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五軸聯(lián)動(dòng) |
點(diǎn)擊次數(shù):3005次 發(fā)布時(shí)間:2017/3/29 |
五軸聯(lián)動(dòng)是數(shù)控術(shù)語。五軸加工是指在一臺機(jī)床上至少有五個(gè)坐標(biāo)軸(三個(gè)直線坐標(biāo)和兩個(gè)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)),而且可在計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)系統(tǒng)的控制下同時(shí)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行加工。 五軸聯(lián)動(dòng)是數(shù)控術(shù)語,聯(lián)動(dòng)是數(shù)控機(jī)床的軸按一定的速度同時(shí)到達(dá)某一個(gè)設(shè)定的點(diǎn),五軸聯(lián)動(dòng)是五個(gè)軸都可以。 五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床是一種科技含量高、精密度高專門用于加工復(fù)雜曲的機(jī)床,這種機(jī)床系統(tǒng)對一個(gè)國家的航空、航天、軍事、科研、精密器械、高精醫(yī)療設(shè)備等等行業(yè),有著舉足輕重的影響力。裝備制造業(yè)是一國工業(yè)之基石,它為新技術(shù)、新產(chǎn)品的開發(fā)和現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)提供重要的手段,是不可或缺的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。即使是發(fā)達(dá)工業(yè)化國家,也無不高度重視。 近年來,隨著我國國民經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展和國防建設(shè)的需要,對高檔的數(shù)控機(jī)床提出了急迫的大量需求。機(jī)床是一個(gè)國家制造業(yè)水平的象征。而代表機(jī)床制造業(yè)最高境界的是五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床系統(tǒng),從某種意義上說,反映了一個(gè)國家的工業(yè)發(fā)展水平狀況。 長期以來,以美國為首的西方工業(yè)發(fā)達(dá)國家,一直把五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)作為重要的戰(zhàn)略物資,實(shí)行出口許可證制度。特別是冷戰(zhàn)時(shí)期,對中國、前蘇聯(lián)等社會主義陣營實(shí)行封鎖禁運(yùn)。愛好軍事的朋友可能知道著名的“東芝事件”:上世紀(jì)末,日本東芝公司賣給前蘇聯(lián)幾臺五軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控銑床,結(jié)果讓前蘇聯(lián)用于制造潛艇的推進(jìn)螺旋槳,上了幾個(gè)檔次,使美國間諜船的聲納監(jiān)聽不到潛艇的聲音了,所以美國以東芝公司違反了戰(zhàn)略物資禁運(yùn)政策,要懲處東芝公司。
(1)五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)雙轉(zhuǎn)臺機(jī)床 (A)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)有足夠的行程范圍,工藝性能好. (B)由于受結(jié)構(gòu)的限制,擺動(dòng)坐標(biāo)的剛性較低,成為整個(gè)機(jī)床剛性的薄弱環(huán)節(jié).而雙轉(zhuǎn)臺機(jī)床,轉(zhuǎn)臺的剛性大大高于擺頭的剛性,從而提高了機(jī)床總體剛性. (C)便于發(fā)展成為加工中心.只需加裝獨(dú)立式刀庫及換刀機(jī)械手即可但雙轉(zhuǎn)臺機(jī)床轉(zhuǎn)臺坐標(biāo)驅(qū)動(dòng)功率較大,坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系較復(fù)雜; (2)五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)雙擺頭機(jī)床 雙擺頭機(jī)床擺動(dòng)坐標(biāo)驅(qū)動(dòng)功率較小,工件裝卸方便且坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系簡單
