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　　五軸協(xié)同加工中心加工梭板零件的競爭優(yōu)勢和具體流程

　　2016/10/14 14:27:20

　　加工中心已成為現(xiàn)代制造業(yè)的“主力軍”，它以其加工精度高、工作效率高、精度穩(wěn)定等特點，在工廠、研究所及學校等部門得到了越來越廣泛的普及，而五軸協(xié)同加工中心可以滿足用戶形狀更繁雜、成品更多的產(chǎn)品的加工。

　　五軸協(xié)同即為加工中心三根主體育運動軸(X、Y、Z)和兩根轉(zhuǎn)軸(一般為A、C或B、C)一起體育運動的一種加工形式，通常用來加工扇葉、機翼、模具等帶有繁雜球面的零件。因其裝夾一場便可加工出零件絕大部分甚至全部成品，所以防止了兩軸、四軸加工中心在多次裝夾中造成的功能定位數(shù)值，因此加工出來的零件精度更高，所用遠距時間更少。

一、三維軟件在加工中的應用

　　五軸協(xié)同加工中心僅憑人腦已經(jīng)難以想象它姿勢時的實際情況了，所以不可能透過手工程式設(shè)計同時實現(xiàn)對球面零件的協(xié)同程式設(shè)計，即使機床能透過手程式設(shè)計序協(xié)同起來，加工出來的零件體積也不可能十分精確。因此必須借助于CAD/CAM軟件，才能同時實現(xiàn)機床的五軸協(xié)同以及在加工時讓找到準確的點位。

習慣用Cimatron軟件展開可視化及加工，它是一個將CAD、CAM集成一體的軟件，將模型轉(zhuǎn)到加工環(huán)境中不會有數(shù)據(jù)的丟失，可以滿足用戶加工時所需的各項功能，具有2.5軸到5軸的加工能力，可滿足用戶高速銑床的所有加工策略。Cimatron軟件具有人性化、智能化的特點，可以提高程式設(shè)計工作效率所以非常安全，能提供數(shù)控仿真環(huán)境，并可做干預、對撞及過切檢查。

　　二、加工中心加工零件的一般過程

　　加工中心加工零件時，首先應編制零件的加工流程，這是數(shù)控機床的工作指令。將加工流程輸入到數(shù)控器，再由數(shù)控器控制機床主體育運動的變速、起停、進給的方向、速度和位移量，以及其它如選擇更換、鉆孔的錘打松開、冷卻潤滑的開關(guān)等姿勢，使與鉆孔及其它遠距器嚴格地按照加工流程規(guī)定的順序、軌跡和參數(shù)展開姿勢，從而加工出符合要求的零件。

　　三、癥結(jié)問題舉例及解決辦法

　　梭板零件為我廠圓織機上的重要配件，圓織機主要用來生產(chǎn)編織袋，而梭板起著截葉、引線的作用。傳統(tǒng)工藝中，梭板的生產(chǎn)成品如下表所示：

　　1)鑄造整體外型；

　　2)雕琢機雕琢外型，使之較光整，并騰出穩(wěn)定度；

3)銑床上用中心等距銑兩邊面、銑梯形面(上下表層)上澆冒口；

　　4)電工去科紫麻，輕劍倒鈍；

　　5)銑床上裝夾兩次加工出的四凸臺A43EI235E斜坡；

　　6)精銑梭頭；

　　7)電工鉆板上各直孔及深斜孔；

　　8)五個凸臺清根、去科紫麻；

　　9)檢測。

　　引進五軸加工中心后，對梭體加工工藝展開了改進，新成品如下表所示：

　　1)鑄造整體外型，上表層騰出1mm穩(wěn)定度；

　　2)銑床上用中心等距銑兩邊面、銑梯形面(上下表層)上澆冒口；

　　3)五軸協(xié)同加工中心透過一場裝夾，加工出A43EI235E斜坡并鉆斜深孔及攻套管，精銑上表層穩(wěn)定度；

　　4)五個凸臺清根、去科紫麻；

　　5)檢測。

　　與老成品相比，新成品具有以下優(yōu)點：

(1)新工藝中鑄造整體外型，上表層留有1mm穩(wěn)定度，穩(wěn)定度透過五軸協(xié)同加工中心去除，這樣既可減少老成品三中電工雕琢的工作量，所以上表層的精確度和耐久性也會提高。

　　(2)一場裝夾便可精銑上表層及五個A43EI235E斜坡穩(wěn)定度，還可完成鉆斜孔、直孔及攻套管，減少了伊瓦諾裝夾的遠距時間，防止了伊瓦諾裝夾造成的功能定位數(shù)值。

　　(3)新成品集中，加工工作效率和精度都大大提高，且體積穩(wěn)定。

　　新成品三中，五軸協(xié)同加工中心實際加工時會遇到以下癥結(jié)：

(1)不易裝夾功能定位。梭板的長×寬×高=472×126×111mm，本身體積較大，且梭鳥形弧形，只有5mm厚，材料為整體鑄鋁，錘打力和切削力稍大一些就容易變形。為此，我們設(shè)計了專用夾具，夾具做成弧形，直徑與梭板直徑相同，使之形成寬容面與被寬容面的關(guān)系。夾具兩邊各有兩個墊塊，五個墊塊透過螺絲將梭板兩邊面(成品三中兩邊面已精銑)固定。這時梭板的裝夾功能定位完成。

　　(2)加工極易造成干預、對撞。切除上表層及凸臺A43EI235E斜坡穩(wěn)定度時，需用軟件程式設(shè)計同時實現(xiàn)機床的五軸協(xié)同。這時應考慮干預的問題：主軸與工作臺的干預、刀柄與夾具的干預、與鉆孔的對撞等。筆者用Cimatron程式設(shè)計時，將工作臺和夾具的模型都做進了程式設(shè)計環(huán)境中，這樣在自動生成流程時，軟件會自動計算干預和對撞的可能性，并將有可能出現(xiàn)干預、對撞的流程段標示出來，再展開修改，最后展開了機床仿真，發(fā)現(xiàn)無干預、對撞后，才生成后置流程，確保實際加工時的安全性。

(3)加工斜深孔時不易找準角度且容易斷刀。如圖3所示，8個孔均與A43EI235E斜坡垂直。鉆中心孔時，先將C軸旋轉(zhuǎn)一個角度，再將A軸旋轉(zhuǎn)一個角度，使之達到斜孔的要求。8個孔中，4個小孔為M4的套管孔，另4個孔為?6的通孔，凸臺厚度達30mm,屬于深孔加工。鉆孔時，轉(zhuǎn)速和進給速度較低，且要斷屑和排屑，切削液澆灌充分，這樣才能保證鉆孔時的強度，不會發(fā)生斷裂，也不易引偏、打擺。

　　五軸加工中心在攻克加工難關(guān)、改進工藝方法、開發(fā)新品中起到不可替代的關(guān)鍵作用，使加工工作效率和精度都大大提高，本文中梭板就是一個典型的例子。實際加工中，確實會遇到諸多困難、問題，但隨著技術(shù)的成熟、經(jīng)驗的積累，這些問題都會迎刃而解，五軸加工中心的競爭優(yōu)勢也會越發(fā)地明顯。

　　審核(王靜)

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