技术文章—5 轴联动并非总是最佳解决方案？

OPEN MIND 正在庆祝成立 25 周年。hyperMILL CAD/CAM 套件是与 5 轴技术密切相关的成功典范，这项技术很大程度上是由 OPEN MIND 独立开发而成。尽管 5 轴联动加工处于领先地位，但 OPEN MIND 具有开创精神的 CAD/CAM 专家强调 5 轴联动并非总是最佳解决方案。

像 OPEN MIND Technologies AG 这样深入涉足 5 轴联动加工开发的软件公司少之又少。

25 年前，技术爱好者从创建 OPEN MIND 开始便开启了一场革命：这就是 5 轴联动加工软件！OPEN MIND 是首家为工具和模具制造提供此项技术的 CAM/CAD 开发商，而且还在此领域拥有多项专利。25 年来，OPEN MIND 一直是全球技术领导者，也是独立于机床和控制器编程的最受欢迎的解决方案提供商之一！创新的 hyperMILL® 加工方法已成为所有行业的基准。

但开发工作尚未结束，使用现代刀具进行更高效加工的新机会不断涌现。hyperMILL® MAXX Machining 高性能套件是继5轴之后掀起的另一个革新，其包含钻孔、粗加工和精加工三大模块。两年前，OPEN MIND 开发出创新的 5 轴策略，并且开发了锥形圆桶刀。这种高端刀具与 OPEN MIND 的创新加工策略相结合，表面加工效率提高 90% 之多，质量也得到大幅提高。

没有多余的运动

hyperMILL 是完整的套件，包含范围多种用于铣削和铣车的 2.5D 和 3D 加工策略。hyperMILL 特别显著的一个特点是用于 5 轴联动加工的自动策略，可与涡轮、轮胎和弯管领域的特殊应用完美结合。与 5 轴联动策略有关的编程基本上不会比 2.5D 或 3D 任务更复杂。定义所需的倾斜运动非常简单，并提供支持以便在刀具路径计算时尽早执行自动避碰。这就产生了极高的工序可靠性。

这样，就没有必要完全依赖 5 轴联动技术，因为系统可自动识别无法使用 3 轴加工的区域并将其从 3D 操作中排除。然后可使用“5 轴再加工”功能联动再加工排除的加工区域，而不会有任何问题。这些功能专为工具和模具制造而设计，非常适合使用短夹刀具加工难达区域。另一个示例是“5 轴端面铣削”。在加工中等曲度的较大曲面时，端面加工通过使用更大的路径间距缩短了铣削时间。自动调整刀具倾斜角度可确保凹面拥有较高的表面质量。此策略有多个进给并可检测毛坯，因此也非常适合 5 轴粗加工。

真正的联动就是不动

所有轴联动通常很有用，但并非始终可取。旋转轴比线性轴更慢，可大幅增加 NC 程序的运行时间。因此，hyperMILL 支持使用这些策略自动固定刀具角度。这可完全自动执行，或者用户可通过固定位置自行选择区域。然后 hyperMILL 为这些可加工的区域计算刀具路径，而无需旋转轴运动。或者，也可固定其中一个旋转轴（例如较慢的一个），另一个与线性轴联动。这可轻松分离加工区域，同时避免重叠和间隙。凭借特殊程序，过渡区域的表面外观可得到改善。

因为可达到的进给率是由最慢的轴决定，所以 5 轴联动加工的成功不在于生成运动，而是尽可能消除运动并优化轴。

出色的 CAM 系统可充分挖掘机床和刀具所拥有的可能性。其目的不仅仅是提高进给率和材料去除率，还为了使加工对刀具和机床而言更容易，避免不必要的运动就是其中一个目标。

作者：Josef Koch 博士，OPEN MIND Technologies AG 首席技术官

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