五軸加工中心在複雜精密零件製造中的應用
近年來,隨著我國裝備製造業(yè)的迅速發展,產品(pǐn)零部件的結構越(yuè)來越複雜,精度要(yào)求越來越高。采用五軸數控機床加(jiā)工具有一次裝夾完成全部加工,提高加工能力和生(shēng)產效率等(děng)優點,因此,五軸加工中心在複雜精密零(líng)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(zhēn)對一些加工區域敞開性好、傾(qīng)斜麵上的孔、麵加工等內容較多的零件,五軸聯動加工數控編程(chéng)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實(shí)現這類零件的(de)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,根據所需要加工區域位置把兩個旋轉軸轉到(dào)一定角度後,鎖定兩個旋轉軸,進行3個直線(xiàn)軸(zhóu)聯動加工。當(dāng)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(yùn)動,五軸定軸加工方式增強了(le)加工時的整體剛性,可以選擇(zé)加工效率較高的粗加(jiā)工切削策略。
1-2五軸聯動(dòng)加(jiā)工
五(wǔ)軸聯動加工常(cháng)用以解決三軸無法加工的製造問題,如曲麵法向拉線類零(líng)件,設計(jì)加工路線(xiàn)時(shí)要求刀具沿法向切削(xuē),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(niǔ)曲曲(qǔ)麵的零件時,隻有采用五軸聯動(dòng)加工方式,使(shǐ)刀具隨時旋轉擺動角度才能避免幹涉(shè)情(qíng)況。對於有些(xiē)回轉零件,加工(gōng)時雖(suī)不存在幹涉問題,但采(cǎi)用(yòng)3種聯動加工方式需要多次轉位銜接加(jiā)工麵(miàn),直接(jiē)影響零件(jiàn)表麵質量和加工精度,五(wǔ)軸聯動加工方式能有效解決該加工問題。
2、CAM後置處理的構(gòu)建
由CAD/CAM軟件可進行(háng)建模和加工過程自動編程,生成刀位路徑數據。後置處理最重要(yào)的作用是將CAM軟件生成的刀(dāo)位軌跡轉化為五軸機床的NC程序,通過讀取刀位文件,根據機床運動結構及控製指令,進行坐標(biāo)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跡輸出(chū)能正確進行(háng)加工的數控程序。因此,編製正確的後(hòu)置處理,是數(shù)控編(biān)程與加工(gōng)的前提條件(jiàn)之一,也影響著調試零件的效率。
回轉結構為一(yī)擺一轉的五軸(zhóu)加工中心,主軸轉角加工時,程序中(zhōng)通常帶有工件坐標係旋轉(zhuǎn)指令。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(háng)旋轉軸(B、C)的定位,再以(yǐ)XYZ三軸聯動的方式接近零件,防止出現軸超程報(bào)警(jǐng)及撞(zhuàng)機的情(qíng)況。
3、機床高級功能的應用
加工中心配有激(jī)光自動對(duì)刀儀,編寫精密(mì)零件的程序時,可在調用(yòng)刀具指令後增加一(yī)個刀具測量循環(huán)指(zhǐ)令,以確保(bǎo)大批量(liàng)生產時加工(gōng)精度的穩定性(xìng)。機床主軸裝有用來(lái)測量位移和震動的(de)傳(chuán)感器(qì),通過觀察CRT顯示器中的“機床保護控製裝置”,可(kě)判斷(duàn)刀具磨損(sǔn)情況以及切削(xuē)用量是否合理,以便於及時調整(zhěng)切削參數和更換刀具。
本文(wén)結合(hé)生產實踐經驗,從3個方麵簡要(yào)介紹了五軸加工中心在生產複雜(zá)精密零部件中的應用方法及技巧(qiǎo)。五軸加工中心(xīn)已廣泛應用於航(háng)空、航天、軍(jun1)事、科研、船舶等行(háng)業,想發揮出高精尖設備的最大性(xìng)能,還需要不斷去探索和研究。
