五軸加工工藝的研究

第41卷第4期湖南農機2014年4月Vol 41 No 4HUNAN AGRICUL TURAL MACHINERApr.2014五軸加工工藝的研究李佩剛1,曲文明2(1齊齊哈爾二機床(集團)有限責任公司設計院,黑龍江齊齊哈爾161005;2齊齊哈爾工程學(xué)院,黑龍江齊齊哈爾161005)摘要:當采用五軸加工時(shí),必須考慮盡可能用最短的切削刀具完成整個(gè)模具的加工,從而獲得良好的表面質(zhì)量,避免返工,同時(shí)減少焊條的使用量,縮短EDM的加工時(shí)間。當考慮到五軸加工時(shí),必須考慮利用五軸加工模具的目標是:盡可能用最短的切削工具完成整個(gè)工件的加工,也包括減少編程、裝夾和加工時(shí)間卻能得到更加完美的表面質(zhì)量關(guān)鍵詞:五軸;加工;工藝中圖分類(lèi)號:TG547文獻標識碼:A文章編號:1007-8320(2014)04-0095-02Research of Five-axis Machining PprocessYANG Pei-gang, QU Wen-ming( Design Institute of Qiqihaer SecondMmachine Tool (Group )co., LTD, Qiqihar, Heilongjiang 161005, China; 2. QiqiharSchool of Engineering, Qiqihar, Heilongjiang 161005, China)Abstract: When five axis machining is used, it shall consider as far as possible completing the in the whole mouldprocessing with the shortest possible cutting tool so as to obtain good surface quality, avoid rework, reduce theelectrodes and, reduce the processing time of EDM. Considering five-axis machining, its objective must be ceomplete the machining of the whole work piece with the shortest cutting tool, including reduce programming,and processing time, but with the more perfect surface qualityKeywords: five axis; Processing: proces能返回同一點(diǎn)并保持矢量一致性的能力。對五軸機床的重1五軸加工的提出復定位精度來(lái)說(shuō),不僅僅是軸向位置的精度,還有角度值軸和3+2軸加工。只要工件型腔不是很深(相對刀(2)轉速。轉速其實(shí)也意味著(zhù)刀具相對與工件的旋轉具直徑而言),三軸刀具路徑2、3、5)就足夠了。如果工件型速度,這個(gè)值越快,機床切削地也越快。轉速對加工模具來(lái)腔很深并有很窄的部位,使用純粹的三軸刀具路徑來(lái)完成說(shuō)是一個(gè)重要的因素。許多五軸銑削機床帶有一個(gè)C軸整個(gè)精加工是不夠的。在這種情況下,差的表面質(zhì)量和較缺省時(shí)繞Z軸旋轉。如果用短刀具銑削深槽工件,必須使長(cháng)的加工時(shí)間隨之而來(lái)。另外,所有的傾斜視圖也很難準刀具通過(guò)AB軸傾斜并旋轉C軸來(lái)繞工件切削,這種情確結合,因而手工打磨的工作量會(huì )增加,同時(shí)還極大地增況下,C軸的轉速性能是取得成功的關(guān)鍵。多了進(jìn)出動(dòng)作,常常導致表面質(zhì)量問(wèn)題和更多的刀具運(3)角度極限。角度極限是銑床銑頭所允許的旋轉角動(dòng)最后,在這種方式下編程會(huì )產(chǎn)生相互干涉而且很費時(shí),度的物理極限,這些是以特殊機床的設計為基礎的。