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五轴加工技术的发展与应用

五轴加工技术的发展与应用

2023-09-14 10:31

五轴加工技术是一种利用数控机床的X、Y、Z、A、B、C中任意五个坐标的线性插补运动,对复杂曲面进行高效、精密、自动化加工的技术。五轴加工技术具有高科技含量,对一个国家的航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等行业有着重要的影响力。

五轴加工技术的发展历史可以追溯到上世纪50年代,当时主要用于航空航天领域的复杂曲面加工。随着计算机技术和数控系统的进步,五轴加工技术逐渐在其他领域得到广泛应用,如汽车零部件、飞机结构件、模具制造、生物医疗等。目前,五轴加工技术已经成为数控加工领域的前沿技术,是提高产品质量和效率的重要手段。

五轴加工技术相比于传统的三轴或四轴加工技术,具有以下优点:

  • 可以一次装夹完成多个面或全面体的加工,减少了装夹次数和定位误差,提高了加工精度和效率。

  • 可以采用较短的刀具进行切削,降低了刀具振动和变形,提高了切削稳定性和表面质量。

  • 可以对复杂的空间曲面进行高精度加工,实现了曲面与曲面之间的光滑过渡,满足了高端产品的设计要求。

  • 可以有效地避免或减少刀具与工件之间的干涉,扩大了加工范围和难度,提高了机床的利用率和灵活性。

尽管五轴加工技术具有诸多优势,但是其发展和应用也面临着一些难点和阻力,主要包括:

  • 五轴数控编程抽象、操作困难。由于五轴机床结构形式多样,同一段NC代码不能适用于所有类型的五轴机床。数控编程除了直线运动之外,还要协调旋转运动的相关计算,处理的信息量很大。编程和操作人员需要掌握更多的知识和技能。

  • 对NC插补控制器、伺服驱动系统要求十分严格。五轴机床的运动是五个坐标轴运动的合成。旋转坐标的微小误差就会大幅度降低加工精度。因此,要求控制器有更高的运算精度。同时,伺服驱动系统也要求有很好的动态特性和较大的调速范围。

  • 五轴数控程序校验尤为重要。由于采用五轴数控机床加工的工件价格昂贵,而且碰撞是五轴数控加工中常见问题。因此,需要对NC程序进行有效地校验和仿真,避免出现错误和损失。

  • 刀具半径补偿问题。在五轴联动NC程序中,刀具长度补偿功能仍然有效,而刀具半径补偿却失效了。以圆柱铣刀进行接触成形铣削时,需要对不同直径的刀具编制不同的程序。目前流行的CNC系统均无法完成刀具半径补偿,因为ISO文件中没有提供足够的数据对刀具位置进行重新计算。

为了克服这些难点和阻力,五轴加工技术的发展需要多方面的努力和合作,包括:

  • 加强五轴数控技术的研究和开发,提高五轴数控系统的性能和可靠性,增加五轴数控机床的种类和规格,满足不同行业和领域的需求。

  • 加强五轴数控技术的推广和应用,提高用户对五轴数控技术的认识和信心,培养专业的编程和操作人员,建立完善的技术支持和服务体系。

  • 加强五轴数控技术的教育和培训,建立相关的教学和实验设施,编写适合不同层次和背景的教材和教案,培养学生和工程师对五轴数控技术的兴趣和能力。

  • 加强五轴数控技术的国际交流和合作,借鉴国外先进的经验和成果,参与国际标准的制定和修订,提高我国在五轴数控技术领域的影响力和竞争力。

总之,五轴加工技术是一种具有广阔前景和巨大潜力的先进制造技术。随着科技的进步和市场的需求,五轴加工技术将在各个领域发挥更大的作用,为我国经济社会发展做出更大的贡献。如果您有五轴加工需求,欢迎联系我们1396me皇家世界官方网!