选择五轴加工中心的要素
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【海德汉】干货集锦| 旋转轴定位精度五轴加工的关键(上)导语:全球化的兴起和市场的国际化使客户的需求愈加多元化。
在终端市场,用户更加期待丰富和个性化的产品。
在制造业,这些变化早已不是秘密。
要与遍布全球的供应商竞争,必须提供创新的产品、卓越的品质和强劲的功能。
还需要满足单品小批量、严格几何公差的要求和可视面和功能面需要达到更高表面质量。
同时,生产商必须适应更短上市时间和更短产品生命周期的形势要求。
接下来这两期,小编为大家准备了纯干货:旋转轴定位精度在五轴加工中的关键,主要从以下两点进行讨论:1、讨论机床回转工作台旋转轴的全闭环和半闭环控制模式;2、讨论5轴加工涉及两个高精度定位的旋转轴在机床加工中的作用;全球化的兴起和市场的国际化使客户的需求愈加多元化。
在终端市场,用户更加期待丰富和个性化的产品。
在制造业,这些变化早已不是秘密。
要与遍布全球的供应商竞争,必须提供创新的产品、卓越的品质和强劲的功能。
还需要满足单品小批量、严格几何公差的要求和可视面和功能面需要达到更高表面质量。
同时,生产商必须适应更短上市时间和更短产品生命周期的形势要求。
在生产中,要提高品种规格的灵活性,需要使用5轴加工技术。
用通用性的工装夹具系统可进行多面和完整加工并提高自动化程度、灵活性和机床利用率。
由于5轴技术允许大量使用标准刀具,允许在铣削路径上改变刀具方向,以加工复杂的几何形状。
5轴加工在5轴加工中,五个机床轴全部彼此相对运动并同步进行插补(三个直线轴和两个旋转轴)。
3+2加工如果旋转轴在加工前移到固定位置并在加工整个过程中保持在该位置不动,这是3+2轴式加工。
即使环境条件和加工条件发生变化,机床也需要保持加工件达到高精度的要求。
因此,必须在位置信息处理中满足测量精度和长期一致性的要求。
特别是在5轴加工中,旋转轴定位误差显著影响加工精度,因此直接影响工件精度。
图1:5轴加工典型工件根据成本构成、客户要求、机床的加工情况,特定旋转轴可由力矩电机驱动或由伺服电机与机械传动系统驱动。
加工中心的选购技巧
加工中心是现代工业生产中不可或缺的设备之一。
它的选购对于企业的生产效率和产品质量至关重要。
在选择加工中心时,我们应该考虑以下几个方面。
我们需要考虑加工中心的性能指标。
性能指标包括加工精度、加工速度、稳定性等。
加工精度是衡量加工中心加工质量的重要指标,它直接影响到产品的精度和质量。
加工速度则决定了加工中心的生产效率。
稳定性是指加工中心在长时间运行中的稳定性和可靠性,这是保证生产连续性的关键因素。
我们还需要考虑加工中心的适用范围。
不同的加工中心适用于不同的加工任务。
有些加工中心适用于小批量生产,适合加工复杂形状的工件;而有些加工中心适用于大批量生产,适合加工简单形状的工件。
因此,在选购加工中心时,我们需要根据企业的生产需求和产品特点来选择适合的加工中心。
我们还需要考虑加工中心的品牌和售后服务。
选择知名品牌的加工中心可以保证设备的品质和性能。
而良好的售后服务可以确保设备的正常运行和及时维修。
因此,在选购加工中心时,我们应该选择有良好口碑和售后服务的品牌。
我们还应该考虑加工中心的价格和性价比。
加工中心的价格是企业选购时必须考虑的因素之一。
但是,我们不能只看价格,还要综合
考虑加工中心的性能、品牌和售后服务等因素,选择性价比较高的加工中心。
选购加工中心时,我们应该综合考虑性能指标、适用范围、品牌和售后服务以及价格等因素。
只有选择适合企业需求的加工中心,并确保设备的质量和性能,才能提高生产效率和产品质量,为企业的发展打下坚实的基础。