假如所有視圖的總和也常常不能覆蓋整個(gè)幾何形狀。需要銑頭傾斜50°來(lái)使用最短的刀具或者是切削倒角,那為了克服3+2軸加工的缺點(diǎn),五軸聯(lián)動(dòng)加工可能是一么如果銑頭只具備30°的旋轉極限,那當然不能完成這次個(gè)更好的選擇。五軸聯(lián)動(dòng)加工能協(xié)調三個(gè)直線(xiàn)軸和兩個(gè)裝夾工況下的加工任務(wù)了。當考慮C軸時(shí),角度極限顯得旋轉軸使它們同時(shí)動(dòng)作,解決了三軸和3+2軸加工的所非常重要,許多五軸銑削機床C軸的角度運動(dòng)是不受限有問(wèn)題,刀具可以非常短,不會(huì )產(chǎn)生視圖重疊現象,遺漏加制的,當然也有很多是有限制的。工區域的可能性更小,加工可以連續進(jìn)行而無(wú)須額外的導(4)工作環(huán)境。編程者也許已經(jīng)對三軸的工作環(huán)境比入導出。較熟悉了,但對五軸加工,編程者仍必須重新考慮其工作環(huán)境。當工件或主軸旋轉時(shí),實(shí)際的工作范圍會(huì )變小嗎?為五軸銑削機床了證實(shí)這個(gè)問(wèn)題,可以把普通銑刀裝夾在主軸上,測量(1)重復定位精度。重復定位性是指五軸機床具有的下刀具立式方向上的工作范圍,以及刀具傾斜到最大值時(shí)的工作范圍。不同的收稿日期:2014-02-24某些控制器的最中國煤化工軸控制器正好與旋轉乍者簡(jiǎn)介:李佩剛(1980-),男,黑龍江齊齊哈爾人,工程師,主CNMHG要從事金屬切削機床設計及研究工作軸交點(diǎn)重合時(shí),某性能最佳南機·2014年第4期|q5設計研究李佩剛,曲文明:五軸加工工藝的研究3五軸CAM軟件重要特征。如果用戶(hù)正在使用一個(gè)帶有多種策略的三軸CAM軟件包,為什么還要考慮使用幾個(gè)五軸策略呢?一個(gè)采用了五軸加工之后,3+2軸加工的問(wèn)題也許并沒(méi)有可以提供柔性的最新的途徑是,模具制造、沖壓工藝、刀具完全得到解決,編程的問(wèn)題轉化成了CAM系統的問(wèn)題,應用三個(gè)方面都使用能自動(dòng)生成刀具路徑的CAM軟件振動(dòng)控制也成了最重要的被考慮事項。CAM系統僅僅發(fā)模塊。簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái),這個(gè)模塊能自動(dòng)地把三軸切削路徑轉化現工件、刀具、錐柄之間的振動(dòng)是不夠的,它必須還能自動(dòng)為五軸加工的路徑,使旋轉刀具的傾斜角足以避免振動(dòng)消除這些振動(dòng),這樣,CAM編程者就不需要手動(dòng)調整上千這樣也帶來(lái)了更大的柔性,因為所有的三軸精加工路徑萬(wàn)個(gè)或者更多的數據點(diǎn)的傾斜角度了。另外,CAM系統的都可以轉化為五軸環(huán)境使用。五軸自動(dòng)編程可獲得最優(yōu)化的刀具應用,那就是最短的刀(2)可靠性。五軸加工刀具路徑的可靠性非常重要,因長(cháng)。直徑較小的刀具正在銑削工件角落里的剩余材料,這為五軸中增加了兩個(gè)旋轉運動(dòng),振動(dòng)的可能性大大增加,得益于五軸自動(dòng)編程可獲得最優(yōu)化的結果,那就是最短的因此振動(dòng)檢測和避免措施必須可靠,否則會(huì )導致昂貴設刀長(cháng)與特殊工件如渦輪葉片、機翼面和推進(jìn)器的五軸功能備的損壞不同,模具制造者沒(méi)有必要”垂直”切削CAD文件中所示(3)易用性。易于使用和五軸編程曾經(jīng)被認為是互相的所有面,他們只須簡(jiǎn)單地旋轉足夠的傾斜角以自動(dòng)消除排斥的,五軸編程被認為是難點(diǎn)費時(shí)且干涉情況很?chē)乐?。刀具、錐柄和工件間的振動(dòng)即可。自動(dòng)刀柄振動(dòng)消除和較但要想保持競爭力,觀(guān)念必須轉變。