一擺頭一轉(zhuǎn)臺式機(jī)床性能則介于上述兩者之間 1、可有效避免刀具干涉 2、對于直紋面類零件,可采用側(cè)銑方式一刀成型 3、對一般立體型面特別是較為平坦的大型表面,可用大直徑端銑刀端面貼近表面進(jìn)行加工 4、可一次裝卡對工件上的多個(gè)空間表面進(jìn)行多面、多工序加工 5、五軸加工時(shí),刀具相對于工件表面可處于最有效的切削狀態(tài)。零件表面上的誤差分布均勻 6、在某些加工場合,可采用較大尺寸的刀具避開干涉進(jìn)行加工 應(yīng)用最廣的五軸加工型式 所謂點(diǎn)接觸式加工是指加工過程中以點(diǎn)接觸成型的加工方式,如球形銑刀加工、球形砂輪磨削等.這種加工方式的主要特點(diǎn)是;球形表面法矢指向全空間,加工時(shí)對曲面法矢有自適應(yīng)能力,與線、面接觸式加工相比較,其編程較簡單、計(jì)算量較小,并且只要使刀具半徑小于曲面最小曲率 半徑就可避免干涉.因而它適合任意曲面的加工.但由于是點(diǎn)接觸成型,在切削點(diǎn)處切創(chuàng)速度趨近于零,因而切削條件差,加工精度和效率低. 五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工當(dāng)前和今后研究的重點(diǎn) 所謂線接觸式加工是指加工過程中以線接觸成型的加工方式,如圓柱周銑、圓錐周銑、樟形窿削及砂帶磨削等.這種加工方式的特點(diǎn)是:由于切削點(diǎn)處切削速度較高,因而可獲得較高的加工精度,同時(shí),由于是線接觸成型,因而具有較高的加工效率.目前已發(fā)展到對任意曲面線接觸加工的研究. 五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的使用,讓工件的裝夾變得容易。加工時(shí)無需特殊夾具,降低了夾具的成本,避免了多次裝夾,提高模具加工精度。采用五軸技術(shù)加工模具可以減少夾具的使用數(shù)量。另外,由于五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床可在加工中省去許多特殊刀具,所以降低了刀具成本。五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床在加工中能增加刀具的有效切削刃長度,減小切削力,提高刀具使用壽命,降低成本。 采用五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床加工模具可以很快的完成模具加工,交貨快,更好的保證模具的加工質(zhì)量,使模具加工變得更加容易,并且使模具修改變得容易。在傳統(tǒng)的模具加工中,一般用立式加工中心來完成工件的銑削加工。隨著模具制造技術(shù)的不斷發(fā)展,立式加工中心本身的一些弱點(diǎn)表現(xiàn)得越來越明顯,F(xiàn)代模具加工普遍使用球頭銑刀來加工,球頭銑刀在模具加工中帶來好處非常明顯,但是如果用立式加工中心的話,其底面的線速度為零,這樣底面的光潔度就很差,如果使用四、五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床加工技術(shù)加工模具,可以克服上述不足。 首先是采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)。經(jīng)過十幾年的發(fā)展,直線電機(jī)技術(shù)已經(jīng)非常成熟。直線電機(jī)剛開發(fā)出來易受干擾和產(chǎn)熱量大的問題已經(jīng)得到解決,而直線電機(jī)的定位技術(shù),既在高速移動(dòng)中快速停止,也有部分機(jī)床廠家采用阻尼技術(shù)給予解決。直線電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是直線驅(qū)動(dòng)、無傳動(dòng)鏈、無磨損、無反向間隙,所以能達(dá)到最佳的定位精度。直線電機(jī)具有較高的動(dòng)態(tài)性,加速度可超過2g。采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)還具有可靠性高、免維護(hù)等特點(diǎn)。 其次是采用雙驅(qū)動(dòng)技術(shù)。對于較寬工作臺或龍門架型式,如果采用中間驅(qū)動(dòng),實(shí)際無法保證驅(qū)動(dòng)力在中心,容易造成傾斜,使得動(dòng)態(tài)性能較差。使用雙驅(qū)動(dòng),雙光柵尺,一個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊,就能使動(dòng)態(tài)性能非常完美。一個(gè)驅(qū)動(dòng)指令,雙驅(qū)同時(shí)工作,光柵尺來檢測兩點(diǎn)是否平衡,如果不平衡則通過不同指令使其達(dá)到平衡。當(dāng)然,五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床技術(shù)的發(fā)展還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這些,許多技術(shù)在德馬吉的機(jī)床產(chǎn)品中都將會體現(xiàn)出來。 |
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