五軸加工中心在複雜(zá)精密(mì)零件製造中的應用
近年(nián)來,隨著我國裝備(bèi)製造業的迅(xùn)速發展,產品零部件的結(jié)構越來越複雜,精度要求越來越高。采用五軸數控機床(chuáng)加工具有一次裝夾完成全部加工,提(tí)高加工能力(lì)和生產效率(lǜ)等優點,因此,五軸(zhóu)加工中心在複雜精密零件製(zhì)造中的應(yīng)用日益增多。
1、加工策略的選擇
1-1五軸定向加工
針對一些(xiē)加工區域敞開性好、傾斜麵上的孔、麵加(jiā)工等內容較多(duō)的零件(jiàn),五軸聯動加工數控(kòng)編程煩瑣、加工效率及剛性也(yě)有待提高。采用五軸定向加工方式可(kě)實現這類零(líng)件的高效和(hé)高質量加工。
五軸定向加工(gōng)是指利用五軸機床加工時,根(gēn)據所需要加工區域位置把(bǎ)兩個旋轉軸轉(zhuǎn)到一定角度後,鎖定兩個旋轉軸,進(jìn)行3個直(zhí)線軸聯動加工。當一個區域的加工完成後,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,五軸定軸加工方式增強了加工時的整體剛性,可以選擇(zé)加工效率較高(gāo)的粗加工切削策略。
1-2五軸聯動加(jiā)工(gōng)
五軸聯(lián)動加工常用以解決三(sān)軸無法加工的製(zhì)造問題,如曲麵法向拉線類零件,設計加工(gōng)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、葉片等帶有空間扭曲曲麵(miàn)的零件時,隻有采用五軸聯動加工(gōng)方(fāng)式,使刀(dāo)具(jù)隨時旋轉擺(bǎi)動角度才能避免幹涉情況。對於有(yǒu)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(shì)需要多次轉位銜接加工麵,直接影響零件表麵質量和(hé)加工精度,五(wǔ)軸聯動加工方式能有效解決該加工問題(tí)。
2、CAM後置處理的構建
由CAD/CAM軟件可進行建模和加工(gōng)過程自動編程,生(shēng)成刀位路徑(jìng)數據(jù)。後置處理最重(chóng)要的作(zuò)用是將CAM軟件生成的刀位軌跡轉化為五軸機床的(de)NC程序,通過(guò)讀取(qǔ)刀位文件,根據機床運動(dòng)結構及控製指令,進行坐標運動變化和指令格式轉換。隻有采用正確的後置處理係統才能將刀位軌(guǐ)跡輸出能正確進行加工的數控程序。因此,編製正確(què)的後置處理(lǐ),是數控編程(chéng)與加工的前提條件之一,也影響著調試(shì)零件的(de)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。在構建後置處理時,快速定位移動指令的輸出形(xíng)式應先在安全點(diǎn)進行旋轉軸(B、C)的(de)定位,再以(yǐ)XYZ三軸聯動的方式接近零件(jiàn),防止出(chū)現軸超程(chéng)報警及撞機的(de)情況。
3、機床高級功能的應用
加工中(zhōng)心配有激光自動對刀儀,編寫精(jīng)密零件的程序(xù)時,可在調用刀(dāo)具指令後增加一個刀具(jù)測量循環(huán)指(zhǐ)令,以確保大批量生產時(shí)加工精度的穩定性(xìng)。機床(chuáng)主軸裝有用來測量位移和震動的傳(chuán)感器,通過觀察CRT顯(xiǎn)示器中的“機床保護控製裝置”,可判斷刀具(jù)磨損情況以及切削用量是否合理,以便於及時調(diào)整切削參(cān)數和更換刀具。
本文結合生產實(shí)踐經驗(yàn),從3個方麵簡(jiǎn)要介紹了五(wǔ)軸(zhóu)加工中(zhōng)心在生產複雜精密零部件中的(de)應用方法及(jí)技巧。五軸加工中心已廣泛(fàn)應用於航空、航(háng)天、軍事、科研(yán)、船舶等行業,想發揮出高精尖(jiān)設備(bèi)的最(zuì)大(dà)性能,還需要不斷去探索和研究。
