任务导入

多轴数控加工工艺就是将原材料或半成品装夹在多轴数控机床的工作台上, 通过铣削或者钻削等加工, 使之成为预期产品的方法和技术。 多轴加工工艺服务于零件的整体加工工艺, 是整体加工工艺的一部分, 其最终目的是高效地加工出合格产品。

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由于多轴机床价格昂贵、维护成本高、工时成本高, 所以编排多轴加工工艺时, 一定要在确保产品质量、生产安全的前提下, 尽可能节约多轴数控加工工时, 降低产品制造成本。 具体来说, 能用三轴完成的工作尽量用三轴加工, 如果用三轴不能完成或者完成有困难的工作, 才用多轴加工。 这样可以最大限度地保护旋转台的精度, 提高设备利用效率。

但是在以下几种情况中应该考虑使用多轴加工工艺。

1) 如果用三轴加工会存在严重的缺陷, 例如加工长深零件底部时, 由于装刀很长,刀具容易发生弹性变形, 导致加工时切削量不能太大, 加工工时也随之变长。 但使用多轴加工, 则只需要将刀轴线沿着周边倾斜一个角度, 使刀具的装刀长度缩短, 在加大切削参数的同时, 加工工时也随之缩短, 加工效果会大大改善。

2) 双斜面加工。 对于双斜面的加工, 三轴加工会选用球头刀进行很密的多行距加工,表面粗糙度难以达到图纸要求, 而且工时很长。 多轴加工工艺将刀具旋转使刀轴线垂直于加工平面, 这样就可以使用平底刀定位加工, 只需要像三轴加工铣削水平面一样, 加工双斜面在缩短加工工时的同时, 提高加工效率。

3) 倒扣零件加工。 对于倒扣零件的加工, 三轴加工需要多次翻转装夹, 甚至倾斜装夹, 这对操作员技术水平要求较高, 而且多次装夹误差大, 操作复杂, 出错率高, 产品质量很难保证。 而用多轴加工只需一次装夹, 自动翻转加工不同方向的面, 以消除对刀校正误差。

4) 用球头刀加工接近水平的平缓曲面。 由于球头刀底部的切削速度接近于零, 导致使用三轴加工时球头刀底部的切削效果很差。 如果用多轴加工则只需要将刀具倾斜一个角度, 使用刀具的侧刃进行切削, 加工效果得到大大改善。 另外, 还可以用平底刀或者锥度刀的侧刃对直纹面进行加工, 这两种刀具增大了刀具和工件的切削接触面积, 即使设置较大的步距也可以达到很好的效果, 缩短工时。

5) 对于整体涡轮、整体叶轮、飞机机翼等航空零件的加工。 此时三轴加工几乎不能实现, 多轴加工就成为唯一的选择。

工序是由工步组成的, 数控程序就是加工工步。 如果某个零件整体加工工艺已经确定用多轴加工, 那么就需要从以下几方面考虑如何编排多轴加工。(www.daowen.com)

1) 多轴数控加工工艺总体原则: 尽可能保护机床、减少机床故障率和停机时间; 尽可能减少多轴加工的切削工作量、尽可能减少旋转轴担任切削工作、避免旋转轴担任重切削工作。

2) 尽量用车、铣、刨、磨、钳等传统切削方式来加工初始毛坯。

3) 尽可能采用固定轴的定向方式进行粗加工及半精加工。 不到万不得已不用联动方式粗加工。 如果必须采取联动方式进行粗加工, 切削量不能太大。

4) 倒扣曲面与周围曲面之间要求过渡自然, 如果要求精度较高, 精加工就要考虑使用联动方式。 例如, 对整体涡轮的叶片进行精加工时, 如果不采取五轴联动而采取多次定向加工, 叶片的叶盆和叶背曲面就很难保证自然过渡连接。

5) 多轴数控加工时要确保加工安全, 特别要预防回刀时刀具撞坏旋转工件及工作台。

6) 多轴加工的加工效果一定要满足零件的整体装配需要, 不但切削时间要短, 而且精度要达到图纸公差要求。

任务实施

相对于通用数控机床, 多轴数控机床的加工优势有哪些?

知识拓展

FANUC 多轴数控系统的种类有哪些?