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多轴控制的高速加工中心
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多轴控制的高速加工中心

以往对飞机、涡轮机、水轮机和各类模具中具有高附加价值的复杂形状零部个,都采用多道工序和多台机床进行加工。这样有仅加工周期长,还由于多次装夹而难以达到高精度。不过,技术不断在进步。牌价推出加工中心之后,在一次装夹中可以对坯料的五个面进行平面、曲面、钻孔和铰孔等多种加工,从而缩短了加工周期和提高了加工精度。现在则要进一步扩展加工中心的加工能力和加工效率,为此推动了加工中心向多轴控制和超高速加工方向发展,令机加工又向前跨进一大步。

多轴控制

了解基本的概念

通常所说的多轴控制是指4轴以上的控制,其中具有代表性的是5轴控制加工中心。这种加工中心可以加工用3轴控制机床无法加工的复杂形状工件。如果用它来加工3轴控制机床能加工的工件,那可以提高加工精度和效率。

对刀具和工件的相对位置来说,现在的多轴控制加工中心可以设置6根轴,即沿直线作前后、左右或上下移动的X、Y、Z的3根轴,还有控制工作台倾斜角度的B轴和控制主轴回转角度的C轴。使用回转刀具时,则由Z轴控制回转的主轴作上下或前后移动,就成为5轴控制。只有使用非回转刀具时可作6轴控制。

通常为了提高加工效率而使用回转刀具,但因而也受到回转刀具的限制,存在不可能加工的部位和形状。现在不仅可以使用回转刀具,还可以使用非回转刀具和控制其回转角度,所以对任何形状都能加工,一般用非回转刀具的加工有刨削和在XY平面上作平滑加工等方式。现在已经开发了一种可使用改进后的刀具并形成一体化的6轴控制复合式新型加工中心。

多5轴控制加工中心的加工特点

由于5轴加工中心的刀具可以对工件呈任意的姿势进行加工,所以可避免切削速度为零的现象,还可以选择最适宜的刀具及相对于工件的姿态有效地进行加工,以及对凹入的形状用刀具倾斜的姿态进行加工,这些都是有利于加工的条件。

特别是用5轴控制加工时,为了避免具有两根回转轴的刀具与工件发生干涉,必须生成刀具路径。但再生成NC数据是一件很麻烦的事。现在开发了具有通用性的5轴控制软件,即可以生成防止发生刀具与工件干涉的刀具路径。这时以软件实体模型为中心,使用防止发生干涉的算法即可版生成刀具路径(即CL数据)。所生成的刀具路径与5轴控制加工中心的结构无关,是一种中性数据。此处理软件称为主处理程序。

除此以外,还需设置能按照规定使用加工中心的结构和组成,从已生成已生成的刀具路径自动生成NC数据的后处理器。如果按照原样使用已生成的刀具路径,就不可能使不同机械结构和构造的5轴控制加工中心运转。为此必须采取各种措施将CL数据变换成适合于各种不同结构加工中心的NC数据。
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