四轴加工中心的工作模式
四轴加工中心一般有两种加工模式：定位加工和插补加工，分别对应多面体零件加工和回转体轮廓加工。现在，以带 a 轴为旋转轴的四轴加工中心为例，分别对两种加工模式进行说明。
3.1 定位加工
在进行多面体零件加工时，需要将多面体的各个加工工作平面在围绕a 轴旋转后能与a 轴轴线平行，否则将造成无法加工，出现欠切或过切的现象。一般来说，通过安装在第四轴上的夹具将加工零件固定在旋转工作台上，校正基准面以确定工件坐标系
a 轴零点位置。在实际加工中先通过a 轴的角度旋转得到加工工作平面的正确位置，然后利用相关指令
（例如fanuc 系统中的m10）锁定该位置，保证加工过程中加工面与a 轴零点位置固定，从而使得该加工面内所有元素的完整正确加工。对多面体下一个加工面加工时，只需先利用a 轴打开指令（例如
fanuc 系统中的m11）将a 轴打开，再旋转a 轴角度至下一个加工平面与a 轴轴线和主轴轴线组成的相交平面平行或垂直，然后锁定即可加工 [2]。
此类加工中，a 轴仅起到分度的作用，并没有参与插补加工，因此并不能体现四轴联动的运算。
3.2 插补加工
回转零件的轴面轮廓加工或螺旋槽的加工，就是典型的利用四轴联动插补计算而成的插补加工。例如圆柱面上的回转槽、圆柱凸轮的加工主要是依靠 a 轴的旋转加 x 轴的移动来实现的。此时，需要将 a 轴角度展开，与 x 轴做插补运算，以确保 a 轴与x 轴的联动，这个过程将用到圆柱插补命令（例如 fanuc 的 g07.1） 。
凝胶强度测试仪：揭开凝胶力学性能的神秘面纱
ATOS插装阀的插芯类型
供应隔音橡塑海绵板室外应用的理想选择
小型等离子除臭设备
南京大学Nat. Nanotechnol.，无液氦低温光学系统再立新功！
CNC加工中心四轴加工技巧
行星球磨机的处理原理你了解吗？
无线式货车轴重仪/称重仪，大中小型货车轮轴检测仪
全模式顶空进样器对溶剂的要求及优化建议
世界环境日刚过 环境监测新动态大盘点
MetalWork机械阀发展战略
库顶切换阀密封圈KDF库顶阀密封圈的特点和技术参数
替代传统固体酸催化剂用于酸催化、酸催化树脂
管道固定好产品 管道防腐垫木 管道木托
超声波塑料焊接在汽车制造业的重要应用
影响经济型数控车床功率的要素
电缆阻燃涂料,水性电缆防火涂料
海天塑机受邀参加延锋国际供应商创新技术展
画册印刷时如何更好的节约印刷成本？
大量批发耐火硅酸铝板 5公分硅酸铝管壳什么价格