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【摘 要】这些年来，我国复杂曲面加工技术获得了较为显著的进步。但是，同时目前复杂曲面数控加工过程中也存在一些问题，比如在复杂曲面几何造型方面，虽然造型功能非常强大，但是在很大程度上忽略了加工的可行性。又比如在机床数控方面投入的技术还不够完善。针对这些问题，本课题笔者重点对复杂曲面的五坐标数控加工关键技术进行了探究，希望以此为数控加工技术的发展提供有效依据。
【关键词】复杂曲面；数控加工；关键技术
0. 引言
在现代化制造技术当中，五坐标数控加工技术是其中的关键技术之一，由于五坐标数控加工技术具备多方面的优点，比如质量优良、效率高、精准度高等，从而使其在复杂曲面的数控加工中具有广泛的应用价值[1]。为了促进我国数控加工技术的稳健发展，本课题对“复杂曲面的五坐标数控加工关键技术”进行分析与探究具有较为深远的意义。
1. 数控加工技术的特点及发展分析
数控技术是一种利用数字信息，进一步对机械运行以及工作全过程加以控制的新型技术，在现代工业生产中，数控技术具有广泛的应用价值。数控技术主要是对速度、位移以及角度等与机械密切相关的因素进行控制[2]。当然，也会对一些物理量进行控制，包括温度、压力以及流量等。若某种设备的控制是通过数字展现出来的，并且利用数控程序对工作过程进行自动控制，则我们这类设备为数控设备，数控设备所涵盖的技术诸多，比如自动控制技术、微电子技术、信息处理技术以及机械制造技术，均能够融入经数控设备中，进一步在各个行业、各个领域发挥作用。数控加工技术与传统模式下的加工技术比较，具有多方面的优势，包括生产效率高、能避免超负荷劳动、具备较高的加工精度，同时具有很广的使用范围，能够为生产管理的增强提供保障依据。对于数控加工技术来说，在不断发展过程中将朝向多个方面发展，比如网络化、高精度化以及高智能化等方面发展，从而使数控加工技术的应用价值更具有效性。
2. 复杂曲面的五坐标数控加工关键技术探究
2.1五坐标数控加工工艺流程分析
对于五坐标数控加工工艺来说，第一步需要对CAD模型进行构建，进一步做好刀位数据及数控代码的生产工作，在数控代码生产之后需完成后置处理，在后置处理过程中，需要重视非线性误差的计算，同时还需要注重旋转角的优化，对这两方面的东西进行优化的情况下，才能够为数控代码的生产提供保障依据。五坐标数控加工工艺流程如图1所示。
图1 五坐标数控加工工艺流程图示
2.2工作台倾斜型五轴数控机床相关技术分析
五轴数控加工机床类型诸多，包括了主轴倾斜型五轴数控机床、工作台倾斜型五轴数控机床以及作台/主轴倾斜型五轴数控机床。以工作台倾斜型五轴数控机床为例，如图2所示，此类机床的2个旋转轴均位于工作台侧，又称之为转台机床，2个旋转轴一般是绕X轴旋转的A轴，或者绕Y轴旋转的B轴与绕Z轴旋转的C轴的有机融合[3]。对于工作台倾斜型五轴数控机床来说，进而可以划分为三类：其一为基于工作台上布置A轴与C周；其二为基于工作台上布置B轴与C轴；其三为基于工作台上与B轴保持俯垂型。此类型的五轴数控机床主要优势是主轴在结构上较为简单，且刚性优良，制造成本低。除此之外，与此同时，也存在一些缺陷，比如工作台承载能力较弱，在工件切削过程中，会对工作台造成很大的承载力矩。
图2 工作台倾斜型五轴数控机床结构原理图示
2.3五坐标数控机床后处理技术分析
