任务导入

“3+2” 型机床在执行一个三轴加工程序时, 使用五轴其中的两个旋转轴将切削刀具固定在一个倾斜的位置, 因此其也叫作定位五轴机床, 因为第四个轴和第五个轴是用来确定在固定位置上刀具的方向, 而不是在加工过程中连续不断地变化。

知识链接

3+2 定轴加工的原理实质上就是三轴功能在特定角度(即“定位” ) 上的实现, 就是当机床转了角度以后, 还是以普通三轴的方式进行加工。 3+2 定轴加工与五轴联动加工的区别在于: 3+2 定轴加工与五轴联动加工适用的行业对象不同, 3+2 定轴加工适合于平面加工, 五轴联动加工适合曲面加工。

3+2 定轴加工的优势:

1) 可以使用更短的, 刚性更高的切削刀具;

2) 刀具可以与待加工表面形成一定的角度, 主轴头可以伸得更低, 离工件更近;

3) 刀具移动距离更短, 程序代码更少。

3+2 定轴加工的局限性:

3+2 定轴加工通常被认为是设置一个对主轴的常量角度。 复杂工件可能要求许多个倾斜视图以覆盖整个工件, 但这样会导致刀具路径重叠, 从而增加了加工时间。

五轴联动加工的优势:

1) 加工时无须特殊夹具, 降低了夹具的成本;

2) 减少夹具的使用数量;

3) 避免多次装夹, 提高了模具加工精度;

4) 在加工中能增加刀具的有效切削刃长度, 减小切削力, 提高刀具使用寿命, 降低成本。

五轴联动加工的局限性:

1) 相比3+2 定轴, 其主轴刚性要差一些;

2) 有些情况不宜采用五轴联动加工, 比如刀具太短或刀柄太大, 使任何倾斜角的工况下都不能避免振动;

3) 相比3+2 定轴加工, 加工精度低。

举例说明3+2 定轴加工与五轴联动加工的应用, 范例模型如图2.1.1 所示。

3+2 定轴加工程序的设置与编程。 首先确定“加工环境”, 可以选择默认的“mill_planer” 作为加工方式。 图2.1.2 为设置“加工环境” 对话框。

图2.1.1　3+2 定轴加工范例模型

(www.daowen.com)

图2.1.2　设置“加工环境” 对话框

单击“创建刀具” 图标选择合适的刀具。 图2.1.3 和图2.1.4 分别为设置“创建刀具” 对话框和设置“铣刀-5 参数” 对话框。

图2.1.3　设置“创建刀具” 对话框

图2.1.4　设置“铣刀-5 参数” 对话框

接着更改“指定切削区底面” 为“面1” 和“面2”; “刀轴” 方式更改为“垂直于第一个面” 即可。 图2.1.5 ～2.1.7 分别为设置“底壁加工” 对话框、选择切削面示意和设置“刀轴” 下拉列表框。

图2.1.5　设置“底壁加工” 对话框

图2.1.6　选择切削面示意

图2.1.7　设置“刀轴” 下拉列表框

最后重新生成并确认刀轨, 再次播放动画来观察更改后的变化。 图2.1.8 和图2.1.9分别为设置“部件几何体” 对话框和选择部件示意。

图2.1.8　设置“部件几何体” 对话框

图2.1.9　选择部件示意

“毛坯边界” 中的刀具设置为“内侧”, “刨” 选择为“自动”, 即可在视图窗口看到圆形边界高亮显示, 且箭头为顺时针方向。

任务实施

练习3+2 定轴加工与五轴联动加工的实例。

知识拓展

思考3+2 定轴加工及五轴联动加工各自适合使用的加工场合。