资源描述：
《零件的五轴加工.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、论坛Forum零件的五轴加工The5-AxisMachiningofProductionParts工程学博士,德国巨浪公司总裁,Hans-HenningWinkler巨浪公司执行副总裁,DirkPrust博士摘要:采用三维CAD系统,能够设计更为复杂的零件。要加工这类零件的五轴加工程序的编制是很困难的事。但是,随着功能完善和容量强大的CAD系统的推广,从设计、制造到切削加工过程就变得容易了。因此,五轴加工中心的应用日益普遍,越来越多的零件采用五轴加工中心进行加工。智能机床方案使生产零件的五轴加工更趋实用。FiveAxisMachiningofProductionPartsAbstrac
2、t:ThreedimensionalCADsystemsenablemorecomplexdesignsofparts.Inordertoma-chinethoseparts,five-axisprogrammingisdifficult,butwiththedevelopmentandspreadingofpower-fulvolumebasedCAD-Systemstheprocessstepsfromdesigntomanufacturingandcuttingbecamemucheasier.Thereforefive-axismachiningcentresaremoreof
3、tenusedandmorepartsaredesignedtobemachinedonfive-axismachiningcentres.Alsofive-axismachiningisgettingmoreusefulforpro-ductionpartsduetointelligentmachinetoolsolutions.1.引言实际上,五轴加工在大批量生产中的应用日益在五轴加工的发展方面,其应用主要是因为生增多,有些是零件的某些部位确实需要五轴联动加产量的变化。以前,主要集中于各轴的联动。这一工,而有些零件的加工完全不需要五轴联动。这种技术多用于产量极小的模具生产。在飞机工
4、业的机应用的增多是因为零件越来越复杂和零件精度要求身零件、涡轮和叶片的制造中,五轴加工已应用多越来越高。这类零件是绝大多数五轴加工的代表年。汽车工业中,涡轮增压技术大大地提高了产量,(图1)。在这种情况下,具有一次装夹完成全部加工这主要集中在减少加工循环时间方面。的优点,采用五轴加工的原因是可提高加工能力和生产效率。多数实用五轴机床是由三个直线坐标轴和二个回转轴组成的。除此之外,已经证明刀具一侧有三个直线坐标轴加二个回转坐标轴的3+2轴零件定位(耳轴和行星式结构)是一种很好的解决方案。另一种创新变型设计是刀具一侧使用三个直线轴和一个回转轴,工件只用一个回转轴驱动(倾斜式头架结构)。下文
5、中将就这两种结构作进一步探讨。全部五轴运动均由刀具一侧完成,而工作不动是飞机和大型模具等大型零件加工中常用的结构。这是因为零图1五轴加工的市场份额件尺寸和质量太大不可能采用其它结构。最近开发98WMEM5期2007年10月论坛Forum的并联运动机床也正在进入工业化应用(图2)。汽车转向节时,采用创新的五轴加工概念,切屑至切屑时间只有1.9s,由于在加工左右侧2个零件时,所有刀具只要换一次,因此换刀时间减少了50%。采用了效率更高的上、下料技术。标准化的机器人单元配合整体原料与成品件存放装置,有效地减少了非生产时间。机器人除为两台机床上、下料外,还可以担负加清洁、打标、测量等作业。由于
6、采用可以配备无接缝夹具的行星式工作台,不同加工应用之间的调整时间很短。采用高速直接驱动,可以使二个工作台进行镜像加工,这对对称零件的加工很图2并联机床(图片来源:DSTechnologie)有意义,例如加工汽车、货车或飞机左右两侧对称的零件等。2.采用耳轴和行星式结构的五轴加工耳轴和行星式结构的五轴加工机床通常是在标准三轴机床的基础上加上一个二轴回转工作台(图3)。这种结构的优点是零件固定在回转中心线上。依据不同尺寸,联动加工过程中回转轴改变其角度时,直线坐标补偿行程最短。在这种运行中及在每次加工循环终了时,进给会受到五个坐标轴中的任意一轴运行状态的限制。通常会由于补偿行程过大而受到直
7、线轴的限制。由于其重量和偏移效应较大,无法有效地提高直线坐标的加速度。与之相反,由于采用直接驱动技术,回转坐标很容易实现高的动图4带有二个工作台的ChironFZ15KS五轴加工机床态性能。将此与短行程相结合则有助于缩短加工循环时间和提高加工精度。例如,图3所示情况下的循环时间缩短了一半。图5由二台机床组成的ChironFlex加工单元的正面3.采用可倾式主轴结构的五轴加工可倾主轴机床也是在标准三坐标机床的基础上图3ChironFZ08S五轴加
