五軸加工中心在複雜精密零件(jiàn)製造中的應用(yòng)
近年來,隨(suí)著我國裝備(bèi)製造業的迅速發(fā)展,產品零部(bù)件的結構越來越複雜,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成全(quán)部(bù)加工,提高加工能力和生產(chǎn)效率(lǜ)等優點,因此(cǐ),五軸加工(gōng)中心在複雜精密零(líng)件製造(zào)中的應用日(rì)益增多。
1、加工策略的選(xuǎn)擇
1-1五軸定向(xiàng)加工(gōng)
針對一些加工區域(yù)敞開性好(hǎo)、傾斜麵(miàn)上的孔、麵加工(gōng)等內容較多的零件,五軸聯動(dòng)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實現這類零件的高效和高質量加(jiā)工。
五軸定向加工是指利用五軸(zhóu)機床加工時,根(gēn)據所需要加(jiā)工區域位置把兩個旋轉軸轉到一定角度後(hòu),鎖定兩個(gè)旋轉軸,進行3個直線軸聯動加(jiā)工。當(dāng)一個(gè)區域的加工完成後,再調整兩個旋轉軸的角度繼續加工。由(yóu)於減少兩個(gè)旋轉(zhuǎn)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(jiā)工(gōng)效率較高的粗加工切削策略。
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(de)製造問題,如(rú)曲(qǔ)麵(miàn)法(fǎ)向(xiàng)拉線類零件,設計加工路線時要求刀具沿法(fǎ)向切削,三軸聯動通常不能滿(mǎn)足其要(yào)求。加(jiā)工葉輪、葉片等帶有空間扭曲曲麵的零件時,隻(zhī)有采用(yòng)五軸聯動加工方式,使刀具(jù)隨時旋轉擺動角度才能避免幹涉情況。對於有些回轉零件,加(jiā)工時雖不存在幹涉問題,但采用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(chéng)自動(dòng)編程,生成刀位路徑數據。後置處理最重要的作用是將CAM軟件生成的刀位軌跡轉化為(wéi)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(jí)控製指令,進行坐標運動變化和指令格式轉換。隻有采(cǎi)用正確的後置處理係統才能將刀位軌跡輸出能正確進行加工的(de)數(shù)控程序(xù)。因此,編製正確的後置處理,是數控編程與加工的(de)前提條件之一,也影響著(zhe)調試零件的效率。
回轉結構為(wéi)一擺一轉的五軸加工中心,主軸(zhóu)轉角加工時,程序中通常帶有工件(jiàn)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(shū)出形(xíng)式應先在安(ān)全點進行旋轉軸(B、C)的定位,再以XYZ三軸聯動的(de)方式接近零件,防止出現軸超程報(bào)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儀,編寫精密零(líng)件的程序時,可在調用刀具指令後增加一個(gè)刀具測量循環指(zhǐ)令,以確保大批量生產(chǎn)時加工精度(dù)的穩定性。機床主軸裝(zhuāng)有用來測量位移和震動的傳(chuán)感器,通過觀察CRT顯示器中的“機(jī)床保護控製裝置(zhì)”,可判斷刀具磨損情(qíng)況以及切削用量是否(fǒu)合理(lǐ),以便於(yú)及時(shí)調(diào)整切削(xuē)參數和(hé)更換刀(dāo)具。
本文結合(hé)生產實踐經驗(yàn),從3個(gè)方麵(miàn)簡要介紹了五軸加工中心在生產複雜精密零部(bù)件中的應用方(fāng)法及技巧。五軸加工中心已廣泛應(yīng)用於航空、航天、軍事、科研、船舶等行業,想發揮出高精(jīng)尖設備的最大性能,還需要不斷去探(tàn)索和研究。
