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選擇五軸加工中心有哪些要素?


放大字體  縮小字體 發布日期:2021-02-02
 01

結構決定設備性能

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。

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

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。

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。

傾斜軸結構優異的空間接近性

02

傾斜旋轉軸精度

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。

03

干涉防撞

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。

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。

04

旋轉中心校正

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。

使用探頭自動校正5軸旋轉中心

3軸/分度/5軸加工精度驗證加工

05

聯動精度

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。

加工設備:D200Z

CAM:FFCAM

工件材料:NAK80(40HRC)

工件尺寸:140140x35mm

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

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。

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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