五轴加工中心参数1. 设备基本要求:*1.1机床结构:床身采用龙门结构,大理石铸造床身,立式主轴及回转摆动工作台(B,C 轴)的结构形式,具有五轴联动的加工功能;1.2机床结构设计合理,刚性强,稳定性好,并采用系统具有的动态品质和热稳定性,需能连续稳定工作,精度保持寿命长。
2. 技术规格及要求:2.1机床要求及主要技术参数2.1.1工作台尺寸:工作台尺寸≥600×500mm;*2.1.2工作台为单支撑,承重≥400kg;*2.1.3主轴采用全集成电主轴,主轴最高转速≥18000r/min;*2.1.4主轴最大扭矩:≥130Nm;*2.1.5主轴最大功率:≥35KW;2.1.6主轴锥孔:SK40;*2.1.7工作行程:(1)X轴行程:≥600mm;(2)Y轴行程:≥500mm;(3)Z轴行程:≥500mm;(4)C轴行程:360°;(5)B轴行程:-5~110°;2.1.8 最小位移增量(1)X\Y\Z最小位移增量:≤0.001mm;(2)A\C轴最小位移增量:≤0.001°*2.1.9定位精度:X\Y\Z直接测量系统(全闭环)光栅或磁栅;(1)X\Y\Z轴定位精度:≤0.008mm VDI/DGQ 3441标准;(2)B\C轴定位精度:B轴≤10arc sec,C轴≤10arc sec VDI/DGQ 3441标准;*2.1.10快移速度:(1)X\Y\Z轴快移速度:≥50m/min;(2)B\C轴快移速度:≥50r/min;2.1.11刀库(1)刀库容量:≥30把,SK40;(2)最大刀具直径(相邻刀位满时)≥80mm;(3)最大刀具直径(相邻刀位空时)≥130mm;(4)最大刀具长度≥300mm;(5)最大刀具重量≥6kg;*2.1.12机床配置标准要求:(1)主轴、驱动、工作台的主动冷却系统;(2)移动电子手轮;(3)海德汉TS 649红外线测头;(4)五轴精度校准工具包;(5)机床具有全封闭防护外罩;(6)自动排屑器;(7)冷却液喷枪;(8)自动化准备:包含自动开合舱门、4通道旋转接头,回转摆动工作台;(9)提供配套刀柄,包括立铣刀刀柄20个,精镗刀1套,盘铣刀刀柄与刀盘2套。
五轴五联动加工中心项目需求及技术要求设备需求及技术参数
序号产品(设
备)名称
单
位
数
量
具体要求
备
注
1 五轴五联动加
工中心
台 1
材料要求:
*2.1机床采用人造大理石床身,具有高刚性、高
稳定性和高吸震性。
2.2机床导轨采用线性滚柱导轨,并具有可靠的
防护装置。
2.3机床设计制造应符合ISO国际标准。
2.4机床所有零部件和各种仪表的计量单位应全
部采用国际单位(SI)标准。
2.5机床为全国技能大赛指定品牌
2.5.1机床为世界技能大赛比赛用机品牌
2.6机床主要规格参数:
*2.6.1 NC摆动工作台直径:≥Φ600*500mm
2.6.2 NC摆动工作台最大承重:≥200Kg
2.6.3 NC摆动工作台旋转C轴≥±n*360°
*0.001度(可实现连续分度)
2.6.4 NC摆动工作台摆动(A轴或B轴)≥115°
(可连续任意分度)
2.6.5 主轴端面到工作台面最小距离:≤150mm
2.6.6 X/Y/Z轴行程:≥500/450/400 mm
*2.6.7 主轴最高转速:≥18000rpm
2.6.8 主轴驱动功率:≥35 KW(40% 负载)
*2.6.9 主轴驱动扭矩:≥130Nm(40% 负载)
2.6.10 最小分辨率(X/Y/Z):0.001mm;(C/A
或B):0.001°
2.6.11 主轴锥孔:SK40。
五轴五联动加工中心项目需求及技术要求
一、项目简介
本项目又称五轴五联动加工中心,是指将点、面、孔、槽、走线等多
工序加工整合到一个加工中心,一次上料,可完成一次性加工的数控机床,采用五轴技术,实现多轴联动,是实现完全自动加工的高精度机床。
