1980 年代中期，DECKEL MAHO 弗朗頓公司的 MH 700 S 銑削加工中心在五軸數(shù)控加工領域實現(xiàn)突破。“銑頭與工作臺進給軸的連續(xù)控制以及 CNC 與 CAM 技術的發(fā)展在當時是革命性事件”，DECKEL MAHO 弗朗頓公司總經(jīng)理 Alfred Gei?ler 回憶說。
1980 年代中期，DECKEL MAHO 弗朗頓公司的 MH 700 S 銑削加工中心在五軸數(shù)控加工領域獲得突破。“銑頭與工作臺進給軸的連續(xù)控制以及 CNC 與 CAM 技術的發(fā)展在當時是革命性事件”，DECKEL MAHO 弗朗頓公司總經(jīng)理 Alfred Gei?ler 回憶說。
可控 B 軸擺動銑頭是重大技術進步
該機特別之處在于數(shù)控回轉擺動工作臺與程序控制主軸能從水平位置轉換到垂直位置并具有 36 位的刀庫。復雜工件甚至能一次裝件完成無人值守的完整加工，不需要停頓就能一直加工到深夜。“要實施這種 5 軸技術需要一個前提，那就是無反向間隙的旋轉軸驅動以及回轉軸和直線軸都要采用直接測量系統(tǒng)”，Gei?ler 解釋說。此外，5 軸加工對數(shù)控系統(tǒng)的計算能力要求很高，以前的系統(tǒng)計算能力不足。
5 軸加工技術成功的關鍵是可控 B 軸擺動銑頭的發(fā)展。1990 年中期，弗朗頓公司推出的 P 系列機床體現(xiàn)了在該領域的創(chuàng)新領導地位。“45°擺動面的 B 軸能非常穩(wěn)定地進行五軸聯(lián)動銑削加工，因為加工是在進給軸的轉動點進行”，Gei?ler 強調(diào)技術發(fā)展的重要性時說。這意味著任何加工作用力方向都能實現(xiàn)極佳的銑削效果。擺動銑頭的出現(xiàn)實現(xiàn)了全部五軸的聯(lián)動運動而且不需要使用模板就能快速銑削加工自由曲面、圓柱曲面或球面，節(jié)省時間。
然而，這位 DMG MORI 經(jīng)理承認在當時大部分 5 軸應用中真正需要通過 5 軸聯(lián)動加工自由曲面的應用不多，空間定位的應用比例更大。“這就是說當鉆頭或銑刀用一定角度定位在工件上后，實際加工時可用多達三個軸。”
一次裝夾高精度地生產(chǎn)加工
Gei?ler 繼續(xù)介紹說應用 5 軸技術的最大動力是為了減少零件數(shù)量而增加的單個零件的復雜性。“5 軸加工之后出現(xiàn)的 5 軸聯(lián)動加工技術更增強了這個發(fā)展趨勢。因此，事實上市場與技術之間是相互依賴關系，”Gei?ler 說。因此，多軸銑削加工最早應用在原型件制造中，然后應用在工模具制造，特別是飛機制造以及大批量生產(chǎn)中。
5 軸加工的突出特點是它能一次裝夾完成加工，當然還包括與之相伴的高精度。由于每次裝夾必然消耗時間和資金，也無法避免精度的降低。對于復雜工件，例如橫向孔和底切，無法用三軸方式經(jīng)濟地加工。
5 軸加工還能改善表面質(zhì)量并能縮短生產(chǎn)時間。在傾斜面加工中能清楚地看到這一點：用 3 軸方式加工時必須用小步距，而五軸定位則可將刀具定位在相對被加工面所需的角度位置，一步加工完成。工件的所有位置都能用五軸達到。此外，刀具的使用效率也更高，因為傾斜加工，相同的進給速度意味著切削長度可以更長，因此能減小切削力。
5 軸加工的發(fā)展趨勢仍在繼續(xù)
優(yōu)點突出，而且廣受用戶歡迎。“單 DECKEL MAHO 弗朗頓公司一家在市場上銷售的5 軸機床已超過 15,000 臺，為 DMG MORI 成為全球技術領先和市場領先的 5 軸企業(yè)做出了重要貢獻”，Gei?ler 說。
而且 5 軸加工的趨勢仍在繼續(xù)。DMG MORI 在該領域的創(chuàng)新仍在持續(xù)高速發(fā)展，duoBLOCK? 系列多方面的改進就是明證。第 4 代 DMC 125 U duoBLOCK ? 的最新部件是標配的快速托盤交換系統(tǒng)，它允許在加工的同時裝夾工件。DMG MORI 還將其剛性提高了 30 %。同時，能耗也降低了相同的程度。“機床的所有輔助設備都具有巨大節(jié)能潛力”，Gei?ler 說。例如，高效的冷卻系統(tǒng)采用加入冷水方式，而不是冷卻裝置始終保持工作，節(jié)能效果十分顯著。未來切削液泵將帶調(diào)速功能，因此未來只有實際加工時才消耗能量。
