
隨著中國製造2025的深入實施,航空航天飛行器、汽車和軌道車輛等向高速、節能和安全性方向發(fā)展,從而(ér)使不少關鍵零件呈現出複雜多麵(miàn)體和(hé)高次曲(qǔ)麵的形態。以往應用三個直線軸的(de)數(shù)控機床難於再獲得理想的加工精度和表麵質量,這就促使(shǐ)各行(háng)各業對五軸加工技術需求的(de)增長呈直線上升。
五軸加工中心是用(yòng)主軸轉動來完成切削加工(gōng),使工件在外形(xíng)精度、位置精度、以及工件的外表麵都能完quan性的生產加工等多(duō)方麵到達運用要求的一種先jin切削加工方法。五軸加工中心不是單(dān)純的將車削和銑削兩(liǎng)種加工手段兼並到一台機(jī)床上,而是應用五軸加(jiā)工中心的主軸運(yùn)動來實(shí)現各類模具或板材、家具的生產加工(gōng),是(shì)在現在(zài)的數控技術得(dé)到較大發展的條件下(xià)發生的一種新的切削實踐和切削技巧。
五軸聯動加工中心技術是指一個複雜形狀(zhuàng)的表(biǎo)麵需要用5個獨立軸共同進行(háng)數控插補運(yùn)動才能獲(huò)得光順平滑形麵的(de)加工技術。雖然從理論上講(jiǎng)任何複雜表麵都(dōu)可(kě)用X、Y、Z三軸(zhóu)坐標來表述,但實際加工刀具並不是一個點(diǎn),而(ér)是有一定尺寸的(de)實體,為了(le)避免對空間(jiān)扭曲麵加工時出現刀具與加(jiā)工麵間的幹涉以(yǐ)及保證曲(qǔ)麵各點的切削條件的(de)一(yī)致性,需要調整刀具軸線(xiàn)與(yǔ)曲麵法矢間在兩維方向上的夾(jiá)角。
五軸聯動加工中(zhōng)心(xīn)的軸數是指加工同一表麵時所需獨立運動的軸的數量,而非指該數控擁有(yǒu)的可控製軸的數量。例如龍門銑床為保證橫梁升降的平行(háng)性,需要左右兩根驅軸W1,W2同(tóng)步運動,也就是以W1為(wéi)主動軸,而使(shǐ)W2軸與之保持同步。因(yīn)此,它們隻能作為1根獨立運動軸。另外如果複雜雕塑表麵具有回轉(zhuǎn)體特征的(de)話,不需要Y軸運動,可以在數(shù)控車床或車(chē)削中(zhōng)心上實現。
五軸加工中心加工的範圍很廣泛,可以(yǐ)加工常規(guī)三軸無法加工或難以加工(gōng)的零件,而且五軸加(jiā)工中心涉及到(dào)的行業比較(jiào)廣泛(fàn),主要涉(shè)及到的(de)行業有航空、航天、軍事(shì)、科研、高精(jīng)度醫療設備和高精(jīng)密模具(jù)等國家重視的行業,由(yóu)此可見,五軸加工中心對(duì)國家重視的行業有著舉足輕重的影響力(lì)。五軸加(jiā)工中心可以加工各種複雜曲麵或(huò)者異形零件,比如:渦輪發動(dòng)機葉片、飛機(jī)引擎螺旋槳、船用螺旋槳等這些複雜曲麵(miàn)類和異形類零件。一般購買五軸加工中心的客戶都是需要(yào)加工比(bǐ)較複雜形狀的零件,不會用於(yú)加工簡單的平麵類和簡單曲(qǔ)麵類零件,使用五軸加工中心加(jiā)工平麵類零件,那可真是大材小用了。
與普通(tōng)加工中心相比,五軸加工中心具(jù)備以下顯著特征:
1、適合於(yú)複雜的異形零件的加工
五軸加工中心能夠實現普通加工中心難以(yǐ)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(dé)到普(pǔ)遍(biàn)運用(yòng)。
2、加工精度高
五軸加工中心是通過五軸定位加工對(duì)於材(cái)質的尺寸分(fèn)析可以做完整的檢測,所以(yǐ)五軸立式加工(gōng)中心的精度高於(yú)普通加工中心(xīn)。
3、加工穩(wěn)固牢靠
實現盤算機掌握(wò),消除人為誤差,零件加工一致性(xìng)好,質量穩固牢(láo)靠。
4、高柔性(xìng)
加工對(duì)象轉(zhuǎn)變時(shí),一般隻須要更改數(shù)控順序,表(biǎo)現出很好的適應性,可大小節(jiē)儉生(shēng)產預備時光。在五軸加工中心的基本上(shàng),能夠組成具備更高柔性的自(zì)動化製(zhì)作體係。
5、高生產率
五軸加工中(zhōng)心自身加工的精度高、機床床身剛性(xìng)大,會自動選擇有利(lì)的加工用量,五軸加(jiā)工中心(xīn)的生產率高,一般為普(pǔ)通加工中心的3~5倍,可以應付某些複雜(zá)零件的加(jiā)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(dòng)化水(shuǐ)平高,操作人員工作(zuò)強度大大下降,工作環境較好。
7、有利於管理
五軸加工中心(xīn)以其柔性自動化的性能、優良而穩固的精度、靈捷而多(duō)樣化的功用引起機械加工人的注視,成為先jin製作技(jì)術中的一項中心技術。另一方麵,通過連續的鑽研,信(xìn)息技術的深(shēn)入運用匆匆進了五(wǔ)軸加工中心的進一步晉升。五軸加工中心是機(jī)床製作業重要基本設備,因而(ér)它的發展始zhong備受機加工行業的關注(zhù)。
五軸加工中心3+2定位與5軸聯動的區別
3+2定位(wèi)加(jiā)工與5軸聯動加工(gōng)適(shì)用的(de)行業對象不同,5軸聯動加工適(shì)合曲麵加工,3+2定位加工適合於平麵加工。
3+2定位加工(gōng)的優勢:
1)可以使(shǐ)用更短的,剛性更高的切(qiē)削刀具。
2)刀具可以與表麵形成一定的(de)角度,主(zhǔ)軸(zhóu)頭可以伸得更(gèng)低,離工件(jiàn)更近(jìn)。
3)刀具移動(dòng)距離更短,程序代碼更少。
3+2定位加工的局限性:
3+2定位加工通(tōng)常被認為是設置一個對主(zhǔ)軸的常量角(jiǎo)度。複雜工件(jiàn)可能(néng)要求許多個傾斜視圖以覆蓋整個工件,但這(zhè)樣會導致刀具路徑重疊,從而增加加工(gōng)時間。
5軸聯動(dòng)加(jiā)工的優勢:
1)加(jiā)工時無(wú)需特殊夾具(jù),降低了(le)夾具的成本,避免了多次裝夾,提高模具加工精度。
2)減少夾具的使用數量。
3)加工中省去許多(duō)特殊刀具,從而降低了刀具成本。
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(gāo)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)有些情況不宜采用五軸方案,比如刀具太短,或(huò)刀柄太大,使任何傾斜角的工況下都不能避免振動。
3)相比3軸(zhóu)機床,加工精(jīng)度誤差大。