二、项目目的
本项目旨在开发一台具有高精度、智能化功能的四轴五联动加工中心,实现客户制模零件的高效率、高精度数控加工。
三、技术要求
1、强有力的系统稳定性:控制系统采用德国Siemens等知名品牌的控制器,电器采用名牌伺服驱动器,配合出色的系统稳定性。
2、高精度加工能力:多轴共轭加工,采用进口高精度伺服电机,驱动精度可达到0.02mm,建模精度可达到0.02mm。
3、智能控制功能:采用Siemens等专业控制系统,实现运动控制和夹
具切换等智能控制功能,可实现多工位联动加工,降低加工时间,提高加工
效率。
4、安全特性:添加双闭环保护功能,采用双作动器及双紧固功能,可防止机床自动运行时的事故,降低加工事故,保证机床的持久安全。
四、委托方需求
1、机床应具有良好的系统稳定性及可靠性、出色的加工精度、快速
方便的操作以及安全可靠的特性。
2、必须达到五轴五联动加工中心的各个加工工序的加工精度及质量需求。
科德数控教你如何技术性选择五轴数控机床科德数控股份有限公司成立于2008年,为大连光洋科技集团有限公司的全资子公司。
公司主营各类五轴设备及相关核心功能部件,拥有200余人的技术研发团队及完善的生产,市场,售后体系为用户提供最优质的服务,科德始终坚持自主创新,致力于各类五轴设备的研发与制造,为用户提供完整的解决方案。
拥有亚洲最大的恒温恒湿地下车间以提供最优质的机加及装配环境及多种类型国外高端先进设备作为加工母机,是专业配套自主化高档数控系统和关键功能部件的高档数控机床制造商。
数控产品广泛应用于航天、航空、汽车、医疗等众多领域。
科德一直以来奉行“用户第一、员工第二、专精新特、开放包容、永恒卓越、百年永驻”的理念,不断开拓创新,力求成为国内领先、国际知名的智能加工装备供应商与智能制造系统化解决方案服务商。
数控机床在数字化控制下实现工件与刀具间任意轨迹的相对运动,从而实现各种型面的加工。
在实际应用中由于零件复杂程度越来越高,许多零件加工需求能够再一次装卡下尽可能多的完成尽可能多的表面加工,甚至完成复杂凹曲面和异形腔体的加工,于是诞生了五轴机床,既在传统三坐标基础上加入回转坐标,以完成特殊工件和刀具间姿态调整的要求。
五轴机床实现了工件和刀具间便利的姿态调整,除了可以避免干涉,还可以充分实现刀具更好的切削条件,包括规避刀尖点极低的实际切削线速度,还可以使用更短的刀具进行加工,提升系统刚性,减少刀具的数量,减少专用刀具的应用。
由于五轴机床的控制和制造技术的复杂性,此类设备率先用于军工制造领域,包括航空发动机,飞机结构件,舰船引擎,乃至于五轴机床作为国家战略物资被严格监管和限制,由此还演绎出著名的“东芝事件”高速切削理论和实践成为机床设计的重要影响趋势!高速、高效切削在航空制造业中、有色金属加工中广泛应用,近年来随着刀具材料及涂层技术的进步以及液氮冷却切削等一系列新切削技术的实践,高速加工开始推广到黑色金属、钛合金及难加工材料的切削加工领域。
五轴加工中心原来有这么多优点五轴加工中心是一种高精度机械加工设备,具有许多优点,使其在制造业中越来越流行。
本文将介绍五轴加工中心的优点,以及如何在使用时充分发挥其潜力。
五轴加工中心的优点更高的精度五轴加工中心具有更高的精度,因为它可以同时在五个方向上移动工具。
这种能力使其能够创造复杂、准确的几何形状和曲面。
更快的制造速度五轴加工中心可以同时在五个轴向上移动,从而减少了制造时间。
同时,在某些材料上,五轴加工中心的切削速度也更快。
更大的切削能力五轴加工中心具有更大的切削能力,可加工更复杂的几何形状和曲面。
同时,因为它可以通过不同的切削角度来制造部件,这也可以提高部件的强度和耐用性。
更高的灵活性五轴加工中心可以在几个方向上移动工件和工具,从而为制造业提供了更高的灵活性。
