五軸加工中心在複雜精密零件製(zhì)造(zào)中(zhōng)的應用
近年(nián)來,隨著(zhe)我國裝備製造業的迅(xùn)速發(fā)展,產品零部件的結構越來越複雜,精度要求越來越高。采(cǎi)用五軸(zhóu)數控機(jī)床(chuáng)加工具有一次裝夾完成全部加工,提高加工(gōng)能(néng)力和生產效率等優(yōu)點,因此,五軸加工中心在(zài)複雜精密零件製造中的應用日益增多。
1、加工策略的選擇
1-1五軸定向加工
針對(duì)一些加工區域敞開性好、傾斜麵上的(de)孔(kǒng)、麵加工等內容較多的零件,五軸聯動加工(gōng)數控編程煩瑣、加(jiā)工效率及剛性也有待提高。采用五軸定向加工方(fāng)式可實現這類零件的高效和高(gāo)質量加工。
五軸定向加工是指利用五軸機床加工時,根(gēn)據所需要加工區域位置把兩個旋轉(zhuǎn)軸轉到一定角度後,鎖定兩(liǎng)個旋(xuán)轉軸,進行3個直線軸聯動加工。當一個區(qū)域的加(jiā)工完成後,再調整兩個旋轉軸的角度繼續加工。由於減少兩個旋轉軸的運動(dòng),五軸定軸加工方式增強了(le)加工時的整(zhěng)體剛性,可以選擇加(jiā)工(gōng)效率較高的粗加(jiā)工切削(xuē)策略。
1-2五軸聯動加工
五軸(zhóu)聯動加工常用以解決三(sān)軸無法加工的製造問題,如曲(qǔ)麵法向拉線類零(líng)件,設計加工路線時要求刀具沿法向切削,三軸聯動通常不能滿(mǎn)足其要(yào)求。加工葉輪、葉片等(děng)帶有空間扭曲曲麵的零件(jiàn)時,隻有采(cǎi)用五軸聯動加工方式,使刀具隨時(shí)旋轉擺動角度才能避免幹涉(shè)情(qíng)況。對(duì)於(yú)有些回轉零(líng)件,加工時雖不存在幹涉問題,但采(cǎi)用3種聯動加工方(fāng)式需要多次轉(zhuǎn)位銜接加工麵(miàn),直(zhí)接(jiē)影響零件表麵質量和加工精度,五軸聯動(dòng)加工方式(shì)能有效解決該加工問題。
2、CAM後置處理的構建
由CAD/CAM軟件可進行建(jiàn)模和加工過程自動(dòng)編程,生成刀位路徑數據。後置(zhì)處理最重要的作用是將CAM軟件生成(chéng)的刀位軌跡轉化為五軸機床的NC程序,通過讀取刀位文件(jiàn),根據機床運動結構及控製(zhì)指令(lìng),進行坐標(biāo)運動變(biàn)化和指(zhǐ)令格(gé)式轉換。隻有采用正確(què)的後置(zhì)處(chù)理係統才(cái)能將刀位軌跡輸出能正確進行加工的數控程序。因(yīn)此,編製正確的後置處(chù)理,是數(shù)控編(biān)程(chéng)與加工的前提條件之一,也影響著調試零(líng)件的效率。
回轉結構為一擺一轉的五軸加工中心,主軸轉角加工時,程序中通常帶有工件坐標係旋轉指令。在(zài)構建後置處理時,快(kuài)速定位移動指令的輸出形式應先(xiān)在安全點進行旋(xuán)轉軸(B、C)的定位,再以XYZ三軸聯動的方式接(jiē)近零件,防止出現軸超程報警及撞機的情況。
3、機床高級功能的應用
加工中心配有激光自動對刀(dāo)儀,編寫精密零件的程序(xù)時,可在調用刀具指令後增(zēng)加一個刀具測量循環指令,以確保大批量生(shēng)產時加工精度(dù)的穩定性。機床主軸裝有用來測量位移和震動的(de)傳感器,通(tōng)過觀察CRT顯示器中的“機床保護控製裝置”,可判斷刀具磨損情況以及切削用(yòng)量(liàng)是否(fǒu)合理,以便於及時調整切削(xuē)參數和更(gèng)換刀具。
本(běn)文結合生產實踐經驗,從3個方麵簡要介紹(shào)了五軸加工中心在生產(chǎn)複(fù)雜精密零部件中的(de)應用方(fāng)法及(jí)技巧。五軸加工中心已(yǐ)廣泛應用於航空、航天、軍事、科研、船舶等行業,想發(fā)揮出高精(jīng)尖設備(bèi)的最大性能,還需要不斷去探索和研究。
