數(shù)控多軸技術(shù)工藝品加工運(yùn)用實(shí)踐

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摘要:數(shù)控多軸技術(shù)是指至少四個(gè)運(yùn)動(dòng)軸以上的數(shù)控加工，數(shù)控五軸機(jī)床最具有代表性。現(xiàn)用一個(gè)較為復(fù)雜的立體工藝品為例，介紹數(shù)控五軸加工技術(shù)運(yùn)用于工藝品加工與實(shí)踐，制定其加工工藝，利用CAM軟件對模型進(jìn)行編程及仿真，生成對應(yīng)的加工代碼，最后導(dǎo)入數(shù)控五軸機(jī)床進(jìn)行實(shí)際加工，為該類零件數(shù)控加工提供借鑒，提高傳統(tǒng)工藝品的加工效率和節(jié)約人工成本，增加企業(yè)效益。

關(guān)鍵詞:工藝品；五軸加工技術(shù)；CAM軟件；加工

數(shù)控多軸技術(shù)在國內(nèi)制造行業(yè)已經(jīng)慢慢的普及，相對于傳統(tǒng)普通加工，多軸加工更加的靈活高效率，可以制造各種復(fù)雜的模型，加工的材質(zhì)多種多樣。傳統(tǒng)的工藝品加工中，手工加工金屬材質(zhì)的工藝品非常少而且效率低，很多金屬材質(zhì)的工藝品主要是直接鑄造出來的，效率低而且成本高。數(shù)控多軸技術(shù)運(yùn)用于工藝品加工，充分的解決了傳統(tǒng)工藝品加工的效率及人工成本問題，并可以實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。

1加工工藝分析

工藝品的加工模型可以通過實(shí)物掃描或3D軟件設(shè)計(jì)而來，加工的工藝品3D模型如圖1所示。加工模型的材料采用7075航空鋁合金，大小為直徑110mm高100mm的圓柱料，其材料硬度較高，加工出來的模型光潔度較高，提升其工藝品的價(jià)值。因其模型的曲面較多，需要多方位進(jìn)行加工，所以需要采用數(shù)控五軸機(jī)床進(jìn)行加工。根據(jù)模型的形狀，其加工工藝采用較大立銑刀將其大部分余量去除，再用較小的立銑刀進(jìn)行二次開粗，模型基本由曲面構(gòu)成，精加工部分采用球形銑刀進(jìn)行精加工，因?yàn)榍娌糠侄际窍嗲性谝黄鸬模跃庸r(shí)大部分位置需要采用五軸聯(lián)動(dòng)的加工方式，避免其數(shù)控機(jī)床誤差等原因產(chǎn)生接刀紋，影響其工藝品的美觀。

2加工準(zhǔn)備過程

2．1設(shè)備的選用

根據(jù)其加工模型的加工要求，此次采用具有五軸五聯(lián)動(dòng)功能新代系統(tǒng)的五軸機(jī)床，如圖2所示，其主軸轉(zhuǎn)速最高為24000r/min，其冷卻方式采用圖3夾具油冷方式，其模型加工表面的光潔度較高，不易氧化，大理石的床身具有較高的剛性及防震性能，滿足其加工要求。

2．2裝夾方法

根據(jù)其模型形狀，裝夾方法采用底部鉆孔鎖螺絲的方法，將其固定于夾具上，夾具如圖3所示。

2．3加工切削參數(shù)及工序的制定

根據(jù)模型加工的材料，模型的形狀及外形特點(diǎn)，制定其加工切削參數(shù)及工序如圖4所示。

2．4加工軌跡的制定

(1)根據(jù)工藝分析，模型加工的刀具路徑軌跡需要多個(gè)方向進(jìn)行材料去除，部分開粗不到位的位置使用較小的刀具進(jìn)行去除，圖5為部分開粗的刀具路徑軌跡。(2)精加工部分分為半精加工和精加工，先用D6R3的球刀進(jìn)行半精加工，使其剩余的余量均勻，再用D4R1的球刀對模型進(jìn)行整體的精加工。如圖6為部分精加工的刀具加工路徑。

2．5加工仿真及后置處理

編制好加工軌跡后，此時(shí)需要對其加工軌跡進(jìn)行過切、漏切、碰撞檢查，及夾具或機(jī)床設(shè)備在加工時(shí)是否會(huì)發(fā)生干涉，防止在其實(shí)際加工時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤，如圖7為模型在仿真時(shí)的效果。確定其加工軌跡沒有問題后，后置處理出對應(yīng)的NC代碼，機(jī)床能夠識別的機(jī)械語言，進(jìn)行對應(yīng)的加工運(yùn)動(dòng)，加工出其工藝品模型。如圖8為其后處理的NC代碼。

3實(shí)際加工效果

工藝品模型按照其步驟將生成加工代碼導(dǎo)入數(shù)控五軸機(jī)床進(jìn)行實(shí)際切削加工，加工實(shí)際需要3h就可以完成，其表面光潔度都能達(dá)到其要求，如圖9所示。

4結(jié)論

通過此工藝品加工與實(shí)踐，與其他傳統(tǒng)的方法對比，像這種金屬材質(zhì)的工藝品基本使用鑄造的方法加工出來，其耗時(shí)至少一天以上，人工成本較高。現(xiàn)利用數(shù)控多軸技術(shù)加工此類工藝品提升了效率，降低了生產(chǎn)成本。

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作者：黃火輝 單位：福建水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院