
隨著中國製造2025的深入實施,航空航天飛行(háng)器、汽車和軌道車輛等向(xiàng)高速、節能(néng)和安全性方向發展,從而使不少關鍵零件呈現出複雜多麵體和高次曲麵的形態。以往應用三個直線軸的數控機床難於再獲得理想(xiǎng)的加工精度和表麵質量,這(zhè)就促使各行各業對五軸加工技術需求的增長呈直線上(shàng)升。
五軸加(jiā)工中心是用主軸轉動來完(wán)成切(qiē)削(xuē)加工,使(shǐ)工件在外(wài)形(xíng)精度、位置精(jīng)度、以及工件的外表麵都能完quan性的生產加工等多方麵到達運用要求的一種先jin切削(xuē)加工方法。五軸加工中心不(bú)是單純的將車削(xuē)和銑削(xuē)兩種加工手段兼並到(dào)一台機床上,而是應用五軸加工中心的主軸運動來實現各類模(mó)具或板材、家具(jù)的生產加工,是在現在的數控技術得到較(jiào)大發展的條(tiáo)件下(xià)發生的一種新的切削實(shí)踐和切削技巧。
五軸聯(lián)動加(jiā)工中心技術是指一個複雜形狀的表麵需要用5個獨立軸共(gòng)同進行數控插補運動才能獲得光順平滑形麵的加工技術。雖然從理論上講任何複(fù)雜表麵都可用X、Y、Z三軸坐標來表述,但實際加工刀具(jù)並不是一個點,而是有一定尺寸的實體,為了避免對空間扭曲麵加工時出現刀具與加工麵間的幹涉以及保證曲麵各點的切削條件的一致性,需要調整刀具軸線與曲麵(miàn)法(fǎ)矢間(jiān)在兩維方向上的(de)夾角。
五軸(zhóu)聯(lián)動(dòng)加工中心的(de)軸數是指加(jiā)工同一表麵時所需獨立運動的軸的數(shù)量,而非指該數(shù)控擁有的可控製軸的數量。例(lì)如龍門銑床為保證橫梁(liáng)升降(jiàng)的平行性,需要左右兩根驅軸W1,W2同步運動,也就是以W1為主動軸(zhóu),而使W2軸與之保持同步。因此,它們(men)隻能作為1根獨立運動軸。另外如果複雜雕塑表麵具有回轉體(tǐ)特征的話,不需要Y軸運(yùn)動,可以在數控車床或車削(xuē)中心上實現(xiàn)。
五(wǔ)軸(zhóu)加工中心加工的範圍很廣(guǎng)泛,可以加(jiā)工常規(guī)三軸無法加工或難以加(jiā)工的零件,而且五軸加工中心涉及到的行業比較廣泛,主要涉及到的(de)行業有航(háng)空、航天、軍事、科研、高精度醫療設備和高(gāo)精密(mì)模具等國(guó)家重視的行業,由此可(kě)見,五軸加工中心對國家重視的(de)行業有(yǒu)著舉足輕重的影響力。五軸加(jiā)工中心(xīn)可以加工各種複雜曲麵(miàn)或者異形零件,比如(rú):渦輪(lún)發動機葉片、飛機引擎螺旋(xuán)槳、船用螺旋槳等這(zhè)些複雜曲麵類(lèi)和異形類零件。一般(bān)購買五軸加工中(zhōng)心的(de)客戶都(dōu)是需要加(jiā)工比較複雜形狀的零件,不(bú)會用於加工簡單的平麵(miàn)類和簡(jiǎn)單曲麵類零件,使用五軸加(jiā)工中心加工平麵類零件,那可真是大材小用了。
與普通加工中(zhōng)心相比(bǐ),五軸加工中心具備以(yǐ)下顯著特征:
1、適合於複(fù)雜的異形零(líng)件的加工
五軸加工中心能夠實現普通(tōng)加工中心難以實現或基本不能加工的複雜零件的加(jiā)工,因而在航天、造船、模具等加工業中得到普(pǔ)遍運用。
2、加工精度高
五軸加工中心是通過(guò)五軸定位加工對於材質的(de)尺寸分析可以做完整的檢測,所(suǒ)以五軸立式加工中心的精度高於普通(tōng)加工中心。
3、加工穩固牢靠
實現盤算機掌握,消除人為誤差,零件加(jiā)工一致性好,質量穩(wěn)固牢靠。
4、高(gāo)柔性(xìng)
加工對象轉變時,一般隻須要更改數控順序,表現(xiàn)出很好(hǎo)的適應性,可大小節儉生產預(yù)備時光。在五軸加工中心的基本上,能夠組成具備更高柔(róu)性的自動化製作體係(xì)。
5、高生產率
五軸(zhóu)加工中心自身加工的(de)精度高、機床床身剛性大,會自動選(xuǎn)擇有利的加工用量(liàng),五軸加工中心的生產率高,一般為普通加工中心的3~5倍,可以(yǐ)應付某些複(fù)雜零件的加工,生產效力能夠進步十幾倍甚至幾十倍。
6、生產條件好
機床(chuáng)自動化水(shuǐ)平高,操作人員(yuán)工作強(qiáng)度大大(dà)下降,工作環境較好(hǎo)。
7、有(yǒu)利於管理
五軸加工中心以其柔性自動化的性能、優良而穩固的精度、靈捷(jié)而(ér)多樣化的功用引起機械加工人的注視,成為先jin製作技術(shù)中的一項中心技術。另一方麵,通過連續(xù)的鑽研,信息技術的深入運用匆匆進了五軸加工中(zhōng)心的(de)進一步晉升。五軸(zhóu)加工中心是機床製作(zuò)業重要基(jī)本設備,因而它的發展始zhong備受機加工行業的關注。
五軸加工中心3+2定位與5軸聯動的區別
3+2定位加工與5軸聯動(dòng)加工適用的行業對(duì)象不同,5軸聯動加(jiā)工適合(hé)曲麵加工,3+2定位加工適合於(yú)平麵加工。
3+2定位加工(gōng)的優勢:
1)可(kě)以使(shǐ)用更短的,剛性更高的切削刀(dāo)具。
2)刀具可以與表麵(miàn)形成一定的角度,主軸頭可以伸得更低,離(lí)工件更近。
3)刀具移動距離更短,程序代碼更少。
3+2定位加(jiā)工的(de)局限性:
3+2定位加工通常被認為是設置一個對(duì)主(zhǔ)軸的常量(liàng)角度(dù)。複雜工件(jiàn)可能要求許多個傾斜視圖以覆蓋整個(gè)工件,但這樣會導致刀具路徑重疊,從(cóng)而增(zēng)加加工時間。
5軸聯動加工的優勢:
1)加工時無需特殊夾具,降低了夾具的成本,避免了多(duō)次裝夾,提(tí)高模具加工精度。
2)減少(shǎo)夾具的使用數量。
3)加工(gōng)中省去許多特殊刀具,從(cóng)而降低了刀具成(chéng)本。
4)在加工中能增加刀具的有效切削刃長度,減小切削力,提高刀具使用壽命,降低成本。
5軸聯動的局限性:
1)相比3+2定位,其主軸剛性要差一些。
2)有些情況(kuàng)不宜采用五軸(zhóu)方案,比如刀具(jù)太短(duǎn),或刀柄太(tài)大,使任何傾斜角的工況下都不能避免振(zhèn)動。
3)相比3軸(zhóu)機床,加工精度誤差(chà)大。