五軸加工中心在複雜精密零件製造中的應用
近年來(lái),隨著我國裝備(bèi)製造業的迅速發展,產品零部件的結構越(yuè)來越複雜,精度要(yào)求(qiú)越來越高。采用五軸數控機床加工具有一次裝夾完成全部加工,提高加工(gōng)能力和生產效率等優點,因此,五軸(zhóu)加工(gōng)中心在複雜精密零件製造中的應用(yòng)日益增多。
1、加工策略的(de)選擇
1-1五軸(zhóu)定向加工
針對一些加工區(qū)域敞開性(xìng)好、傾斜麵上的孔、麵加工等內容較多的零(líng)件(jiàn),五軸聯動加(jiā)工數控編程煩瑣、加工效率及剛性也(yě)有(yǒu)待提高。采用五軸定向加工方式可實(shí)現這類零件的高(gāo)效和高質量加(jiā)工。
五軸定向加工是(shì)指利(lì)用五軸機床加(jiā)工時,根據(jù)所需(xū)要加工區域位置把(bǎ)兩(liǎng)個旋轉軸(zhóu)轉到一定角度後,鎖定兩個旋轉軸,進行(háng)3個直線軸聯動加工。當一個區域的(de)加工(gōng)完成後,再調整(zhěng)兩個旋(xuán)轉軸的角(jiǎo)度繼續加工。由於減少兩個旋轉(zhuǎn)軸的運動,五軸定軸加工(gōng)方式增強了加工時的整體剛性(xìng),可以選(xuǎn)擇加工效率較高(gāo)的粗加工切削(xuē)策略。
1-2五軸聯動加工
五軸聯動加工常用以解決三軸無法加工的製造(zào)問(wèn)題,如曲麵法向拉(lā)線類零件,設計加工路線(xiàn)時要求刀具沿法向切削,三軸聯動通常不能滿足其要求。加工葉輪、葉片(piàn)等帶(dài)有空間扭曲曲麵的零(líng)件時,隻有采用(yòng)五軸聯動加工方式,使刀具隨時旋轉擺動角度才能避免幹涉情況。對於有些回轉零(líng)件,加工時雖不存在幹涉問題,但采用3種聯動加工方式需(xū)要多次轉位銜接(jiē)加工麵,直接影響零件表麵質量和加工(gōng)精(jīng)度,五軸聯動加工方式能有效解決(jué)該加工問題(tí)。
2、CAM後置處理的構建
由CAD/CAM軟件可進行建模和加工過程(chéng)自動(dòng)編程,生成刀位路徑數據。後置處理最重(chóng)要的作用是(shì)將CAM軟件生(shēng)成的刀位軌跡(jì)轉化為五軸機床的NC程序,通過讀取刀位文件(jiàn),根據機床運動結構及控製指令,進行坐標運動變化和指(zhǐ)令格式轉換。隻有采用正確的後置處理係統才能將刀位軌跡輸出能正(zhèng)確進行加工的數控程(chéng)序。因(yīn)此,編製正確的(de)後置處理,是數控編(biān)程(chéng)與加工的前提(tí)條件之一,也影響著調試零件的效率。
回轉結構為一擺一轉的五軸加工中心,主軸(zhóu)轉角加(jiā)工時,程序中通常帶有(yǒu)工(gōng)件坐標係旋轉指(zhǐ)令。在構建後置處理時,快速定位移動指令的輸出形式應先在安全點進行旋轉軸(B、C)的定(dìng)位,再以XYZ三軸聯動的方式接近(jìn)零件,防止出(chū)現軸超(chāo)程報警及撞機(jī)的(de)情況。
3、機床高級功能的應用
加工中心配有激光自動(dòng)對刀儀,編寫精密零件的程序時,可在調用刀具指令後增加一個刀具測量循環指令,以(yǐ)確保大批量生產(chǎn)時加工精度的穩(wěn)定性(xìng)。機床主軸裝有用來測量位移和震動(dòng)的(de)傳感器,通過觀察CRT顯示器中的“機床(chuáng)保護控製裝置”,可判(pàn)斷刀具磨損情況以及切削用量是否合理(lǐ),以便(biàn)於及時調整(zhěng)切(qiē)削參數和更換刀具。
本文結合生產實踐經(jīng)驗,從3個方麵簡要介紹了五軸加工中心在生產複雜精(jīng)密零(líng)部件中的應用方法及技巧(qiǎo)。五軸加(jiā)工中心已廣(guǎng)泛應用於航空、航天、軍事、科研、船舶等行業,想發揮出高(gāo)精尖設備(bèi)的最大性能,還需要不斷去探索和研究。