它可以制造更复杂的部件,同时还可以适应更多的制造要求。
更高的自动化程度五轴加工中心具有更高的自动化程度,可以在无人值守的情况下运行。
这使得制造业能够在无人值守的状态下高效运作,从而提高了生产率和利润。
如何充分发挥五轴加工中心的潜力为了充分发挥五轴加工中心的潜力,以下是几个建议。
确保设备适合您的应用首先,确保您选择的五轴加工中心适合您的应用。
这意味着您需要了解您最常使用的材料、加工需求和预算。
选择一个不适合您的应用的设备会导致浪费时间和金钱,并可能影响生产效率。
保证设备维护保证设备维护是确保五轴加工中心稳定、高效运转的关键。
定期进行维护可以检查所有部件的状态,保持机器的高度精度和性能。
培训工作人员五轴加工中心是一种复杂的机器,需要经过特殊的培训才能操作。
因此,确保您的工作人员都经过了合适的培训,以充分发挥五轴加工中心的潜力。
这也将确保工作人员安全地操作机器,减少操作错误。
使用专业软件使用专业的五轴加工中心软件可以提高工作效率和精度。
这些软件提供了更多的功能和选项,可以使您的团队更轻松地处理复杂几何形状和曲面。
此外,这些软件还可以为您提供更多的工作方式和机器控制选项。
购买加工中心注意什么随着制造业的发展,加工中心已经成为现代工业生产中不可或缺的设备之一。
购买一台适合自己需求的加工中心是每个企业主都面临的重要决策。
但是,对于大部分人来说,购买加工中心并不是一件容易的事情,因为市场上有各种各样的加工中心品牌和型号,如何选择合适的加工中心成为了困扰大家的问题。
本文将从几个方面给出购买加工中心的注意事项,帮助大家更好地进行选择。
我们需要明确加工中心的用途和需求。
不同企业的生产需求是不一样的,有的需要高速加工,有的需要高精度加工,有的需要多轴加工等等。
在购买加工中心前,我们要明确自己的需求,根据不同的加工需求选择适合的加工中心。
如果只是进行简单的零件加工,那么选择一台普通的加工中心就可以了。
如果需要进行复杂的五轴加工,那么需要选择五轴加工中心。
因此,明确自己的需求是购买加工中心的第一步。
我们需要考虑加工中心的技术参数和性能。
加工中心的技术参数和性能直接关系到加工效率和加工质量。
在购买加工中心时,我们要关注加工中心的主轴转速、进给速度、定位精度等参数。
主轴转速决定了加工中心的加工效率,进给速度决定了加工中心的加工速度,定位精度决定了加工中心的加工质量。
此外,还要注意加工中心的刀库容量和刀具更换方式,以及加工中心的冷却系统和床身刚性等。
我们需要考虑加工中心的品牌和服务。
市场上有很多加工中心品牌,如哈斯、德马吉、尤纳沃等。
在选择加工中心时,我们要选择知名品牌的产品,因为知名品牌的产品质量和售后服务都更有保障。
此外,要了解加工中心供应商的售后服务体系,包括维修保养、培训支持等,以便在使用过程中能够得到及时的技术支持和帮助。
我们还需要考虑加工中心的价格和性价比。
加工中心的价格是购买时必须考虑的因素之一。
在购买加工中心时,我们要根据自己的预算选择合适的价格范围。
同时,我们还要考虑加工中心的性价比,即在相同价格范围内,选择性能更好、质量更可靠的产品。
购买加工中心需要注意加工中心的用途和需求、技术参数和性能、品牌和服务、价格和性价比等方面。
加工中心选购原则加工中心是一种多功能的机床,可用于加工各种复杂零部件和工件。
由于市场上加工中心种类繁多,功能各异,为了选购合适的加工中心,需要根据自己的需求和实际情况制定相应的选购原则。
以下是加工中心选购的一些原则和注意事项。
首先,要根据自身加工需求明确加工中心的加工范围。
加工中心的主要功能是零件的铣削、镗削、钻削、攻牙等加工工艺,因此要根据自己的产品加工工艺和工件要求确定所需的功率、速度、精度等参数。
