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3轴、3 2轴、5轴等加工方案,他们的区别是什么?

时间: 2018-10-03 来源:优集学习网

3轴加工方式

3轴加工由直线进给轴X、Y、Z进行加工。三轴联动 数控机床能同时控制三个坐标轴的联动,用于一般曲面的加工,一般的型腔模具均可以用三轴加工完成。加工特点:切削刀具方向在沿着整个切削路径运动过程中保持不变。刀尖的切削状态不可能实时达到完美。

关于多轴加工中3轴、3+2轴、5轴加工的区别

3 2 轴加工方式

两个旋转轴先将切削刀具固定在一个倾斜位置,再由进给轴X、Y、Z进行加工。这种机床也叫定位五轴机床,可以使用西门子的CYCLE800功能进行编程加工。CYCLE800 是一种静态平面转换,可以通过 3 2 轴机床加工(例如回转头或回转台)定义空间中的旋转工作平面。在此工作平面,可以编程 2D 或 3D 加工操作。3 2定位加工适合于平面加工。

关于多轴加工中3轴、3+2轴、5轴加工的区别


加工特点:回转轴总是旋转到加工平面垂直于刀具轴的位置进行加工,加工期间加工平面保持固定。

5轴加工方式

5轴加工由进给轴X、Y、Z及绕X、Y、Z的旋转轴A、B、C中任意5个轴的线性插补运动。西门子的运动转换指令TRAORI能很好的支持5轴转换。

关于多轴加工中3轴、3+2轴、5轴加工的区别


机床,一般是说主轴上的主轴头具备两根轴A/C轴或者B/C轴(被常说为5轴头),A/C轴可以联动连续加工,一般应用于复杂的曲面加工。加工特点:在沿着整个路径运动过程中可对刀具方向进行优化,同时进行刀具直线运动。这样,在整个路径上都可保持最佳切削状态。

关于多轴加工中3轴、3+2轴、5轴加工的区别

五轴同时加工28个零件

那五轴机器的优势如何体现呢,这里分享一个哈斯UMC-750P机床同时加工28个零件的例子。通过转台与夹具的设计,以及在五轴加工程序中将零件的三个加工面合并在一个加工程序,实现减少循环时间的目的。

转台可以通过精准的定位,扩大原本的加工空间。经过精心设计的夹具,不仅能提高加工的效率,而且还能减少机器的闲置,操作人员也能从中抽出身来。

关于多轴加工中3轴、3+2轴、5轴加工的区别

比如加工下图这样的零件的前三个面,如果使用虎钳的夹持方式,每个零件总共需要264秒(装夹时间不计)。

关于多轴加工中3轴、3+2轴、5轴加工的区别


通过设计更紧凑的夹具,充分利用转台提供的加工空间,能够有机会一次加工28个零件。

关于多轴加工中3轴、3+2轴、5轴加工的区别


在夹具的制作上,选用一个尺寸为114mm*114mm*550mm的铝合金作为基体,选用定位销作为定位,选用占用加工空间更小的压紧夹具,以便更快的装夹。

关于多轴加工中3轴、3+2轴、5轴加工的区别


再铣平基体的四个面,为每个零件加工一个定位销孔,2个用来避空锁紧夹具的槽,以及2个用来锁紧的螺纹孔,这就是所有的制作步骤。

关于多轴加工中3轴、3+2轴、5轴加工的区别


夹具的整套组成包括:28个定位销、56个定位锁紧块(可重复利用)、56个螺丝、扳手。这样的夹具设计,能将原本的加工时间264秒缩短到202秒(装夹时间不计)。这意味着加工时间已经减少了23.5%

关于多轴加工中3轴、3+2轴、5轴加工的区别

不仅如此,由于加工程序已经将零件的三个加工面合并在一个加工程序中,这样单个程序的循环时间就变成了95分钟,在这期间,机器一直在保持加工,无需等待操作人员的频繁装夹,这将大大减少操作人员的劳动强度。

五轴车铣复合加工中心从产生至今,已有近20年的历史,技术已经成熟并被国内外用户接收和认可。从趋势上看,主要向以下几个方向发展:


(1)更高工艺范围。

通过增加特殊功能模块,实现更多工序集成。例如将齿轮加工、内外磨削加工、深孔加工、型腔加工、激光淬火、在线测量等功能集成到车铣中心上,真正做到所有复杂零件的完整加工。


(2)更高效率。

通过配置双动力头、双主轴、双刀架等功能,实现多刀同时加工,提高加工效率。


(3)大型化。

由于大型零件一般多是结构复杂、要求加工的部位和工序较多、安装定位也较费时费事的零件,而车铣复合加工的主要优点之一是减少零件在多工序和多工艺加工过程中的多次重新安装调整和夹紧时间,所以采用车铣中心进行复合加工比较有利。所以目前五轴车铣复合加工中心正向大型化发展。例如沈阳机床的HTM125系列五轴车铣中心,回转直径达到1250mm,加工长度可以达到10000mm,非常适合大型船用柴油机曲轴的车铣加工。


(4)结构模块化和功能可快速重组

五轴车铣中心的功能可快速重组是其能快速响应市场需求,并能抢占市场的重要条件,而结构模块化是五轴车铣中心功能可快速重组的基础。一些技术先进的厂家(如德国DMG、奥地利的WFL、日本的MAZAK公司等)的许多产品都已实现结构模块化设计,并正在向如何实现功能快速重组的方面努力。


五轴车铣技术的先进理念是提高产品质量和缩短产品制造周期。因此,这种技术在军工、航空、航天、船舶以及一些民用工业领域中的应用具有相当的优势,尤其在航空航天领域一些形状复杂的异形零件的加工中更具优势,因此国外早已在航空航天领域大批采用此类设备代替传统的加工设备,而国内在这方面则比较落后,因此还需借鉴国外的先进经验,争取在五轴车铣技术的应用领域改变落后的局面。

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