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摘要 ：数控加工中，大量结构件向重量轻、精度高、结构复 杂方向发展 ;而部分结构件生产过程加工工序多，生产效率极 低，且在加工中存在装夹困难、易变形、加工精度难以保证等问 题 ;零件流转过程造成的产品表面划伤、磕碰表面质量问题频 繁出现 ;工序流转中夹具的反复装夹引发的产品表面夹伤、装 夹基准不统一导致的累计误差增大、尺寸超差等诸多问题， 成为 制约产品质量，交付周期难以保证等难题。基于此，需要引进先 进的制造理念、技术和设备，促进机械加工效率和质量的提升。 本文主要对五轴数控机床在机械加工领域的应用问题进行综合 性阐述， 旨在进一步提高机械加工质量与效果， 增加企业经济效益，促进企业长远发展。
关键词 ：五轴数控机床,机械加工领域,应用
在现代化经济发展背景下，工业化水平越来越高，机械制造 事业逐渐向现代化方向发展。在此情况下， 机械制造行业的市场 竞争局势日益加剧， 需要进一步提高机械加工质量和效率， 才能 促进其综合竞争能力的提升。基于此， 五轴数控机床在机械制造 行业中得到了越来越广泛的应用和推广，可以进一步提高机械 加工质量与效率，促进企业经济效益的增加。但是现阶段，五轴 数控机床在机械加工中的应用效能还没有完全挖掘出来，需要 最大程度上提高五轴数控机床的应用效率，促进机械加工企业 综合实力的提升， 推动我国工业生产的高质量发展。
1 数控机床在机械加工领域的重要性
五轴数控机床是机械加工领域未来发展的重要物质基础， 也是工业化生产所依赖的重要载体。随着社会经济的发展， 科学 技术水平日益提升， 机械市场越来越复杂多变， 人们发展需求日 益多样化， 数控行业既要抓住发展机遇， 同时还要面临巨大的发 展挑战。为了进一步提升五轴数控机床的加工效率， 不仅要牢牢 掌握机械加工行业的核心技术，更要积极探索高效率、高精度、 柔性化、网络化、智能化方向发展的新道路。一旦五轴数控机床 工作效率提升， 会在很大程度上缩减工人的工作时间， 改善设备 利用率低的问题， 同时有效控制生产综合劳动成本， 节约企业加 工成本，提升其市场竞争实力，增加市场占有率，并可以更加积 极地应对竞争激烈的现代化机械市场， 促进企业的长远发展。但 是现阶段， 在数控机床使用过程中， 部分中小型企业对五轴数控 机床的应用不规范， 整体机械化水平较低， 缺乏标准化的规章制度，而且操作人员的综合素质较为低下， 难以真正发挥五轴数控 机床的功能效用，导致五轴数控机床机械加工质量和效率难以 提升， 难以促进企业经济效益和社会效益的综合性提升。而且在 人为因素影响下，如人员操作水平较低，缺乏责任意识，机床操 作不规范等问题，五轴数控机床加工的产品质量难以满足客户 标准要求，而且产品加工准确性和精确度都不能满足实际要求。 这种情况严重限制了我国现代化建设的发展进程。因此， 只有对 五轴数控机床进行优化应用，才能进一步提高五轴数控机床的 加工效率和加工产品的质量，促进我国数控机床机械加工行业 的全面性发展。
2 五轴数控机床的发展和应用
在现代化科学技术发展背景下，以往传统的机械加工方式 难以满足新时期的生产需求， 要引进更加先进、现代化的生产模 式，才能满足人们日益多样化的生产需求， 促进我国机械加工行 业的可持续发展。现代数控技术在机械制造行业的有效性应用， 可以进一步提高机械制造行业的发展动力，促进机械制造行业 的高质量发展。在现代化科学技术支持下， 传统机械加工方法得 到了极大程度上的改进和发展，尤其是 CNC 加工技术替代了传 统手工加工模式，可以对更加复杂、苛刻的生产环境进行适应， 促进数控机械加工技术的现代化发展，有效降低机械生产加工 过程中的风险系数， 并促进加工效率和质量的提升， 保障产品的 精准度， 同时还可以保障操作人员的生命安全， 减少安全事故的 发生几率。由此可见，在中国机械制造业稳定发展进程中，离不 开五轴数控机床的广泛应用，其在整体机械制造行业得到了全 面覆盖性的发展， 而且获得了较为显著的成就， 为中国工业经济 的高速发展提供了极大的推动力量。