有些加工中心还具备切削、磨削、线切割等功能,如果需要进行这些加工工艺,也要选择相应的加工中心。
其次,要根据工件的材料和加工要求选择加工中心的切削能力。
不同材料要求不同的切削参数,例如切削速度、进给速度、切削深度等,而不同的加工中心有不同的切削能力,可以满足不同材料和加工要求的需求。
因此,在选购加工中心时要注意其切削能力是否符合自己的加工要求。
第三,要根据生产批量和加工周期选择加工中心的生产效率。
加工中心的生产效率主要取决于加工速度和精度,而加工速度又与主轴功率、进给速度、切削深度等参数有关。
根据自身的生产批量和加工周期,选择适当的加工速度和精度,以提高生产效率。
第四,要根据加工中心的可靠性和耐用性选择。
加工中心是一种大型机械设备,需要长时间稳定运行。
因此,在选购加工中心时要选择品牌好、质量可靠、售后服务好的产品,以确保设备的可靠性和耐用性,降低故障率和维修成本。
第五,要根据技术水平和人员培训选择加工中心的操作和编程界面。
加工中心的操作和编程界面分别是操作员和编程人员与机床进行交互的界面,其直接影响到机床的使用效率和加工质量。
因此,在选购加工中心时要选择操作和编程界面友好、人性化的产品,并根据自身的技术水平和人员培训情况选择相应的界面。
最后,要根据预算和经济效益选择加工中心的价格和性能。
加工中心的价格差别较大,从几万到几百万不等。
在选购加工中心时要根据自身的预算和经济效益,选择价格适中、性能稳定的产品,并结合机床的使用寿命和生产效益进行综合考虑。
五轴联动立式加工中心质量标准五轴联动立式加工中心是一种高精度、高效率的数控机床,具有广泛的应用领域,包括模具制造、航空航天、汽车制造等。
在这些领域中,加工中心的质量标准至关重要,可以保证加工零件的精度、表面质量和工件的寿命。
下面是一份关于五轴联动立式加工中心的质量标准的详细介绍。
一、机床的精度要求:1. 加工精度:五轴联动立式加工中心的加工精度应符合国家标准或行业标准的要求。
通常情况下,其加工精度应达到IT6级或更高级别。
2. 定位精度:五轴联动立式加工中心的定位精度应达到或超过其设计要求。
定位精度一般包括定位误差、重复定位精度和移动速度误差等指标。
3. 固定性:机床工作台应具有良好的刚性和稳定性,以保证在加工过程中不会出现明显的变形或振动。
4. 系统刚度:五轴联动立式加工中心的传动系统和机械结构应具备足够的刚度,以保证切削力的传递和抵抗变形的能力。
二、加工质量要求:1. 表面质量:五轴联动立式加工中心应能够高效、精确地加工出表面光洁度要求高、平整度要求高的复杂曲面零件。
2. 尺寸精度:加工中心应能够按照设计要求精确加工出零件的尺寸,尺寸精度应在允许范围内。
3. 连接精度:五轴联动立式加工中心应能够达到零件之间的精确连接,确保零件装配的精度和性能。
4. 加工效率:加工中心应具备高效率的加工能力,能够在较短的时间内完成加工任务,提高生产效率。
三、安全可靠性要求:1. 机床结构:五轴联动立式加工中心的结构应具备足够的稳定性和可靠性,能够承受切削力,并确保机床在运行过程中不会出现明显的变形或抖动现象。
2. 安全防护:机床应配备完善的安全防护装置,以确保操作人员的人身安全。
3. 系统可靠性:五轴联动立式加工中心的控制系统应稳定可靠,能够长时间稳定运行,以保证加工质量和工作效率。
4. 维护性:加工中心应考虑到维护的便捷性,方便日常保养和故障排除。
四、环境友好要求:1. 噪音:五轴联动立式加工中心的噪音应控制在允许范围内,不对周围环境和操作人员造成明显的干扰。
最新五轴加工中心参数资料五轴加工中心参数1. 设备基本要求:*1.1机床结构:床身采用龙门结构,大理石铸造床身,立式主轴及回转摆动工作台(B,C 轴)的结构形式,具有五轴联动的加工功能;1.2机床结构设计合理,刚性强,稳定性好,并采用系统具有的动态品质和热稳定性,需能连续稳定工作,精度保持寿命长。