基于计算机辅助制造当中，需把设计出来的模型以计算机辅助制造为渠道，进一步将生产的刀位轨迹的整个过程作为前置处理，在前置处理过程中所生产的是刀位数据，并不是数控程序。所以，想要得到能够驱动数控机床的数控程序，便需对前置处理所获取的刀位数据进行变换，将其变换为独特机床的数控代码，此过程叫做后置处理。
对于五坐标后处理技术来说，与三坐标后置处理技术比较，是要复杂许多的。在五坐标数控加工过程中，刀位数据给出两类模式，一类为刀心坐标，另一类为刀轴矢量。在后置处理过程中，需将其向数控代码转换。若数控机床的类型具有差异化，那么转速算法也有所差异，这主要是由于五坐标机床通过后置处理所获取的数控代码只可应用在一些特殊类型的机床当中，对于别的类型的机床并不适用，这样所带来的问题便是使用率在很大程度上减弱，同时可移植性也变得较为薄弱。要想使五坐标机床数控代码的使用率得到有效提升，同时增强可移植性，便需要对目前拥有的数控代码进行转化，将其转换成为另一台不同配置的数控机床的数控代码。进一步将已知的数控代码向刀位数据转化，这样便能够使五轴机床数控代码的使用率提升，可移植性增强。
3. 结语
通过本课题的探究，认识到了复杂曲面的五坐标数控加工技术具有广泛的应用价值。对于五轴数控加工机床来说，类型诸多，包括了主轴倾斜型五轴数控机床、工作台倾斜型五轴数控机床以及作台/主轴倾斜型五轴数控机床。每一种类型均具备自身的优势与缺陷，因此做到优化选择五轴数控加工机床类型便显得极为重要。除此之外，还需要对五坐标数控机床后处理技术给予充分重视，在优化各项子技术的基础上，才能够为整体数控加工技术的提升提供保障依据。■
参考文献
[1] 王新荣，王冬，杨丽华. 线切割五轴联动加工技术开发与仿真[J]. 工具技术，2011，07：56-59.
[2] 修春松，安鲁陵，戚家亮. 整体叶轮鼓形刀五坐标数控加工刀位轨迹生成[J]. 机械制造与自动化，2011，04：165-168.
[3] 陈岳坪，卢海燕，李书平，靳龙. 一种基于数控机床的复杂曲面在线检测方法[J]. 测试技术学报，2015，01：78-82.
【关键词】复杂曲面；数控加工；关键技术
0. 引言
在现代化制造技术当中，五坐标数控加工技术是其中的关键技术之一，由于五坐标数控加工技术具备多方面的优点，比如质量优良、效率高、精准度高等，从而使其在复杂曲面的数控加工中具有广泛的应用价值[1]。为了促进我国数控加工技术的稳健发展，本课题对“复杂曲面的五坐标数控加工关键技术”进行分析与探究具有较为深远的意义。
1. 数控加工技术的特点及发展分析
数控技术是一种利用数字信息，进一步对机械运行以及工作全过程加以控制的新型技术，在现代工业生产中，数控技术具有广泛的应用价值。数控技术主要是对速度、位移以及角度等与机械密切相关的因素进行控制[2]。当然，也会对一些物理量进行控制，包括温度、压力以及流量等。若某种设备的控制是通过数字展现出来的，并且利用数控程序对工作过程进行自动控制，则我们这类设备为数控设备，数控设备所涵盖的技术诸多，比如自动控制技术、微电子技术、信息处理技术以及机械制造技术，均能够融入经数控设备中，进一步在各个行业、各个领域发挥作用。数控加工技术与传统模式下的加工技术比较，具有多方面的优势，包括生产效率高、能避免超负荷劳动、具备较高的加工精度，同时具有很广的使用范围，能够为生产管理的增强提供保障依据。对于数控加工技术来说，在不断发展过程中将朝向多个方面发展，比如网络化、高精度化以及高智能化等方面发展，从而使数控加工技术的应用价值更具有效性。
2. 复杂曲面的五坐标数控加工关键技术探究
