五軸加工：如何讓復雜零件一次成型成為可能？

在深圳拓維模型的車間里，一臺五軸加工中心正在自動運行，0.02mm的刀具在鋁合金塊料上優(yōu)雅地旋轉(zhuǎn)、傾斜，五天時間，一個具有復雜曲面的醫(yī)療器械部件已初見雛形。

“這個心臟介入設備的精密部件，有7個不同角度的流道孔和空間曲面，傳統(tǒng)三軸機床根本無法一次加工完成，”車間主管指著正在加工的零件說，“而我們的五軸設備，僅需一次裝夾就能完成全部加工，精度達到±0.02mm。”

什么是五軸加工？

五軸加工，顧名思義，是指在傳統(tǒng)的三軸直線運動基礎上，增加了兩個旋轉(zhuǎn)軸，使刀具能夠從任意方向接近工件。這意味著加工復雜零件時不再需要多次重新裝夾。

“五軸加工中心能同時控制三個直線軸及兩個旋轉(zhuǎn)軸，實現(xiàn)空間復雜曲面加工。”它通過改變刀軸方向，克服了傳統(tǒng)三軸加工的諸多不足。

五軸加工的核心優(yōu)勢

精度與效率的雙重飛躍

“我們?yōu)楹娇蘸教炜蛻艏庸さ囊粋€葉輪部件，有22個扭曲葉片，葉片之間間隙只有3mm，”拓維模型技術總監(jiān)拿起一個樣品解釋，“使用三軸機床需要加工12天，而且很多部位根本無法到位。而五軸設備僅用4天就完成了，且表面質(zhì)量遠超客戶要求。”

五軸加工適合於複雜工件的製造，由於擁有兩個旋轉(zhuǎn)自由度，相較於傳統(tǒng)的三軸加工，不僅造型能力優(yōu)越，其生產(chǎn)效率亦顯著提高。

復雜零件一次成型

生活中，像曲面玻璃模具等異形零部件，使用三軸或四軸聯(lián)動機床，以“固定姿態(tài)+分步加工”方式切削，往往存在誤差，只有五軸聯(lián)動才能實時調(diào)整姿態(tài)，一次性滿足所有要求。

減少裝夾次數(shù)，降低成本

“五軸加工中心能加工直徑在550毫米以內(nèi)的復雜五金零件，實現(xiàn)鉆孔、攻牙、銑一步到位。”傳統(tǒng)加工方式中，一個復雜零件可能需要5-6次裝夾，而五軸加工只需一次裝夾，大大縮短了工時，降低了成本。

五軸加工的應用場景

五軸加工技術已廣泛應用于航空航天、汽車、醫(yī)療器械等高精度要求的領域。

在新能源汽車領域，沈陽機床已形成摩擦焊專機、副車架五軸立式加工中心、球籠倒立車、扭力梁雙面銑等一系列專業(yè)化解決方案。

航空航天領域

“我們?yōu)闊o人機客戶加工的碳纖維復合材料機翼模具，型面精度要求0.03mm以內(nèi)，”項目經(jīng)理介紹，“五軸加工的高精度特性確保了模具質(zhì)量，客戶批量生產(chǎn)的機翼裝配間隙均勻一致。”

醫(yī)療器械制造

“像人工關節(jié)、手術器械這類產(chǎn)品，往往有復雜的解剖學曲面。五軸加工能夠完美再現(xiàn)這些復雜曲面，這是傳統(tǒng)機床難以企及的。”

文化創(chuàng)意領域

在2025年中國（恩平）第一屆智能裝備&機床博覽會上，國漫頂流IP手辦引發(fā)眾人圍觀。這些由五軸加工中心雕刻的“悟空”手辦，鎧甲閃著冷冽金屬光澤，金箍棒上的龍紋清晰可見。 “傳統(tǒng)手工雕刻耗時起碼一周以上，而使用五軸加工中心，從建模到完成僅用25小時，且能批量加工。”

五軸加工的技術突破

中國在五軸加工領域已取得顯著進展。2020年，歷經(jīng)8年努力，中國“S試件”五軸機床檢測方法正式成為國際標準，這也是我國金屬切削機床專業(yè)領域首項國際標準。

“S試件”，看似只是一個S形的曲面，卻非常巧妙地將精密零件的若干加工特征集成起來。一個試件，即可檢測機床的加工精度、幾何精度、定位精度、綜合加工效率等。

“只要一臺五軸聯(lián)動機床能夠加工合格的‘S試件’，那么這臺機床就能安全用于復雜精密零件加工。”

如何選擇五軸加工服務？

考察技術團隊

“五軸編程遠比三軸復雜，需要工程師有豐富的空間想象能力和工藝經(jīng)驗，”拓維模型編程主管說，“我們團隊有12年五軸編程經(jīng)驗，能為客戶提供最優(yōu)的工藝方案。”

評估質(zhì)量體系

“我們嚴格遵循‘S試件’檢測標準，確保每臺設備出廠前都能通過這一嚴格測試。同時，我們每臺設備都配備三坐標檢測儀，實現(xiàn)全流程質(zhì)量監(jiān)控。”

五軸加工的未來趨勢

隨著制造業(yè)向高端化、智能化轉(zhuǎn)型，五軸加工技術正迎來快速發(fā)展。科德數(shù)控作為我國自主可控高端五軸機床骨干企業(yè)，已累計向航天科技、航天科工等重點企業(yè)交付各類高端五軸機床1600余臺。

“十五五”期間，中國五軸加工技術將繼續(xù)向高精度、高效率、智能化方向發(fā)展。像沈陽機床這樣的企業(yè)，已開始布局人形機器人配套領域，研發(fā)有針對性的專用高效數(shù)控機床。

結(jié)語

五軸加工技術正在重塑制造業(yè)的邊界。從航空航天到醫(yī)療器械，從新能源汽車到文化創(chuàng)意，五軸加工以其無可替代的技術優(yōu)勢，成為高端制造的必備利器。

“每個深夜，當我們的五軸加工中心仍在工作時，我知道又有一個高精度零件即將誕生，”車間主管感慨道，“能夠參與中國制造業(yè)的升級歷程，幫助客戶把不可能的設計變成現(xiàn)實，這是我們的價值所在。”

在競爭日益激烈的市場環(huán)境中，掌握五軸加工技術，可能正是企業(yè)領先一步的關鍵。它讓設計師可以擺脫工藝約束，專注于創(chuàng)造更優(yōu)秀的產(chǎn)品，最終推動整個行業(yè)的技術進步。

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