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摘 要:本文結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),從五軸加工的策略、CAM后置處理的構(gòu)造、機(jī)床的高級功能3個方面簡要介紹了數(shù)控系統(tǒng)為SINUMERIK840Dsl的DMG260-11五軸加工中心在應(yīng)用方面的方法及技巧。
關(guān)鍵詞:SINUMERIK840Dsl;五軸加工中心;五軸聯(lián)動;后置處理
中圖分類號:TH164 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
0.引言
近年來,隨著我國裝備制造業(yè)的迅速發(fā)展,產(chǎn)品零部件的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜,精度要求越來越高。采用五軸數(shù)控機(jī)床加工具有一次裝夾完成全部加工,提高加工能力和生產(chǎn)效率等優(yōu)點(diǎn),因此,五軸加工中心在復(fù)雜精密零件制造中的應(yīng)用日益增多。本文結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),簡要介紹了數(shù)控系統(tǒng)為SINUMERIK840Dsl的DMG260-11五軸加工中心在應(yīng)用方面的方法及技巧。
1.加工策略的選擇
1.1五軸定向加工
針對一些加工區(qū)域敞開性好、傾斜面上的孔、面加工等內(nèi)容較多的零件,五軸聯(lián)動加工數(shù)控編程煩瑣、加工效率及剛性也有待提高。采用五軸定向加工方式可實(shí)現(xiàn)這類零件的高效和高質(zhì)量加工。
五軸定向加工是指利用五軸機(jī)床加工時,根據(jù)所需要加工區(qū)域位置把兩個旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)到一定角度后,鎖定兩個旋轉(zhuǎn)軸,進(jìn)行3個直線軸聯(lián)動加工。當(dāng)一個區(qū)域的加工完成后,再調(diào)整兩個旋轉(zhuǎn)軸的角度繼續(xù)加工。由于減少兩個旋轉(zhuǎn)軸的運(yùn)動,五軸定軸加工方式增強(qiáng)了加工時的整體剛性,可以選擇加工效率較高的粗加工切削策略。SINUMERIK840Dsl數(shù)控系統(tǒng)中的,CYCLE800是五軸定向加工輔助循環(huán),在手工編程時經(jīng)常應(yīng)用,如圖1所示。
1.2五軸聯(lián)動加工
五軸聯(lián)動加工常用以解決三軸無法加工的制造問題,如曲面法向拉線類零件,設(shè)計(jì)加工路線時要求刀具沿法向切削,三軸聯(lián)動通常不能滿足其要求。加工葉輪、葉片等帶有空間扭曲曲面的零件時,只有采用五軸聯(lián)動加工方式,使刀具隨時旋轉(zhuǎn)擺動角度才能避免干涉情況。對于有些回轉(zhuǎn)零件,加工時雖不存在干涉問題,但采用3種聯(lián)動加工方式需要多次轉(zhuǎn)位銜接加工面,直接影響零件表面質(zhì)量和加工精度,五軸聯(lián)動加工方式能有效解決該加工問題。
為避免五軸聯(lián)動加工時出現(xiàn)卡頓現(xiàn)象,DMG260-11加工中心在運(yùn)行聯(lián)動程序前,需要執(zhí)行M11、M111代碼,使旋轉(zhuǎn)軸B和旋轉(zhuǎn)軸C處于一直松開狀態(tài)下。由于旋轉(zhuǎn)軸松開時剛性較差,不宜重載切削。五軸聯(lián)動加工結(jié)束時,執(zhí)行M10、M110代碼,使回轉(zhuǎn)軸B、C處于鎖緊狀態(tài),以還原加工剛性。
2.CAM后置處理的構(gòu)建
由CAD/CAM軟件可進(jìn)行建模和加工過程自動編程,生成刀位路徑數(shù)據(jù)。后置處理最重要的作用是將CAM軟件生成的刀位軌跡轉(zhuǎn)化為五軸機(jī)床的NC程序,通過讀取刀位文件,根據(jù)機(jī)床運(yùn)動結(jié)構(gòu)及控制指令,進(jìn)行坐標(biāo)運(yùn)動變化和指令格式轉(zhuǎn)換。只有采用正確的后置處理系統(tǒng)才能將刀位軌跡輸出能正確進(jìn)行加工的數(shù)控程序。因此,編制正確的后置處理,是數(shù)控編程與加工的前提條件之一,也影響著調(diào)試零件的效率。
Hass、Fanuc等三軸加工中心在輸出加工注釋信息時,由于數(shù)控系統(tǒng)的原因也只能以英文形式輸出。西門子840Dsl系統(tǒng)的五軸加工中心,程序和刀具名稱都支持中文,構(gòu)建后處理時可將注釋信息設(shè)定為中文。如圖2所示。
回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)為一擺一轉(zhuǎn)的五軸加工中心,主軸轉(zhuǎn)角加工時,程序中通常帶有工件坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)指令。在構(gòu)建后置處理時,快速定位移動指令的輸出形式應(yīng)先在安全點(diǎn)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)軸(B、C)的定位,再以XYZ三軸聯(lián)動的方式接近零件,防止出現(xiàn)軸超程報警及撞機(jī)的情況。
3.機(jī)床高級功能的應(yīng)用
DMG260-11加工中心配有激光自動對刀儀,編寫精密零件的程序時,可在調(diào)用刀具指令后增加一個刀具測量循環(huán)指令,以確保大批量生產(chǎn)時加工精度的穩(wěn)定性。機(jī)床主軸裝有用來測量位移和震動的傳感器,通過觀察CRT顯示器中的“機(jī)床保護(hù)控制裝置”,可判斷刀具磨損情況以及切削用量是否合理,以便于及時調(diào)整切削參數(shù)和更換刀具。
MORI SEIKI測頭除了可以建立工件坐標(biāo)系外,還可以配合“校準(zhǔn)邊沿”模塊對零件進(jìn)行找正,從而減少加工輔助時間;也可以使用3DqulckSET功能校準(zhǔn)機(jī)床,恢復(fù)回轉(zhuǎn)精度。
結(jié)語
本文結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),從3個方面簡要介紹了DMG260-11五軸加工中心在生產(chǎn)復(fù)雜精密零部件中的應(yīng)用方法及技巧。五軸加工中心已廣泛應(yīng)用于航空、航天、軍事、科研、船舶等行業(yè),想發(fā)揮出高精尖設(shè)備的最大性能,還需要不斷去探索和研究。
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