五(wǔ)軸加工(gōng)中心在複雜(zá)精(jīng)密零件製造中的(de)應用
近年來,隨著我國裝備製造業的迅速發展,產品零(líng)部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部(bù)加工,提高加工能(néng)力和生產效率等優(yōu)點,因此(cǐ),五軸加工中心在複雜精密零件製造中的(de)應用日益增(zēng)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、傾斜麵上的孔、麵加(jiā)工等內容較多的零件,五軸聯動(dòng)加工數控編程煩瑣、加工效(xiào)率及剛(gāng)性也有待提(tí)高(gāo)。采(cǎi)用五軸定向(xiàng)加工方式可(kě)實現這類零件(jiàn)的高效和高質量加工(gōng)。
五軸定(dìng)向加工是指利用(yòng)五軸機床(chuáng)加工時,根據所需要加(jiā)工區域(yù)位置把兩個旋(xuán)轉軸轉到一定角度後,鎖定兩個旋轉軸,進行3個直線軸聯動加工。當一(yī)個區域(yù)的加工完成後,再調整兩個旋轉軸的角度繼續加(jiā)工。由於減(jiǎn)少兩個旋轉軸(zhóu)的運動,五軸定(dìng)軸加工方式增強了(le)加工(gōng)時的整體剛性,可以選(xuǎn)擇加工效(xiào)率(lǜ)較高的粗加工(gōng)切削策略。
1-2五軸聯動加工
五(wǔ)軸聯動加工常用以(yǐ)解決三軸無法加工的製造問題(tí),如(rú)曲麵法向拉線類零件,設計(jì)加工路線時要求刀具(jù)沿法向(xiàng)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(qǔ)麵的零(líng)件時,隻有采用五軸(zhóu)聯動加工方式,使刀(dāo)具隨時旋轉擺動(dòng)角度才能避免幹涉情況。對於有些回轉零件,加工時雖不存在(zài)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(yǐng)響零件表麵質量(liàng)和加工精(jīng)度,五軸聯動加工方式能有效(xiào)解決該加工問題。
2、CAM後置處理(lǐ)的構建
由CAD/CAM軟件(jiàn)可進行建(jiàn)模和加工過程自動編程,生成刀位路徑數據。後置處理最重要的作用是將CAM軟(ruǎn)件生成的(de)刀位軌跡轉化為五(wǔ)軸機床(chuáng)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,進行坐標運動變化和指令格式轉換。隻(zhī)有采用正確的後置處理(lǐ)係統才能將刀位軌跡輸出能正確進行(háng)加工的數(shù)控程序。因此,編製正(zhèng)確的後置處理,是數控編程與(yǔ)加工的前提條件之一,也(yě)影響著(zhe)調試零件的效率。
回轉結構為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式應先在安全點(diǎn)進行旋轉軸(B、C)的定位,再以XYZ三軸聯動的方式接近零件,防止出(chū)現軸超程報警及撞機(jī)的情況。
3、機床高級功能的應(yīng)用
加(jiā)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(yòng)刀具指令後增加一個刀具測量(liàng)循環指令,以確保大批量生產(chǎn)時加工(gōng)精度的穩定性。機床主軸裝有(yǒu)用(yòng)來測量位移(yí)和震動的傳感器,通過觀察CRT顯示器中的“機床保護控(kòng)製裝置”,可判斷刀具磨損情況以及切削用(yòng)量是否合理,以便(biàn)於及時(shí)調整切削參數和更換刀具。
本文結(jié)合(hé)生產(chǎn)實踐經驗,從3個方麵簡要介紹了五軸(zhóu)加工中心在生產複雜精密零部件中的(de)應用方法及技巧。五軸加工中心已廣泛應用於(yú)航空、航天、軍事、科研(yán)、船舶等行業,想發揮出高精尖設(shè)備的最大性能,還需要(yào)不斷(duàn)去探索和(hé)研究。