智能制造生產(chǎn)線技術(shù)及應(yīng)用 課件 項(xiàng)目三-3 五軸加工中心認(rèn)知

五軸加工中心智能制造生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)教程學(xué)習(xí)目標(biāo)1.認(rèn)識(shí)五軸加工中心機(jī)床；2.了解五軸加工中心機(jī)床的結(jié)構(gòu)、加工特點(diǎn)；3.掌握五軸加工中心的工作原理；4.培養(yǎng)學(xué)生操作過(guò)程一絲不茍、精益求精的工匠精神。機(jī)床簡(jiǎn)介五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床是解決葉輪、葉片、船用螺旋槳、重型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子、大型柴油機(jī)曲軸等加工的重要手段，五軸加工技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航空航天、船舶、大型模具制造及軍工領(lǐng)域，是目前復(fù)雜零件型面精加工的主要解決方法。在數(shù)控加工零件時(shí)，首先將被加工零件的幾何信息和工藝信息數(shù)字化，根據(jù)零件加工圖樣的要求確定零件加工的工藝過(guò)程、工藝參數(shù)、刀具參數(shù)，再按數(shù)控機(jī)床規(guī)定采用的代碼和程序格式，將與加工零件有關(guān)的信息如工件的尺寸、刀具運(yùn)動(dòng)中心軌跡、切削參數(shù)（主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給率、背吃刀量）以及輔助操作（換刀、主軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向）等編制成數(shù)控加工程序，然后將程序代碼輸入到機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)。工作原理1.可以加工一般三軸數(shù)控機(jī)床不能加工或很難在一次裝夾完成加工的連續(xù)、平滑的自由曲面，如航空發(fā)動(dòng)機(jī)和汽輪機(jī)的葉片、螺旋推進(jìn)器等。如采用三軸數(shù)控機(jī)床加工，由于其刀具相對(duì)于工件的姿態(tài)在加工過(guò)程中不能改變，加工某些復(fù)雜曲面時(shí)，就可能產(chǎn)生干涉和欠加工。而用五軸加工由于刀具的軸線可隨時(shí)調(diào)整，避免刀具與工件的干涉，并能一次裝夾完成全部加工。2.可以提高空間自由曲面的加工精度、質(zhì)量和效率。例如三軸加工復(fù)雜曲面時(shí)，多采用球頭銑刀，球頭銑刀是以點(diǎn)接觸，切削效率低，刀具/工件姿態(tài)在加工過(guò)程不能調(diào)整，一般很難保證用球頭上的最佳切削點(diǎn)（即球頭上線速度最高點(diǎn)）進(jìn)行切削。如果采用五軸機(jī)床加工，由于刀具/工件姿態(tài)在加工過(guò)程隨時(shí)調(diào)整，可獲得更高的切削速度、切削效率和切削質(zhì)量。加工特點(diǎn)結(jié)構(gòu)說(shuō)明1.機(jī)械結(jié)構(gòu)：（1）工作臺(tái)：實(shí)現(xiàn)多軸聯(lián)動(dòng)，加工出復(fù)雜的空間曲面。（2）進(jìn)給系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)X、Y、Z三個(gè)方向的進(jìn)給。（3）主軸系統(tǒng)：以主軸馬達(dá)驅(qū)動(dòng)主軸之機(jī)構(gòu)。（4）潤(rùn)滑系統(tǒng)：提供滑動(dòng)界面潤(rùn)滑以減低磨損。（5）機(jī)床的冷卻系統(tǒng)、排屑系統(tǒng)：自動(dòng)收集和清除產(chǎn)生的金屬屑。工作臺(tái)進(jìn)給系統(tǒng)五軸加工中心的應(yīng)用（1）五軸加工技術(shù)在航空航天中的應(yīng)用航空航天工業(yè)的零件加工有很多類型：K板形零件，梁、緣條、肋和壁板等均是此類零件，其特點(diǎn)是長(zhǎng)寬比大，內(nèi)、外緣為空間曲面；框架形零件，異型肋、支架和接頭等均是此類，它們的特點(diǎn)是形狀復(fù)雜，加工量大，工藝性差，如果采取重復(fù)裝夾的加工方式，效率低，精度無(wú)法保證，而在使用五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床后，可以一次裝夾完成所有加工任務(wù)，大大提高加工效率和精度；發(fā)動(dòng)機(jī)蝸輪、葉片、整體葉輪等復(fù)雜曲面形零件，傳統(tǒng)的三軸加工無(wú)法完成，而高速加工技術(shù)的發(fā)展使得直接用五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床加工硬質(zhì)合金整體葉輪成為可能，從而代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電加工，減少了加工復(fù)雜程度，簡(jiǎn)化了工藝，極大地提高了加工效率。五軸加工中心的應(yīng)用（2）五軸加工技術(shù)在模具制造業(yè)的應(yīng)用汽車模具，表面幾何形狀復(fù)雜，凹凸不一，大部分的加工時(shí)間消耗在表面外形雕刻上。常用的三軸銑床只能沿著三個(gè)軸向運(yùn)動(dòng)，對(duì)復(fù)雜曲面的加工采用圓頭面銑刀，不可避免地會(huì)在工件表面留下扇形尖點(diǎn)，如改用較小的進(jìn)給量時(shí)會(huì)導(dǎo)致加工時(shí)間加長(zhǎng)，而如用人工方式磨平這些尖點(diǎn)，又是相當(dāng)費(fèi)力的工作。用五軸加工機(jī)床加工模具，可使用平頭面銑刀取代圓頭面銑刀，由于同時(shí)具備五個(gè)軸向的自由度，刀具可保持和工件表面的垂直，不僅切削效率高，同時(shí)可加工出符合設(shè)計(jì)需求的曲面，節(jié)省大部分的鉗工作業(yè)。五軸中心的單機(jī)操作開(kāi)機(jī)之前的設(shè)置1.了解立式加工中心的主要結(jié)構(gòu)、性能和加工范圍；（一）五軸機(jī)床需要運(yùn)行G75X0Y0Z0B0C0FP=2,將五軸機(jī)床回到第二參考點(diǎn)(零點(diǎn)不變的情況下，參數(shù)14514[3]=X軸=-800.2，14514[4]=Y軸=42.69，14514[5]=Z軸=-37，14514[6]=B軸=0，14514[7]=C軸=0），點(diǎn)亮觸摸屏上五軸機(jī)床取放料位到位。（二）五軸機(jī)床在自動(dòng)模式下，按下面板機(jī)器人按鍵I7.2為機(jī)器人選擇按鍵,按鍵燈為Q5.2,當(dāng)燈亮起時(shí)為機(jī)器人有效,在手動(dòng)方式下,沒(méi)有主軸正反轉(zhuǎn),沒(méi)有進(jìn)給保持燈,沒(méi)有循環(huán)啟動(dòng)燈時(shí),按鍵才有效。（三）切換五軸機(jī)床當(dāng)前運(yùn)行的程序?yàn)椋ㄋ模?shù)控系統(tǒng)緊貼機(jī)床，不然運(yùn)行產(chǎn)線時(shí)會(huì)有撞擊風(fēng)險(xiǎn)。操作步驟1.打開(kāi)機(jī)床電源總開(kāi)關(guān)并啟動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)，啟動(dòng)后旋開(kāi)急停開(kāi)關(guān)。2.檢查機(jī)床無(wú)報(bào)警且信號(hào)燈為黃色。3.使能4.加工中心需要執(zhí)行G75X0Y0Z0B0C0FP=2,將加工中心回到第二