2. 技术规格及要求:2.1机床要求及主要技术参数2.1.1工作台尺寸:工作台尺寸≥600×500mm;*2.1.2工作台为单支撑,承重≥400kg;*2.1.3主轴采用全集成电主轴,主轴最高转速≥18000r/min;*2.1.4主轴最大扭矩:≥130Nm;*2.1.5主轴最大功率:≥35KW;2.1.6主轴锥孔:SK40;*2.1.7工作行程:(1)X轴行程:≥600mm;(2)Y轴行程:≥500mm;(3)Z轴行程:≥500mm;(4)C轴行程:360°;(5)B轴行程:-5~110°;2.1.8 最小位移增量(1)X\Y\Z最小位移增量:≤0.001mm;(2)A\C轴最小位移增量:≤0.001°*2.1.9定位精度:X\Y\Z直接测量系统(全闭环)光栅或磁栅;(1)X\Y\Z轴定位精度:≤0.008mm VDI/DGQ 3441标准;(2)B\C轴定位精度:B轴≤10arc sec,C轴≤10arc sec VDI/DGQ 3441标准;*2.1.10快移速度:(1)X\Y\Z轴快移速度:≥50m/min;(2)B\C轴快移速度:≥50r/min;2.1.11刀库(1)刀库容量:≥30把,SK40;(2)最大刀具直径(相邻刀位满时)≥80mm;(3)最大刀具直径(相邻刀位空时)≥130mm;(4)最大刀具长度≥300mm;(5)最大刀具重量≥6kg;*2.1.12机床配置标准要求:(1)主轴、驱动、工作台的主动冷却系统;(2)移动电子手轮;(3)海德汉TS 649红外线测头;(4)五轴精度校准工具包;(5)机床具有全封闭防护外罩;(6)自动排屑器;(7)冷却液喷枪;(8)自动化准备:包含自动开合舱门、4通道旋转接头,回转摆动工作台;(9)提供配套刀柄,包括立铣刀刀柄20个,精镗刀1套,盘铣刀刀柄与刀盘2套。
一、概述随着现代制造业的发展,数控加工中心在加工精度和效率方面具有明显优势,已成为众多制造行业的重要设备。
而数控加工中心的加工参数对于加工效果和成本控制具有重要影响。
本文将针对dmg五轴数控加工中心的加工参数进行深入探讨,希望能够为相关行业的工程师和技术人员提供一些参考和指导。
二、加工速度参数1.1 进给速度进给速度是数控加工中心在加工过程中工件相对于刀具的运动速度,通常以毫米/分钟或英寸/分钟为单位。
对于不同材料的工件以及不同精度要求的加工,进给速度的设定会有所不同。
一般情况下,进给速度越高,加工效率越高,但是也会影响加工表面的光洁度和加工温度,需要根据具体情况进行合理调整。
1.2 主轴转速主轴转速是数控加工中心中刀具旋转的速度,通常以转/分钟为单位。
对于不同直径和材质的刀具,以及不同材料的工件,主轴转速的选择会影响加工效率和加工质量。
在选择主轴转速时,需要考虑刀具的切削速度和进给速度的配合,以及工件的硬度和切削性能。
三、切削参数2.1 切削深度切削深度是指刀具在加工过程中一次切削时所能切削的最大深度,通常以毫米或英寸为单位。
切削深度的选择会影响加工质量和加工效率,过大的切削深度容易造成刀具断裂或加工表面粗糙,而过小的切削深度则会导致加工效率低下。
在设定切削深度时,需要考虑工件的材料和硬度,以及刀具的刚性和切削性能。
2.2 切削速度切削速度是刀具在加工过程中实际切削时的线速度,通常以米/分钟或英寸/分钟为单位。
切削速度的选择与刀具材质、刀具直径和主轴转速密切相关,需要综合考虑切削热量、切削力和切削表面质量等因素。
合理的切削速度可以保证加工表面的光洁度和加工质量,同时也能提高加工效率和延长刀具寿命。
四、冷却参数3.1 冷却液类型在数控加工中心的加工过程中,冷却液的选择对于切削温度和切削表面质量具有重要影响。