2.1五坐标数控加工工艺流程分析
对于五坐标数控加工工艺来说，第一步需要对CAD模型进行构建，进一步做好刀位数据及数控代码的生产工作，在数控代码生产之后需完成后置处理，在后置处理过程中，需要重视非线性误差的计算，同时还需要注重旋转角的优化，对这两方面的东西进行优化的情况下，才能够为数控代码的生产提供保障依据。五坐标数控加工工艺流程如图1所示。
图1 五坐标数控加工工艺流程图示
2.2工作台倾斜型五轴数控机床相关技术分析
五轴数控加工机床类型诸多，包括了主轴倾斜型五轴数控机床、工作台倾斜型五轴数控机床以及作台/主轴倾斜型五轴数控机床。以工作台倾斜型五轴数控机床为例，如图2所示，此类机床的2个旋转轴均位于工作台侧，又称之为转台机床，2个旋转轴一般是绕X轴旋转的A轴，或者绕Y轴旋转的B轴与绕Z轴旋转的C轴的有机融合[3]。对于工作台倾斜型五轴数控机床来说，进而可以划分为三类：其一为基于工作台上布置A轴与C周；其二为基于工作台上布置B轴与C轴；其三为基于工作台上与B轴保持俯垂型。此类型的五轴数控机床主要优势是主轴在结构上较为简单，且刚性优良，制造成本低。除此之外，与此同时，也存在一些缺陷，比如工作台承载能力较弱，在工件切削过程中，会对工作台造成很大的承载力矩。
图2 工作台倾斜型五轴数控机床结构原理图示
2.3五坐标数控机床后处理技术分析
基于计算机辅助制造当中，需把设计出来的模型以计算机辅助制造为渠道，进一步将生产的刀位轨迹的整个过程作为前置处理，在前置处理过程中所生产的是刀位数据，并不是数控程序。所以，想要得到能够驱动数控机床的数控程序，便需对前置处理所获取的刀位数据进行变换，将其变换为独特机床的数控代码，此过程叫做后置处理。
对于五坐标后处理技术来说，与三坐标后置处理技术比较，是要复杂许多的。在五坐标数控加工过程中，刀位数据给出两类模式，一类为刀心坐标，另一类为刀轴矢量。在后置处理过程中，需将其向数控代码转换。若数控机床的类型具有差异化，那么转速算法也有所差异，这主要是由于五坐标机床通过后置处理所获取的数控代码只可应用在一些特殊类型的机床当中，对于别的类型的机床并不适用，这样所带来的问题便是使用率在很大程度上减弱，同时可移植性也变得较为薄弱。要想使五坐标机床数控代码的使用率得到有效提升，同时增强可移植性，便需要对目前拥有的数控代码进行转化，将其转换成为另一台不同配置的数控机床的数控代码。进一步将已知的数控代码向刀位数据转化，这样便能够使五轴机床数控代码的使用率提升，可移植性增强。
3. 结语
通过本课题的探究，认识到了复杂曲面的五坐标数控加工技术具有广泛的应用价值。对于五轴数控加工机床来说，类型诸多，包括了主轴倾斜型五轴数控机床、工作台倾斜型五轴数控机床以及作台/主轴倾斜型五轴数控机床。每一种类型均具备自身的优势与缺陷，因此做到优化选择五轴数控加工机床类型便显得极为重要。除此之外，还需要对五坐标数控机床后处理技术给予充分重视，在优化各项子技术的基础上，才能够为整体数控加工技术的提升提供保障依据。■
参考文献
[1] 王新荣，王冬，杨丽华. 线切割五轴联动加工技术开发与仿真[J]. 工具技术，2011，07：56-59.
[2] 修春松，安鲁陵，戚家亮. 整体叶轮鼓形刀五坐标数控加工刀位轨迹生成[J]. 机械制造与自动化，2011，04：165-168.
[3] 陈岳坪，卢海燕，李书平，靳龙. 一种基于数控机床的复杂曲面在线检测方法[J]. 测试技术学报，2015，01：78-82.