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多軸加工的多軸加工技術

作為現代機械制造技術的基礎,數控加工技術使機械制造過程發生了重大變化。現代數控加工技術與傳統加工技術相比,在加工工藝、加工過程控制、加工設備和工藝裝備等方面都有顯著的不同。大家熟悉的數控機床有XYZ三個直線坐標軸,多軸是指在壹臺機床上至少有第四個軸。通常多軸數控加工是指4軸以上的數控加工,其中以5軸為代表。多軸數控加工

該機床可以同時控制四個以上坐標軸的聯動,將數控銑削、數控鏜孔、數控鉆孔功能集於壹身。工件壹次裝夾後,可對加工面進行銑、鏜、鉆等多工序加工,有效避免了重復安裝帶來的定位誤差,縮短了生產周期,提高了加工精度。隨著模具制造技術的快速發展,對加工中心的加工能力和效率提出了更高的要求,因此多軸數控加工技術得到了前所未有的發展。

隨著數控技術的發展,多軸數控加工中心得到越來越廣泛的應用。它們最大的優點是使原來復雜零件的加工變得容易得多,縮短了加工周期,提高了表面加工質量。產品質量的提高對產品性能提出了更高的要求。比如大燈模具的精加工:汽車大燈模具:用雙轉盤五軸聯動機床加工。由於大燈模具特殊的光學效果要求,很多用於反射光線的小曲面對加工精度和光潔度的要求非常高,尤其是光潔度,幾乎要求鏡面效果。用高速切削技術和設備,用球銑刀五軸聯動機床,很容易切削出鏡面,而過去落後的加工技術幾乎不可能實現。利用五軸聯動機床加工模具,可以快速完成模具加工,快速交貨,更好地保證模具的加工質量,使模具加工更容易,模具改裝更容易。在傳統的模具加工中,壹般采用立式加工中心來完成工件的銑削加工。隨著模具制造技術的不斷發展,立式加工中心本身的壹些弱點也越來越明顯。球頭銑刀在現代模具加工中應用廣泛,給模具加工帶來了明顯的效益。但如果使用立式加工中心,其底面的線速度為零,所以底面的光潔度很差。如果采用四軸五軸機床加工技術加工模具,可以克服上述缺點。加工中心壹般分為立式加工中心和臥式加工中心。三軸立式加工中心最有效的加工面只是工件的頂面,臥式加工中心只能借助轉臺完成工件的四面加工。多軸數控加工中心具有高效率、高精度的特點,工件壹次裝夾即可完成五個面的加工。如果配備5軸聯動的高檔數控系統,還可以高精度加工復雜的空間曲面,非常適合加工汽車零部件、飛機結構件等工件的成型模具。根據旋轉軸的形式,多軸數控加工中心可分為兩種設置方式。

(1)工作臺旋轉軸。

這種多軸數控加工機床的優點是:主軸結構比較簡單,主軸剛性很好,制造成本比較低。但壹般情況下,工作臺不能設計得太大,承載能力也小,特別是A軸旋轉角度大於等於90°時,工件在切削時會給工作臺帶來很大的承載扭矩。

(2)垂直主軸頭旋轉。

這種多軸數控加工機床的優點是:主軸加工非常靈活,工作臺也可以設計得非常大。用球面銑刀加工曲面時,當刀具中心線與加工面垂直時,由於球面銑刀頂點的線速度為零,頂點切削的工件表面質量會很差。而采用主軸旋轉的設計,使主軸相對工件旋轉壹個角度,這樣球面銑刀可以避免頂點切削,保證壹定的線速度,可以提高表面加工質量,這是工作臺回轉加工中心所難以做到的。多軸數控加工具有以下特點:

(1)減少基準轉換,提高加工精度。

多軸數控加工的工藝集成不僅提高了工藝的有效性,而且由於零件在整個加工過程中只需裝夾壹次,更容易保證加工精度。

(2)減少燈具數量和占地面積。

多軸數控加工中心雖然單臺設備價格較高,但由於工藝鏈的縮短和設備數量的減少,夾具數量、車間占地面積和設備維護費用也隨之減少。

(3)縮短生產流程鏈,簡化生產管理。

多軸數控機床的完整加工大大縮短了生產工藝鏈,而且由於加工任務只交給壹個作業,不僅簡化了生產管理和計劃調度,透明度也明顯提高。工件越復雜,與工序分散的傳統生產方法相比,其優勢越明顯。同時,由於生產過程鏈的縮短,在制品數量必然減少,可以簡化生產管理,從而降低生產經營管理成本。

(4)縮短新產品的開發周期。

對於航空航天、汽車等領域的企業來說,壹些新產品零件和成型模具形狀復雜,精度要求高。因此,具有高柔性、高精度、高集成度和完整加工能力的多軸數控加工中心可以解決新產品研發過程中復雜零件加工的精度和周期問題,大大縮短研發周期,提高新產品的成功率。

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