如果在表面或實(shí)體模多形式的切削方式的組合使五軸模具加工具有更高的效具加工中使用可自動(dòng)生成刀具路徑的CAM軟件,那么創(chuàng )率和柔性。不僅僅是簡(jiǎn)單的錐柄振動(dòng)檢査,自動(dòng)刀柄振動(dòng)建五軸刀具路徑與創(chuàng )建三軸刀具路徑一樣簡(jiǎn)單,因為這消除對于深腔件的加工非常需要,尤其是高效加工,自動(dòng)樣的CAM軟件可以進(jìn)行復雜深腔模具工件的五軸編程刀柄振動(dòng)消除和較多形式的切削方式的組合使五軸模具而且可以避免振動(dòng)。加工具有更高的效率和柔性當評估用于加工模具的CAM(4)五軸設備的限制。五軸設備的限制可影響到怎樣軟件時(shí),尤其是對于深腔模具加工,有許多因素需要考慮,選擇模具的五軸加工。CAM軟件必須能模擬具體的五軸如五軸功能的柔性、五軸切削路徑的可靠性、易用性、五軸設備并調整刀具路徑以避免運動(dòng)到旋轉極限。如果某銑削機床的極限、不能用五軸的情況等。五軸設備在C軸有極限,CAM軟件必須能將間斷的動(dòng)作(1)柔性。在五軸銑削策略中,柔性是需要考慮的一個(gè)置入刀具路徑同時(shí)保持無(wú)振動(dòng)的刀具路徑。(上接第94頁(yè))行分析和仿真,最后進(jìn)行虛擬裝配過(guò)程。業(yè)規范要求的裝配工藝規程,用于指導裝配生產(chǎn)。同時(shí)將2基于 Division Mockup的虛擬裝配設計產(chǎn)品裝配工序工步的文字描述、配套的工裝夾具信息、裝配過(guò)程動(dòng)畫(huà)演示等關(guān)聯(lián)起來(lái),通過(guò)圖像、聲音、文字等形(1)虛擬裝配總體規劃。 Division Mockup是美國式,開(kāi)發(fā)基于Wcb的多媒體示教系統,用于裝配培訓和PTC公司專(zhuān)門(mén)用來(lái)對三維數字化樣機進(jìn)行裝配分析、仿示教。通過(guò)采用客戶(hù)/服務(wù)器的模式,工藝設計人員可以真和設計的軟件,可以與PmoE及其他許多CAD系統和把規劃好的零部件裝配順序、裝配路徑以動(dòng)畫(huà)的形式記錄標準圖形軟件進(jìn)行相互調用。它使用虛擬原型來(lái)進(jìn)行產(chǎn)下來(lái),并與相關(guān)工藝文檔進(jìn)行關(guān)聯(lián),提交到數據服務(wù)器上。品可裝配性和設計檢查,因此可以降低裝配成本,縮短裝通過(guò)安裝在裝配現場(chǎng)的客戶(hù)端,利用局域網(wǎng)訪(fǎng)問(wèn)數據服配周期。 Division Mockup可以支持許多ⅤR設備,如多務(wù)器,瀏覽和播放所需的裝配工藝文檔和裝配過(guò)程動(dòng)畫(huà)通道顯示系統、3D跟蹤設備、頭盔顯示器以及其他的ⅣO幫助現場(chǎng)操作人員迅速、準確地了解產(chǎn)品的裝配過(guò)程,避設備,從而構造虛擬現實(shí)環(huán)境,模擬裝配過(guò)程規劃、裝配/免錯裝、漏裝、重裝等現象的發(fā)生,提高裝配效率和質(zhì)量。拆裝序列、產(chǎn)品操作等。(2) Division mock唧p接口系統的開(kāi)發(fā)。在Dion結語(yǔ)Mockup中完成裝配規劃后,模型的層次結構信息、零件裝Division Mockup軟件具有強大的圖形仿真功能和人配的先后順序、裝配路徑、工裝工具及其操作信息等都保機交互功能,利用它進(jìn)行裝配過(guò)程規劃和仿真可大大節存在結果文件(VD文件)中。按照VD的語(yǔ)法結構,通省時(shí)間和降低成本。通過(guò)將 Division Mockup生成的結果過(guò)開(kāi)接口程序提取相關(guān)的信息從而實(shí)現集成。文件導入后端的工藝生成系統,可實(shí)現工序工步規劃、工藝文檔生成、裝3實(shí)驗教學(xué)系統的開(kāi)發(fā)兩者之間的集成中國煤化工能,從而實(shí)現麥配生產(chǎn)中的根據裝配工序工步規劃,最后可生成完整的符合企應用。畫(huà)HECNMHGq6|誦交機·2014年第4期