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三种不同形式的五轴加工中心 你了解吗?

时间:2015-06-13 10:39来源:山东海特数控机床
  五轴联动加工中心代表了数控机床的最高水平,反映了一个国家的装备制造业的发展水平。五轴数控加工中心应用非常广泛,主要应用在航空航天、水利水电、轮船等高端产品的核心部件的制造,例如具有复杂曲面结构的航空发动机大型整体叶轮、水利水电设备中的发电机转子制造,汽车发动机中的涡轮以及模具制造等领域。
  所谓的五轴数控加工中心是指能同时控制五个以上坐标轴的联动的数控加工,其中包括三个直线轴(XYZ)和两个旋转轴(ABC三个旋转轴中的两个)。五轴加工将各种加工功能组合在一起后,实现工件在一次装夹后,完成对多个面的铣、镗、钻等多道工序的加工,有效地避免了多次装夹产生的误差,缩短了生产周期,提高零件质量。随着结构复杂产品的广泛应用,要求数控设备具有更高的加工能力和加工效率,由此,五轴数控加工中心技术得到了广阔的发展领域。五轴数控加工中心的特点有:刀具可以进入型腔内部,加工三轴加工不到的部位,这种模式有利于采用短刀具加工零件的侧壁和型腔,提高刀具的刚性,减小振动,提高零件的精度;减少工装夹具数量和占地面积;减少基准转换,提高加工精度;缩短新产品研发周期;缩短生产过程链,简化生产管理。五轴加工按照联动轴数的不同,可以分为“3+2”、“4+1”、五轴联动加工三种模式。
  一、“3+2”轴加工模式
3+2模式五轴加工中心
  “3+2”加工是五轴加工的常用模式,它指的是在五轴加工过程中,在两个旋转轴(ABC中的两个)的矢量方向确定后,3个直线轴(XYZ)做三轴联合运动完成零件加工的方式。这种加工模式能够提高生产效率,减少装夹次数,避免零件的安装误差。这种加工模式在加工箱体、模具零件的底部或侧壁时,可使用短刀具加工提高加工刚性。在进行“3+2”五轴加工模式时,先要建立定位坐标系,然后确定机床的旋转轴后在进行零件的定位加工,在斜面上加工孔时,采用这种加工模式,体现出很高的效率。“3+2”模式的五轴加工编程相对简单,对五轴机床的磨损小(旋转轴的使用寿命比直线的使用寿命低)。“3+2”模式的五轴加工不足是:加工时两个向量之间存在加工界限,在精度不高的五轴机床上加工时会产生“台阶”,而五轴联动加工则可以避免。
  二、“4+1”轴加工模式
  “4+1”轴加工指的是:在进行五轴加工时,一个旋转轴(ABC轴中的一个)角度确定,剩下的三个直线轴加一个旋转运动轴可同时做联合运动完成零件的加工。这种五轴加工模式适合加工近似回转体类的零件。在保证刀具不干涉的情况下使用采用“4+1”轴加工可以减少零件装夹次数,提高生产效率,提高零件的加工精度。
  三、五轴联动加工模式
五轴联动模式五轴加工中心
  五轴联动加工指五个运动轴(包括XYZ三个直线轴和ABC中的两个旋转轴)同时运动对零件进行加工的一种模式。在进行五轴联动加工时,可对加工过程中的刀具轴线方向进行优化,改变刀轴的矢量方向,保证在整个刀具路径上都可保持最高效的切削模式,具有连续性,没有加工的接刀痕迹,表面粗糙度好等优点。五轴联动加工不仅能控制加工误差,而且能提高零件表面质量,同时可根据工艺要求,均匀地切除复杂曲面材料,这样就能有效控制工件的应力和热变化。例如在加工螺旋桨、航空发动机的整体叶轮时都需用到五轴联动加工保证产品的质量和精度。
      五轴联动加工中心在制造业的各领域已得到广泛应用,鉴于五轴联动加工中心的加工优势,五轴联动加工中心将在加工制造各领域得到广泛推广。

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