发布时间:2010-01-31 04:51:37
五轴联动数控加工技术的应用
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介绍了多轴联动数控加工中心的结构模型,提出了基于典型的CAD/CAM软件UG的多轴编程、后置处理方法和加工实例,并对某一双摆头五轴联动机床阐述了其各轴的坐标变换关系,开发了后处理系统,为多轴联动加工方案的制定提供了参考。
1 引言
现代***机械制造技术的趋势之一是产品形状结构的复杂化和精密化。一方面为了满足动力学性能要求,航空、航天产品往往形状结构非常复杂;另一方面为了满足人们个性化、美观化的需求,某些民用产品(玩具、装饰品)设计的形态怪异,这就为多轴数控加工技术的广泛应用提供了机遇和条件。因为相对于传统的加工方法,多轴数控加工技术在制造复杂形状的产品时具有明显的优势,比如一次装卡可以加工复杂零件的多个表面,而且能够保证一定精度的条件下具有很高的效率。目前,多轴数控加工技术的应用还面临着很多困难,例如,加工对象往往是形状复杂,而且五轴本身编程抽象、复杂,操作也比较复杂,再加上多轴加工工艺欠缺经验可循,要实现通用的多坐标编程难度较大,因此,编程系统中对多坐标加工的处理一般采用面向专用零件的方式[1]。
2 多轴数控机床的结构模型
作为多轴机床的典型代表——五轴联动机床理论上能够加工任意复杂曲面的零件。因此对五轴联动机床的结构模型的研究,不仅可以理解其运动原理,从而有助于针对于具体的机床结构及参数,编制完善的后处理程序,而且可以推广到更多轴的结构、运动方式。同时三轴、四轴机床可以看作五轴机床的特殊形式,更加容易得到理解和应用。
五轴联动机床一般由3个平动轴加上两个回转轴组成,根据旋转轴具体结构的不同可分为3种形式:刀具双摆动、工作台双旋转和刀具摆动加工作台旋转。现定义旋转轴法向矢量不变的轴为定向轴,旋转轴法向矢量变化的轴为变向轴。由于刀具双摆动的五轴机床具有工作台、动轴的特点,能够加工大型复杂曲面的零件,而且容易实现优良的高速性能,本文以此类机床为对象
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