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　　五轴协同加工中心加工梭板零件的竞争优势和具体流程

　　2016/10/14 14:27:20

　　加工中心已成为现代制造业的“主力军”，它以其加工精度高、工作效率高、精度稳定等特点，在工厂、研究所及学校等部门得到了越来越广泛的普及，而五轴协同加工中心可以满足用户形状更繁杂、成品更多的产品的加工。

　　五轴协同即为加工中心三根主体育运动轴(X、Y、Z)和两根转轴(一般为A、C或B、C)一起体育运动的一种加工形式，通常用来加工扇叶、机翼、模具等带有繁杂球面的零件。因其装夹一场便可加工出零件绝大部分甚至全部成品，所以防止了两轴、四轴加工中心在多次装夹中造成的功能定位数值，因此加工出来的零件精度更高，所用远距时间更少。

一、三维软件在加工中的应用

　　五轴协同加工中心仅凭人脑已经难以想象它姿势时的实际情况了，所以不可能透过手工程式设计同时实现对球面零件的协同程式设计，即使机床能透过手程式设计序协同起来，加工出来的零件体积也不可能十分精确。因此必须借助于CAD/CAM软件，才能同时实现机床的五轴协同以及在加工时让找到准确的点位。

习惯用Cimatron软件展开可视化及加工，它是一个将CAD、CAM集成一体的软件，将模型转到加工环境中不会有数据的丢失，可以满足用户加工时所需的各项功能，具有2.5轴到5轴的加工能力，可满足用户高速铣床的所有加工策略。Cimatron软件具有人性化、智能化的特点，可以提高程式设计工作效率所以非常安全，能提供数控仿真环境，并可做干预、对撞及过切检查。

　　二、加工中心加工零件的一般过程

　　加工中心加工零件时，首先应编制零件的加工流程，这是数控机床的工作指令。将加工流程输入到数控器，再由数控器控制机床主体育运动的变速、起停、进给的方向、速度和位移量，以及其它如选择更换、钻孔的锤打松开、冷却润滑的开关等姿势，使与钻孔及其它远距器严格地按照加工流程规定的顺序、轨迹和参数展开姿势，从而加工出符合要求的零件。

　　三、症结问题举例及解决办法

　　梭板零件为我厂圆织机上的重要配件，圆织机主要用来生产编织袋，而梭板起着截叶、引线的作用。传统工艺中，梭板的生产成品如下表所示：

　　1)铸造整体外型；

　　2)雕琢机雕琢外型，使之较光整，并腾出稳定度；

3)铣床上用中心等距铣两边面、铣梯形面(上下表层)上浇冒口；

　　4)电工去科紫麻，轻剑倒钝；

　　5)铣床上装夹两次加工出的四凸台A43EI235E斜坡；

　　6)精铣梭头；

　　7)电工钻板上各直孔及深斜孔；

　　8)五个凸台清根、去科紫麻；

　　9)检测。

　　引进五轴加工中心后，对梭体加工工艺展开了改进，新成品如下表所示：

　　1)铸造整体外型，上表层腾出1mm稳定度；

　　2)铣床上用中心等距铣两边面、铣梯形面(上下表层)上浇冒口；

　　3)五轴协同加工中心透过一场装夹，加工出A43EI235E斜坡并钻斜深孔及攻套管，精铣上表层稳定度；

　　4)五个凸台清根、去科紫麻；

　　5)检测。

　　与老成品相比，新成品具有以下优点：

(1)新工艺中铸造整体外型，上表层留有1mm稳定度，稳定度透过五轴协同加工中心去除，这样既可减少老成品三中电工雕琢的工作量，所以上表层的精确度和耐久性也会提高。

　　(2)一场装夹便可精铣上表层及五个A43EI235E斜坡稳定度，还可完成钻斜孔、直孔及攻套管，减少了伊瓦诺装夹的远距时间，防止了伊瓦诺装夹造成的功能定位数值。

　　(3)新成品集中，加工工作效率和精度都大大提高，且体积稳定。

　　新成品三中，五轴协同加工中心实际加工时会遇到以下症结：

(1)不易装夹功能定位。梭板的长×宽×高=472×126×111mm，本身体积较大，且梭鸟形弧形，只有5mm厚，材料为整体铸铝，锤打力和切削力稍大一些就容易变形。为此，我们设计了专用夹具，夹具做成弧形，直径与梭板直径相同，使之形成宽容面与被宽容面的关系。夹具两边各有两个垫块，五个垫块透过螺丝将梭板两边面(成品三中两边面已精铣)固定。这时梭板的装夹功能定位完成。

　　(2)加工极易造成干预、对撞。切除上表层及凸台A43EI235E斜坡稳定度时，需用软件程式设计同时实现机床的五轴协同。这时应考虑干预的问题：主轴与工作台的干预、刀柄与夹具的干预、与钻孔的对撞等。笔者用Cimatron程式设计时，将工作台和夹具的模型都做进了程式设计环境中，这样在自动生成流程时，软件会自动计算干预和对撞的可能性，并将有可能出现干预、对撞的流程段标示出来，再展开修改，最后展开了机床仿真，发现无干预、对撞后，才生成后置流程，确保实际加工时的安全性。

(3)加工斜深孔时不易找准角度且容易断刀。如图3所示，8个孔均与A43EI235E斜坡垂直。钻中心孔时，先将C轴旋转一个角度，再将A轴旋转一个角度，使之达到斜孔的要求。8个孔中，4个小孔为M4的套管孔，另4个孔为?6的通孔，凸台厚度达30mm,属于深孔加工。钻孔时，转速和进给速度较低，且要断屑和排屑，切削液浇灌充分，这样才能保证钻孔时的强度，不会发生断裂，也不易引偏、打摆。

　　五轴加工中心在攻克加工难关、改进工艺方法、开发新品中起到不可替代的关键作用，使加工工作效率和精度都大大提高，本文中梭板就是一个典型的例子。实际加工中，确实会遇到诸多困难、问题，但随着技术的成熟、经验的积累，这些问题都会迎刃而解，五轴加工中心的竞争优势也会越发地明显。

　　审核(王静)

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