五(wǔ)軸加工中心(xīn)在複雜精密零件製造(zào)中的應用
近年來,隨著我(wǒ)國裝備製造業(yè)的迅速發展,產品零部件的(de)結構越來越(yuè)複雜,精度要求越來越高。采用五軸數控機床加工具有一次裝夾完(wán)成全(quán)部加工,提高加工能力和生產效率等優點,因(yīn)此(cǐ),五軸(zhóu)加工中心在複雜精密零件製造(zào)中的應用日益增多。
1、加工策略的選擇
1-1五軸定向加工
針對一些加工(gōng)區域敞開性好、傾斜(xié)麵上的孔、麵加工等內容較(jiào)多的零件,五軸聯動加工數控編程煩瑣、加工效率及(jí)剛性也有待提高。采用五軸定向加工方式可(kě)實現這類零件的(de)高效和高質量加工(gōng)。
五軸定向加工是指(zhǐ)利用(yòng)五軸機床加工時,根據所需要加工區域(yù)位置把(bǎ)兩個旋(xuán)轉軸轉到一定角度後,鎖定兩個旋轉軸,進行3個直線軸聯動(dòng)加(jiā)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(xù)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(jiā)工時的整體剛性,可(kě)以選(xuǎn)擇加工效率較高的粗加工切削策(cè)略。
1-2五軸聯動加工(gōng)
五軸聯動(dòng)加工常用以解決三軸無法加(jiā)工的製造問題,如曲麵法向拉線類(lèi)零件,設計加工路線時要求刀具沿法向切削,三(sān)軸聯動通常不能滿足其要求。加工(gōng)葉輪、葉片等帶有空間扭曲(qǔ)曲麵的零(líng)件(jiàn)時(shí),隻有采用五軸聯動(dòng)加工方式,使刀具隨時旋轉擺(bǎi)動角度才能避免幹涉情況(kuàng)。對於有些回轉(zhuǎn)零(líng)件,加工時雖不存(cún)在幹涉問題,但(dàn)采用3種聯動加工方式需要多次轉位銜接加工麵,直接影響零件表麵質量和加工精度,五軸聯動加工方式能有(yǒu)效解決該加工問題。
2、CAM後置處理的構建
由CAD/CAM軟件可進行建模和加工過程自動(dòng)編(biān)程,生成刀位路徑數據。後置處理最重要的(de)作用是將(jiāng)CAM軟(ruǎn)件生成的刀位軌跡轉(zhuǎn)化(huà)為五軸機床的NC程序,通(tōng)過讀取刀位文件,根據機床運動結構及控(kòng)製(zhì)指令,進行坐標運動(dòng)變化(huà)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(zhèng)確(què)的(de)後置處理,是數控編程與加工的前提條件之一,也影響著調試零件的效率。
回(huí)轉結構為一擺一轉的五(wǔ)軸加工中心,主軸轉角加工(gōng)時,程序中(zhōng)通常帶有工件坐標係旋轉指令。在構建後置處(chù)理時,快速定位移動指令的(de)輸出形式應先在安全點進行旋轉軸(B、C)的(de)定位,再以XYZ三軸聯動的方式接近零件,防止出現軸超程報警及撞機的情(qíng)況。
3、機床高級功(gōng)能的應用(yòng)
加工中心配有激光自動對刀儀,編寫精密零件的程序時,可在調用刀具(jù)指令後(hòu)增加一個刀具測量循(xún)環指令,以確保大批量生產時加工精度的穩定性。機床主軸裝有用(yòng)來測量位移和震動的傳感器,通過觀察CRT顯示器(qì)中的“機床保護控製裝置”,可(kě)判斷刀具磨損情況以及切削用量是否合理,以便於及時調整切削參數和更換刀具。
本文結合(hé)生產實踐經驗,從3個方麵簡要介紹了五軸加工中(zhōng)心在生(shēng)產複雜精密(mì)零部件中的應用(yòng)方法及技巧。五(wǔ)軸加工中(zhōng)心已廣泛應用於航空、航天、軍事、科(kē)研、船舶等行業,想發揮出(chū)高精尖設備的最(zuì)大性能,還需要不斷去(qù)探索和研究。