在选择五轴加工中心需要考虑哪些主要因素。 5 @. A/ u* Q, m$ N* X" ^! m
01 结构决定设备性能
: p7 }$ D# H1 f x+ |5 `
五轴加工中心有各种 各样的结构,机床的结构设计从基础上决定了设备的性能,决定了机床的刚性、加工精度、稳定性、可操作性等等。 ( k' u# E" ]7 l- i( n
! V9 |4 L' q4 p3 j9 T. a5 f- u
主要应考虑以下方面: 1)线性轴在移动时不合并叠加 2)切削回路短的设备刚性好 3)倾斜旋转轴是否是DD马达 4)是否为5轴联动 5)5轴接近性
; K. h; I# p& U% a% A- {
牧野的D200Z/D800Z/a500Z系列五轴加工中心采用了“Z”型高刚性工作台结构,如下图所示,工作台无需两端支撑,大直径倾斜轴承,工件重心B在A内。与传统单支撑结构相比,弯曲量d极微小,力臂L更短。 ; W( h. s& Q. F2 o5 j$ b
- n8 {$ K4 M7 r; y
这种倾斜轴结构,可实现与3轴加工中心媲美的高精度加工。即使装载并旋转重工件,也可将工作台的挠曲量控制在最小限度,同时,高刚性轴承及直接驱动电机还可实现振动较小的高精度顺畅旋转。另外还有着优异的空间接近性。 6 w& Z, a% q2 @# p* w% z
) `9 J9 ~6 M5 z# X5 R
倾斜轴结构优异的空间接近性
( P9 D' c* r; h, j1 I# k9 B) b
02 倾斜旋转轴精度 2 |% Q9 r7 q% o8 M& B! L4 \
机床的加工精度直接受到旋转轴精度的影响,以牧野D800Z机床来了解倾斜旋转轴精度对加工精度的实际影响。 1°= 60′ 1′= 60″ 1°=3600″ D800Z机床B/C轴的最小分辨率为0.0001度,也就是0.36″,定位精度为±3″,通过下面的计算示意图,我们就可以知道产生的精度误差。
. ?8 R7 O: u0 S" r% e6 h5 `0 ]
( j$ q& i- A2 _4 U1 d9 T
03 干涉防撞
3 Q% T; D) p$ O n! k+ O
干涉防撞是5轴加工中不可忽视的问题,除了采用电脑端的软件干涉检查以外,牧野的五轴加工中心标配有机床在线实时仿真CSG功能,即使在手动模式也可以防止干涉。 : d! {: z% b7 D7 ~) t3 {
在线实时仿真CSG功能,在加工前可事先检查可能的工装错误或刀具长度的设置错误,以便将运行中的紧急停止降低至最小限度。运行中基于事先校对调整的数据、以及数控控制装置内的坐标、偏移值等读取位置信息,预测干涉可能性。一旦机床停止运行时,可即时显示状况画面、并确认所预测的干涉部位及轴的动作方向。
' i( ]6 |. L l- Y. f5 f( \* I
% f5 D- [- a5 o% d" Y7 g
04 旋转中心校正
2 Y) Q( |& \; l$ _
因环境和温度变化等导致的旋转中心变化,会影响五轴加工精度,应能通过探头自动进行校正,3轴/分度/5轴加工精度验证加工,接刀误差<±4μm。 # ^5 \9 O" j! P& C! @, m* p6 d
8 o2 }3 v8 q4 s, K# Y
使用探头自动校正5轴旋转中心 e @$ l6 }( h9 v8 Z+ C9 F. U! \
$ |# L% x9 i3 i8 x# y! Z' @
3轴/分度/5轴加工精度验证加工 $ @: G% E, ]2 b; D
05 联动精度
) {0 K7 G Z7 ]& x
五轴加工中心的联动精度是多因素结果的体现。以牧野D200Z为例,列举加工案例来提供联动精度参照。 $ i ]/ b! A- T/ H3 p/ @ v. X
/ ^0 m* u2 Y9 C: @
加工设备:D200Z CAM:FFCAM 工件材料:NAK80(40HRC) 工件尺寸:140x140x35mm 型腔:清角R0.22mm,深度20mm 加工时间:1H35min/pocket 刀具:7把6种 联动精度:位置精度±2μm,形状精度±3μm 0 D; u4 o" }- I$ c( P1 c& x1 q
06 工艺支持 五轴加工中心的加工工艺决定了能否最大化发挥设备的性能。比如使异形刀具,可使得加工效率得到大幅度提升。 % c6 a: v" E! G
. A8 x6 ?$ M% @ t! s7 Q. o9 x% I
加工案例:效率提升6倍! 材料:YXR33(58HRC) 形状及尺寸:如下图,深度30mm,拔模角2°,清角R3mm $ L8 {9 Q/ `: T9 N- ^* \
+ z3 s H7 ?! N# I/ e b1 u
|