五轴加工(5 Axis Machining)，这是数控机床加工的一种模 式，采用X、Y、Z、A、B、C 中任意 5 个坐标的线性插补运动在 对几何形状等较为复杂的零件进行加工时，使加工刀具能够在 五个自由度上进行定位和连接。
五轴加工所采用的机床通常称为五轴机床或五轴加工中心。 五轴加工在行业领域得到广泛应用，主要应用于加工具有自由 曲面的机体零部件、涡轮机零部件、叶轮等。五轴机床在保持工 件在机床上原位置的基础上，可以对工件的各个侧面展开精准 性加工， 从而极大程度上提高高棱柱形零件加工质量和效率。机床是一个国家制造业发展水平的重要衡量标准，其中五轴联动 数控机床系统，是机床制造业最高发展境界的重要标准和象征， 同时也可以对一个国家的工业发展水平进行体现和真实反映。 几十年来，人们普遍认为五轴数控加工技术是加工连续、平滑、 复杂曲面的唯一手段。一旦人们在设计、制造复杂曲面遇到无法 解决的难题，就会求助于五轴加工技术。然而，五轴联动数控是 数控技术中难度最大、应用范围最广的技术，它集计算机控制、 高性能伺服驱动和精密加工技术于一体，应用于复杂曲面的高 效、精密、自动化加工。国际上把五轴联动数控技术作为一个国 家生产设备自动化技术水平的标志。由于其特殊的地位， 特别是 对于航空、航天、军事工业的重要影响，以及技术上的复杂性， 西方工业发达国家一直把五轴数控系统作为战略物资实行出口 许可证制度。与三轴联动的数控加工相比， 从工艺和编程的角度 来看，对复杂曲面采用五轴数控加工有以下优点 ：可以进一步 提高加工质量和效率 ;同时能够极大程度上扩大工艺范围 ;而 且五轴数控机床系统满足现代化机械制造行业的复合化发展新 方向。尤其是在现代化计算机技术发展背景下，计算机辅助设 计、计算机辅助制造系统的深度开发和广泛应用， 为五轴数控机 床的研发提供了技术支持，进一步推出了五轴联动数控机床系 统，有效降低了机械加工领域的应用成本， 推动了中国制造业进 入崭新的时代。
3 五轴数控机床对制造业的重要意义
在现代化机械制造领域中，数控技术成为重要的核心技术 之一，五轴数控机床可以更全面地把数控技术灵活应用到机床 上，提高机械加工质量和效率，同时还可以利用代码化的数字 对机械加工过程中的不同控制信息进行表示，同时利用信息作 为载体把这些数字输入到数控装置中。五轴数控机床在机械加 工中的应用，可以对复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问 题进行高效性解决。由此可见， 五轴数控机床是一种柔性的、高 效能的自动化机床，是现代机床控制技术的未来发展趋势，也 是机电一体化产品的重要体现。同时五轴数控机床机械加工的 适应性比较强，加工精度较高，具有较为稳定的生产质量，机 械加工生产效率较高，可以有效提高机械企业的经济效益，促 进现代化生产管理水平的提升。其中五轴数控机床包含控制介 质、数控装置、伺服系统、机床等部分。同时还有一个测量装置， 可以构成闭环控制的数控机床，以便提高机床加工精度。①控 制介质。在五轴数控机床运行过程中，不需要人工摇动手柄操 作机床， 可以自动控制， 并完成相关命令与任务。为了实现这种 自动控制效果，需要在人与数控之间建立某种联系，其中这种 联系的媒介物质就叫做控制介质，也被称为信息载体、输入介 质等。②数控装置。数控装置在五轴数控机床工作中发挥着不 可替代的重要作用。一般情况下，普通数控机床包含输入装置、存储器、控制器、运算器、输出装置等。