在選擇五軸加工中心需要考慮哪些主要因素。
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01 結構決定設備性能 5 i; i8 a6 d+ P, ~& f+ L
五軸加工中心有各種 各樣的結構,機床的結構設計從基礎上決定了設備的性能,決定了機床的剛性、加工精度、穩定性、可操作性等等。 : D2 v; @9 E. D. O9 |1 ?% L# v
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主要應考慮以下方面: 1)線性軸在移動時不合并疊加 2)切削回路短的設備剛性好 3)傾斜旋轉軸是否是DD馬達 4)是否為5軸聯動 5)5軸接近性 / F2 p) S3 e% m9 S+ R, N
牧野的D200Z/D800Z/a500Z系列五軸加工中心采用了“Z”型高剛性工作臺結構,如下圖所示,工作臺無需兩端支撐,大直徑傾斜軸承,工件重心B在A內。與傳統單支撐結構相比,彎曲量d極微小,力臂L更短。 $ W8 R( I. y6 l* n
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這種傾斜軸結構,可實現與3軸加工中心媲美的高精度加工。即使裝載并旋轉重工件,也可將工作臺的撓曲量控制在最小限度,同時,高剛性軸承及直接驅動電機還可實現振動較小的高精度順暢旋轉。另外還有著優異的空間接近性。
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傾斜軸結構優異的空間接近性
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02 傾斜旋轉軸精度 ; B* R. B! Q3 W c; V
機床的加工精度直接受到旋轉軸精度的影響,以牧野D800Z機床來了解傾斜旋轉軸精度對加工精度的實際影響。 1°= 60′ 1′= 60″ 1°=3600″ D800Z機床B/C軸的最小分辨率為0.0001度,也就是0.36″,定位精度為±3″,通過下面的計算示意圖,我們就可以知道產生的精度誤差。 / H5 t+ J" K, G) _
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03 干涉防撞 6 J. G4 _- Z1 C7 f/ N
干涉防撞是5軸加工中不可忽視的問題,除了采用電腦端的軟件干涉檢查以外,牧野的五軸加工中心標配有機床在線實時仿真CSG功能,即使在手動模式也可以防止干涉。 F2 e% L3 _1 v. ]; z( e) p X" t
在線實時仿真CSG功能,在加工前可事先檢查可能的工裝錯誤或刀具長度的設置錯誤,以便將運行中的緊急停止降低至最小限度。運行中基于事先校對調整的數據、以及數控控制裝置內的坐標、偏移值等讀取位置信息,預測干涉可能性。一旦機床停止運行時,可即時顯示狀況畫面、并確認所預測的干涉部位及軸的動作方向。 0 `. c- w" W. C
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04 旋轉中心校正
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因環境和溫度變化等導致的旋轉中心變化,會影響五軸加工精度,應能通過探頭自動進行校正,3軸/分度/5軸加工精度驗證加工,接刀誤差<±4μm。
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使用探頭自動校正5軸旋轉中心 % F4 m9 i3 m, `: l. P% G1 F
3軸/分度/5軸加工精度驗證加工 / T: q! O" M) r
05 聯動精度
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五軸加工中心的聯動精度是多因素結果的體現。以牧野D200Z為例,列舉加工案例來提供聯動精度參照。
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加工設備:D200Z CAM:FFCAM 工件材料:NAK80(40HRC) 工件尺寸:140x140x35mm 型腔:清角R0.22mm,深度20mm 加工時間:1H35min/pocket 刀具:7把6種 聯動精度:位置精度±2μm,形狀精度±3μm : k; N+ e \# d# T8 g) V7 O+ o
06 工藝支持 五軸加工中心的加工工藝決定了能否最大化發揮設備的性能。比如使異形刀具,可使得加工效率得到大幅度提升。 2 f; X7 F- R* l3 o1 f4 Z+ C
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加工案例:效率提升6倍! 材料:YXR33(58HRC) 形狀及尺寸:如下圖,深度30mm,拔模角2°,清角R3mm
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