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

五軸加工中心智能制造生產(chǎn)線實訓教程學習目標1.認識五軸加工中心機床；2.了解五軸加工中心機床的結(jié)構(gòu)、加工特點；3.掌握五軸加工中心的工作原理；4.培養(yǎng)學生操作過程一絲不茍、精益求精的工匠精神。機床簡介五軸聯(lián)動數(shù)控機床是解決葉輪、葉片、船用螺旋槳、重型發(fā)電機轉(zhuǎn)子、汽輪機轉(zhuǎn)子、大型柴油機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，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程、工藝參數(shù)、刀具參數(shù)，再按數(shù)控機床規(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、刀具運動中心軌跡、切削參數(shù)（主軸轉(zhuǎn)速、進給率、背吃刀量）以及輔助操作（換刀、主軸轉(zhuǎn)動方向）等編制成數(shù)控加工程序，然后將程序代碼輸入到機床數(shù)控系統(tǒng)。工作原理1.可以加工一般三軸數(shù)控機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)動機和汽輪機的葉片、螺旋推進器等。如采用三軸數(shù)控機床加工，由于其刀具相對于工件的姿態(tài)在加工過程中不能改變，加工某些復(fù)雜曲面時，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，多采用球頭銑刀，球頭銑刀是以點接觸，切削效率低，刀具/工件姿態(tài)在加工過程不能調(diào)整，一般很難保證用球頭上的最佳切削點（即球頭上線速度最高點）進行切削。如果采用五軸機床加工，由于刀具/工件姿態(tài)在加工過程隨時調(diào)整，可獲得更高的切削速度、切削效率和切削質(zhì)量。加工特點結(jié)構(gòu)說明1.機械結(jié)構(gòu)：（1）工作臺：實現(xiàn)多軸聯(lián)動，加工出復(fù)雜的空間曲面。（2）進給系統(tǒng)：實現(xiàn)X、Y、Z三個方向的進給。（3）主軸系統(tǒng)：以主軸馬達驅(qū)動主軸之機構(gòu)。（4）潤滑系統(tǒng)：提供滑動界面潤滑以減低磨損。（5）機床的冷卻系統(tǒng)、排屑系統(tǒng)：自動收集和清除產(chǎn)生的金屬屑。工作臺進給系統(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，其特點是長寬比大，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，精度無法保證，而在使用五軸聯(lián)動機床后，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)動機蝸輪、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)動數(shù)控機床加工硬質(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，大部分的加工時間消耗在表面外形雕刻上。常用的三軸銑床只能沿著三個軸向運動，對復(fù)雜曲面的加工采用圓頭面銑刀，不可避免地會在工件表面留下扇形尖點，如改用較小的進給量時會導(dǎo)致加工時間加長，而如用人工方式磨平這些尖點，又是相當費力的工作。用五軸加工機床加工模具，可使用平頭面銑刀取代圓頭面銑刀，由于同時具備五個軸向的自由度，刀具可保持和工件表面的垂直，不僅切削效率高，同時可加工出符合設(shè)計需求的曲面，節(jié)省大部分的鉗工作業(yè)。五軸中心的單機操作開機之前的設(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）五軸機床需要運行G75X0Y0Z0B0C0FP=2,將五軸機床回到第二參考點(零點不變的情況下，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），點亮觸摸屏上五軸機床取放料位到位。（二）五軸機床在自動模式下，按下面板機器人按鍵I7.2為機器人選擇按鍵,按鍵燈為Q5.2,當燈亮起時為機器人有效,在手動方式下,沒有主軸正反轉(zhuǎn),沒有進給保持燈,沒有循環(huán)啟動燈時,按鍵才有效。（三）切換五軸機床當前運行的程序為（四）數(shù)控系統(tǒng)緊貼機床，不然運行產(chǎn)線時會有撞擊風險。操作步驟1.打開機床電源總開關(guān)并啟動數(shù)控系統(tǒng)，啟動后旋開急停開關(guān)。2.檢查機床無報警且信號燈為黃色。3.使能4.加工中心需要執(zhí)行G75X0Y0Z0B0C0FP=2,將加工中心回到第二