数控装置可以对输入介 质传输的信息进行有效性接收，同时还可以识别其代码，并对 其进行科学性存储和运算，最终将其转换为指令脉冲形式，并 输出以便对伺服系统进行有效性驱动，通过这种方式才能对机 床动作进行有效性控制。在计算机数控机床中，计算机本身包 含运算器、控制器等单元，可以供计算机来完成数控装置的功 能效用。③伺服系统。伺服系统的作用是把来自数控装置的脉 冲信号转换为机床移动部件的运动，使工作台或主轴能精确定 位或按规定的轨迹做严格的相对运动，最后加工出符合图纸要 求的零件。在数控机床的伺服系统中，常用的伺服驱动元件有 功率步进电机、电液脉冲电动机、直流伺服电机和交流伺服电 机等。④机床。数控机床中的机床，在开始阶段使用通用机床， 只是在自动变速刀架或工作台自动转位和手柄等方面作些改 变。实践证明， 数控机床除由于切前用量大、连续加工发热多等 因素影响工件精度外，还因为是自动控制，在加工中不能像在 通用机床上那样可以随时由操作人员进行干预，所以其设计要 求比通用机床更严格， 制造要求更精密。
4 影响五轴数控机床使用的关键因素
4.1 规章制度不完善
五轴数控机床是进行机械生产和机械加工的重要设备，与 机械加工效率和质量息息相关，也直接关系到机械企业的未来 发展趋势和方向。一旦五轴数控机床故障频率较高， 不能正常运 转，不仅会对机械企业造成不利影响， 严重情况下还会引起生产 停滞问题， 对企业造成极大的经济损失， 非常不利于企业经济的 完好发展。现阶段，在机械企业运行发展中，面临的主要问题就 是规章制度建设不完善， 尤其是一些中小型制造企业， 不注重规 章制度的建设和完善， 导致操作人员缺乏约束， 难以保障五轴数 控机床操作的规范性和标准性，甚至五轴数控机床机械加工的 相关标准和规范难以有效性落实和执行。此外， 缺乏完善的规章 制度， 还会在一定程度上影响机器的正常维修与保养， 操作人员 综合素质得不到提高。在此情况下， 一旦五轴数控机床出现故障 问题， 就很有可能降低生产力， 导致机械加工产品质量不符合整 体要求， 对机械加工企业造成极大的经济损失， 甚至损害其市场 信誉， 不利于整体机械加工行业的持续性发展。
4.2 生产管理不科学
五轴数控机床的特性较为特殊，需要加强生产管理力度，确 保生产过程的有序进行， 同时还需要强化设备管理， 确保机床设 备的安全可靠性运行， 减少设备故障的发生几率。但是在实际生 产加工过程中， 中小型企业对生产管理工作不重视， 缺乏严格的 操作规范， 操作标准不明确， 导致五轴数控机床管理工作难度加 大，非常不利于企业竞争能力的增强。
4.3 机械应用水平较低
在五轴数控机床使用过程中，部分工作人员的综合素养不 足，甚至部分工作人员缺乏相应的资格证书， 尤其是部分设备操 作人员和维修人员的综合素养不足， 缺乏职责意识， 对企业规章 制度不了解， 难以确保生产作业的规范性和标准性开展， 甚至部 分员工的加工操作较为随意，不能严格按照相关标准要求操作， 而且在五轴数控机床出现问题时，难以对其进行及时维修和处 理，严重影响设备生产加工进度和质量， 甚至降低五轴数控机床 的机械加工效率。
4.4 程序编程混乱
在五轴数控机床正常运行中，需要正确规范的程序编程，才 能确保其安全可靠性运行，同时提高五轴数控机床机械加工质 量与效率。但是在实际运行中，程序编程规范性不足，导致机械 加工操作不合理，严重降低了五轴数控机床的机械操作效率和 质量。
5 提高五轴数控机床“三高”发展应用的途径
为了确保五轴数控机床在机械加工中实现高质量、高效率、 高效益发展，需要优化五轴数控机床的应用策略，完善规章制 度，提高人员素养，完善加工流程等，真正实现五轴数控机床的 “三高”发展应用。
5.1 制定完善的规章制度
