異形體的五軸數控加工

隨著航空航天、兵器、船舶、汽車等機械製造行業的快速發展，產品零部件的結構日益複雜和精密。 普通的三軸數控加工中心已不能滿足加工需要。 五軸數控加工中心的出現，適應了產品生產的要求，成為了不成功的。
機械製造技術的發展和普及方向。 針對帶倒扣面的異形零件（見圖1），雙轉台五軸聯動數控加工中心可一次裝夾完成所有工序的加工，解決了曲面零件無法完成的問題三軸數控機床。 加工。

1 零件加工分析

從圖1可以看出，異形體部分主要由U形倒盃體、底座和過渡面組成， 加工材料 是 45 鋼。 結構看似簡單，但由於有底切面，零件無法用三軸數控機床加工。 五軸聯動數控加工中心在X、Y、Z三個直線軸的基礎上增加了兩個迴轉軸，可以控製刀具的軸線方向與加工表面的法線方向相應變化，使可加工複雜曲面或三軸不能完全加工的曲面。 因此，異形零件需要使用五軸聯動數控加工中心進行加工。

2 零件的參數化建模

圖2 異形車身零件3D模型使用CAXA Manufacturing Engineer 2011軟件對零件進行幾何建模[2]

• (1)使用放樣命令生成U形倒杯；
  
• (2)底座採用拉伸加料而成；
  
• (3)使用transition命令生成一個完整的異形體模型（見圖2）。

3 加工策略規劃零件的粗加工。

為提高加工效率，應首先採用定軸功能和分層切削，用平底立銑刀對毛坯進行粗加工，以保證在最短的時間內去除大面積的加工餘量。

半成品。 利用五軸聯動功能，採用適應加工面幾何特徵的刀具軌跡對不同面進行半精加工，確保去除粗加工後的大餘量，使每個加工面保留適當的餘量和均勻的精加工餘量。 精加工。 為了保證零件加工的精度、表面質量和效率，最後利用五軸聯動功能，用球頭銑刀精加工不同的表面。

4 刀具路徑生成

刀具軌蹟的生成是實現曲面數控加工的關鍵環節。 合理的刀具軌跡不僅能提高曲面加工的質量和效率，還能充分發揮數控機床的加工能力[3-6]

在精加工過程中，用8球頭銑刀和五軸側銑對U形倒盃體倒面和底座上表面進行加工，得到U形倒盃體杯表面用8球頭銑刀加工。 的輪廓 軸 細加

在這種異形體加工中，粗加工採用3軸平面區域粗加工，毛坯用8平底立銑刀分層加工。 平面區域粗加工可以有效去除大的餘量，為半精加工創造條件。 . 刀具軌跡如圖3所示。在半精加工過程中，U形盃體底切面和底座上表面採用8球頭銑刀，採用3軸生成軌跡和轉為五軸進行五軸側銑。 五軸側銑可以獲得更好的效果。 表面可以提高切削效率，避免刀具在加工過程中的零速切削。 加工過程. 刀具軸與加工面的夾角可以通過設置加工參數來控制。 刀軸控制參數設置如圖4所示。U形倒杯內杯麵的半精加工採用8球頭銑刀進行3軸參數化線精加工。 過渡面也採用五軸側銑加工。 零件的精細添加
刀具路徑如圖 6 所示。

5 零件仿真加工

零件的刀具位置文件生成後，通過多軸後加工設置轉換為標準數控程序，然後將生成的數控程序導入VERICUT7.0數控仿真加工軟件進行仿真加工的部分。 模擬加工時構造的機床應與實際機床結構一致，零件的安裝位置也應與實際機床位置一致。 通過仿真加工，驗證刀具路徑的合理性，檢查實際加工過程中的干涉和碰撞現象，驗證加工後設置和生成的CNC加工程序的正確性，從而優化加工過程。刀具路徑並減少零件的實際加工。 錯誤率提高了零件的加工效率和精度。

6 機床上零件的實際加工

零件的模擬加工通過後，可以將優化後的數控加工程序導入到實際機床中進行零件的實際加工。 雙轉台五軸聯動數控加工中心用於零件實際加工，C軸可在0°到360°範圍內連續旋轉，A軸可在-10°範圍內來回擺動到 100°。 毛坯由安裝在轉台上的三個爪直接夾緊，所有零件一次夾緊加工。 經檢測，尺寸精度和表面質量均合格。 處理後的對像如圖8所示。

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