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(jié)構(gòu)決定設(shè)備性能
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五軸加工中心有各種 各樣的結(jié)構(gòu),機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從基礎(chǔ)上決定了設(shè)備的性能,決定了機(jī)床的剛性、加工精度、穩(wěn)定性、可操作性等等。
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主要應(yīng)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(shè)備剛性好 3)傾斜旋轉(zhuǎn)軸是否是DD馬達(dá) 4)是否為5軸聯(lián)動 5)5軸接近性
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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(jié)構(gòu),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(nèi)。與傳統(tǒng)單支撐結(jié)構(gòu)相比,彎曲量d極微小,力臂L更短。 1 M. Y! G8 t/ I x; G% z
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這種傾斜軸結(jié)構(gòu),可實(shí)現(xiàn)與3軸加工中心媲美的高精度加工。即使裝載并旋轉(zhuǎn)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(qū)動電機(jī)還可實(shí)現(xiàn)振動較小的高精度順暢旋轉(zhuǎn)。另外還有著優(yōu)異的空間接近性。
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傾斜軸結(jié)構(gòu)優(yōu)異的空間接近性 . M7 p: k- c) |6 B
02 傾斜旋轉(zhuǎn)軸精度
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機(jī)床的加工精度直接受到旋轉(zhuǎn)軸精度的影響,以牧野D800Z機(jī)床來了解傾斜旋轉(zhuǎn)軸精度對加工精度的實(shí)際影響。 1°= 60′ 1′= 60″ 1°=3600″ D800Z機(jī)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(jì)算示意圖,我們就可以知道產(chǎn)生的精度誤差。
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03 干涉防撞
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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(biāo)配有機(jī)床在線實(shí)時仿真CSG功能,即使在手動模式也可以防止干涉。 9 V* D8 o9 O2 Q: G6 d
在線實(shí)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(shè)置錯誤,以便將運(yùn)行中的緊急停止降低至最小限度。運(yùn)行中基于事先校對調(diào)整的數(shù)據(jù)、以及數(shù)控控制裝置內(nèi)的坐標(biāo)、偏移值等讀取位置信息,預(yù)測干涉可能性。一旦機(jī)床停止運(yùn)行時,可即時顯示狀況畫面、并確認(rèn)所預(yù)測的干涉部位及軸的動作方向。
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04 旋轉(zhuǎn)中心校正
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因環(huán)境和溫度變化等導(dǎo)致的旋轉(zhuǎn)中心變化,會影響五軸加工精度,應(yīng)能通過探頭自動進(jìn)行校正,3軸/分度/5軸加工精度驗(yàn)證加工,接刀誤差<±4μm。
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使用探頭自動校正5軸旋轉(zhuǎn)中心 1 S) ]! g8 |9 j* b% }; U. X
3軸/分度/5軸加工精度驗(yàn)證加工 + r) [4 L Z& Q; H& ~+ b
05 聯(lián)動精度
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五軸加工中心的聯(lián)動精度是多因素結(jié)果的體現(xiàn)。以牧野D200Z為例,列舉加工案例來提供聯(lián)動精度參照。 , P2 R: R4 P! C4 ~
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加工設(shè)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(lián)動精度:位置精度±2μm,形狀精度±3μm
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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(fā)揮設(shè)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。 5 O, G7 i+ t2 {' s9 F! g5 ]4 r
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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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