不同材料和加工方式的工件,需要选择适当的冷却液类型,以确保切削区域的温度在合理范围内,同时也要注意冷却液对于工件表面的影响,避免出现腐蚀或氧化等负面影响。
五轴联动数控加工中心的构成、构造与功效内容来源网络,由“深圳机械展(11 万㎡,1100 多家展商,超 10 万观众)”收集整顿!更多cnc 加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D 打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示,就在深圳机械展.一、五轴联动数控加工中心的构造五轴联动加工中心大多是 3+2 的构造,即x,y,z三个直线运动轴加上分别围绕x,y,z轴旋转的a,b,c三个旋转轴中的两个旋转轴构成。
这样,从大的方面分类,就有x,y,z,a,b;x,y,z,a,c;x,y,z,b,c三种形式;由二个旋转轴的组合形式来分,大致上有双转台式、转台加上摆头式和双摆头式三种形式。
这三种构造形式由于物理上的因素,分别决定了机床的规格大小和加工对象的范畴。
其中,双转台构造的五轴联动机床由于在加工工件时工件需要在两个旋转方向运动,因此只适合加工小型零件,如小型整体涡轮、叶轮、小型精密模具等,由于构造最为简朴,因此相对价格较为低廉,就应用来讲,这是数量最多的一类五轴联动数控机床。
转台加上摆头式构造的五轴联动机床由于转台能够是a轴、b轴或c轴,摆头也是同样,能够分别是a轴、b轴或c轴,因此转台加上摆头式构造的五轴联动机床能够有多种不同的组合,以适应不同的加工对象,如加工汽轮发电机的叶片,需要a轴加上b轴,其中a轴需要用尾座顶尖配合顶住工件,如果工件较长同时直径又细,则需要两头夹住并且拉伸工件来进行加工,固然这里一种必要条件是两个转台必须严格同时旋转;再如加工如图2 所示零件,采用c轴加上b轴,由于工件仅在c轴上旋转运动,因此工件能够很小,也能够较大,直径范畴可由几十毫米至数千毫米,c轴转台的直径也能够从 100~200mm至 2~3m,机床的规格、质量也从几吨至十几吨甚至数十吨。
这也是一类应用十分广泛的五轴联动数控机床,其价格居中,随机器规格大小、精度和性能的不同相差很大。
选择五轴加工中心的要素01结构决定设备性能五轴加工中心有各种各样的结构,机床的结构设计从基础上决定了设备的性能,决定了机床的刚性、加工精度、稳定性、可操作性等等。
主要应考虑以下方面:1)线性轴在移动时不合并叠加2)切削回路短的设备刚性好3)倾斜旋转轴是否是DD马达4)是否为5轴联动5)5轴接近性牧野的D200Z/D800Z/a500Z系列五轴加工中心采用了“Z型高刚性工作台结构,如下图所示,工作台无需两端支撑,大直径倾斜轴承,工件重心B在A内。
与传统单支撑结构相比,弯曲量d极微小,力臂L更短。
B单支撑工作台工型高刚性工作台这种倾斜轴结构,可实现与3轴加工中心媲美的高精度加工。
即使装载并旋转重工件,也可将工作台的挠曲量控制在最小限度,同时,高刚性轴承及直接驱动电机还可实现振动较小的高精度顺畅旋转。
另外还有着优异的空间接近性。
倾斜轴结构优异的空间接近性02倾斜旋转轴精度机床的加工精度直接受到旋转轴精度的影响,以牧野D800Z机床来了解倾斜旋转轴精度对加工精度的实际影响。
1°= 60,1'= 60"1°=3600"D800Z机床B/C轴的最小分辨率为0.0001度,也就是0.36",定位精度为±3",通过下面的计算示意图,我们就可以知道产生的精度误差。
03干涉防撞干涉防撞是5轴加工中不可忽视的问题,除了采用电脑端的软件干涉检查以外,牧野的五轴加工中心标配有机床在线实时仿真CSG功能,即使在手动模式也可以防止干涉。