完善的规章制度是确保五轴数控机床机械加工工作高质量、 高效率、有序化开展的重要保障。基于此，需要结合实际工作需 要，制定可行性、系统化的规章制度体系，为五轴数控机床机械 加工工作的有序性管理提供依据，同时还需要对五轴数控机床 操作和维护的关键点进行明确， 并进行系统化的阐述和说明， 只 有通过这种方式才能保障操作人员工作的规范性开展，并保障 五轴数控机床的高质量运转，推动机械加工效率的全面性提升， 促进企业经济效益和社会效益的全面性增加。
5.2 提高人员综合素养
在五轴数控机床机械加工中，工作人员是直接操作者，他们 的综合素养直接关系到五轴数控机床机械加工的效率和质量。 一方面需要加大人才储备效果，提高操作人员的综合操作能力， 提高专业业务水平，同时要积累丰富的实践工作经验，促进其 对五轴数控机床操作能力的提升 ;此外，还需要加大对操作人 员的培训力度， 强化知识理论培训， 提高其对相关专业理论知识 的了解和认知， 增加知识储备量， 同时还需要对五轴数控机床机 械加工的相关规章制度进行了解和掌握，并在实际工作中自觉 遵守相关操作规范， 确保各项工作的规范性开展 ;此外， 需要加 强职业道德素养培训， 强化操作人员的责任意识， 保障规范性操 作，减少人工操作失误问题的出现几率。操作人员需要强化学习 意识，自觉总结经验，增加自身的知识积累，才能从根本上提高自身的专业业务能力，促进五轴数控机床机械加工效率的提升， 并实现整体生产效率的优化， 不断增加企业的经济效益， 确保企 业市场竞争力的提升。
5.3 完善产品加工流程
为了进一步提高五轴数控机床操作效率和质量，需要确保 技术人员对五轴数控机床操作的相关事宜进行全面了解与熟 悉，尤其要提前掌握五轴数控机床操作的步骤与流程， 了解其具 体的操作标准与规范， 同时需要加强理论知识学习， 特别需要对 五轴数控机床加工设备的相关知识进行全面了解与熟悉，为后 期机械加工的有序性开展创建良好的条件。同时还需要按照相 关规范要求， 对五轴数控机床加工流程与步骤进行科学制定， 并 在实际加工工作中进行有序化、贯彻性执行和落实， 保障机械加 工操作规范性开展。同时还需要结合实际工作需求， 对加工步骤 与流程进行优化， 全面提高机械加工效率与质量。
6 未来发展趋势
在现代化科学技术发展背景下，智能装备的控制模式与人 机界面会受到极大的影响，并产生较大的变化，尤其是在WiFi 宽带、蓝牙近距通信等网络性能的提高，基于平板电脑、手机和 穿戴设备等基于网络的移动控制方式会越来越普及。与时俱进 的触摸屏和多点触控的图形化人机界面将逐步取代按钮、开关、 鼠标和键盘。人们， 特别是年轻人已经习惯智能电子消费产品的 操作方式，能够快速做出反应，切换屏幕，上传或下载数据，从 而大大丰富了人机交互的内容， 同时明显降低误操作率。
7 结语
综上所述，在现代化科学技术发展背景下，我国生产技术高 速发展， 数控加工技术也得到了持续性的发展。其中五轴数控机 床的有效性应用， 进一步提高了机械加工的质量与效率， 为机械 制造企业市场竞争实力的提升奠定了良好的基础，推动了整体 装备制造行业的可持续发展。但是在五轴数控机床机械加工工 作运行中还存在一些问题， 如缺乏完善的规章制度， 生产管理不 到位，机械应用不完善等，这些问题导致整体生产效率较低，甚 至危害到机械加工产品的精准度，非常不利于机械制造行业的 安全可靠性发展。基于此，需要制定完善的规章制度，明确五轴 数控机床机械加工的标准和规范，确保工作人员技术操作的规 范性和标准性， 减少人为操作失误引起的安全事故问题。同时还 需要提高操作人员的综合素养，强化其对五轴数控机床机械加 工作业的应用水平， 掌握相应的专业理论知识， 强化其职业道德 修养， 促进操作人员综合素养的全面性提升。还要对产品加工流 程进行优化与完善， 提高整体生产加工效率和质量。
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