在线实时仿真CSG功能,在加工前可事先检查可能的工装错误或刀具长度的设置错误,以便将运行中的紧急停止降低至最小限度。
运行中基于事先校对调整的数据、以及数控控制装置内的坐标、偏移值等读取位置信息,预测干涉可能性。
一旦机床停止运行时,可即时显示状况画面、并确认所预测的干涉部位及轴的动作方向。
措施分类确认对象动作方式葡Five VCRICUTLimited主轴/工作台防撞功能CSG功能3D—CAM 3D仿真实时仿真T件/刀具全部(包含夹具主轴/工作台(简易刀具/工加工模上加工前检查加工模式加工前检杳F动/加工模式实时仿真全部(包含£具等)f动/加工模式实时在线实时在线29.1 1jrn04旋转中心校正因环境和温度变化等导致的旋转中心变化,会影响五轴加工精度,应能通过探头自动进行校正,3轴/分度/5轴加工精度验证加工,接刀误差<±4〃m使用探头自动校正5轴旋转中心3轴/分度/5轴加工精度验证加工05联动精度五轴加工中心的联动精度是多因素结果的体现。
选择五轴加工中心的要素
01
结构决定设备性能
五轴加工中心有各种各样的结构,机床的结构设计从基础上决定了设备的性能,决定了机床的刚性、加工精度、稳定性、可操作性等等。
主要应考虑以下方面:
1)线性轴在移动时不合并叠加
2)切削回路短的设备刚性好
3)倾斜旋转轴是否是DD马达
4)是否为5轴联动
5)5轴接近性
牧野的D200Z/D800Z/a500Z系列五轴加工中心采用了“Z”型高刚性工作台结构,如下图所示,工作台无需两端支撑,大直径倾斜轴承,工件重心B在A内。
与传统单支撑结构相比,弯曲量d极微小,力臂L更短。
这种倾斜轴结构,可实现与3轴加工中心媲美的高精度加工。
即使装载并旋转重工件,也可将工作台的挠曲量控制在最小限度,同时,高刚性轴承及直接驱动电机还可实现振动较小的高精度顺畅旋转。
另外还有着优异的空间接近性。
倾斜轴结构优异的空间接近性
02
倾斜旋转轴精度
机床的加工精度直接受到旋转轴精度的影响,以牧野D800Z机床来了解倾斜旋转轴精度对加工精度的实际影响。
1°= 60′
1′= 60″
1°=3600″
D800Z机床B/C轴的最小分辨率为0.0001度,也就是0.36″,定位精度为±3″,通过下面的计算示意图,我们就可以知道产生的精度误差。
03
干涉防撞
干涉防撞是5轴加工中不可忽视的问题,除了采用电脑端的软件干涉检查以外,牧野的五轴加工中心标配有机床在线实时仿真CSG功能,即使在手动模式也可以防止干涉。
在线实时仿真CSG功能,在加工前可事先检查可能的工装错误或刀具长度的设置错误,以便将运行中的紧急停止降低至最小限度。
运行中基于事先校对调整的数据、以及数控控制装置内的坐标、偏移值等读取位置信息,预测干涉可能性。
一旦机床停止运行时,可即时显示状况画面、并确认所预测的干涉部位及轴的动作方向。
04
旋转中心校正
因环境和温度变化等导致的旋转中心变化,会影响五轴加工精度,应能通过探头自动进行校正,3轴/分度/5轴加工精度验证加工,接刀误差<±4μm。
使用探头自动校正5轴旋转中心
3轴/分度/5轴加工精度验证加工
05
联动精度
五轴加工中心的联动精度是多因素结果的体现。
以牧野D200Z为例,列举加工案例来提供联动精度参照。
加工设备:D200Z
CAM:FFCAM
工件材料:NAK80(40HRC)
工件尺寸:140x140x35mm
型腔:清角R0.22mm,深度20mm
加工时间:1H35min/pocket
刀具:7把6种
联动精度:位置精度±2μm,形状精度±3μm
06
工艺支持
五轴加工中心的加工工艺决定了能否最大化发挥设备的性能。
比如使异形刀具,可使得加工效率得到大幅度提升。
加工案例:效率提升6倍!
材料:YXR33(58HRC)
形状及尺寸:如下图,深度30mm,拔模角2°,清角R3mm。