多軸加工項(xiàng)目化教程課件 項(xiàng)目一 任務(wù)1-1多軸加工技術(shù)簡(jiǎn)介

布局之美 圖形運(yùn)用 具體設(shè)計(jì)多軸加工技術(shù)簡(jiǎn)介任務(wù)1-1本次任務(wù)主要圍繞多軸加工的特點(diǎn)、多軸加工機(jī)床的種類展開(kāi)，通過(guò)本次任務(wù)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生達(dá)到既定的知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)、素質(zhì)目標(biāo)。任務(wù)描述多軸加工的特點(diǎn)四軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床任務(wù)實(shí)施五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床數(shù)控車(chē)銑復(fù)合機(jī)床1．多軸加工的特點(diǎn)1）減少基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，加工精度和加工效率高。多軸數(shù)控加工的工序集成化不僅提高了工藝的有效性，而且由于零件在整個(gè)加工過(guò)程中只需一次裝夾，加工精度更容易得到保證，同時(shí)也減少了裝夾時(shí)間和工裝夾具數(shù)量，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。2）任意角度加工，完成復(fù)雜、異型零件的加工。多軸數(shù)控機(jī)床的刀軸可以根據(jù)工件狀態(tài)的改變而改變，刀具或工件的姿態(tài)角可以隨時(shí)調(diào)整，可以加工更加復(fù)雜的零件，提高表面加工精度。具有坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和斜面加工功能，有些復(fù)雜型面的加工可轉(zhuǎn)變?yōu)槎S平面的加工；具有刀具軸控制功能，斜面上孔加工的編程和操作也變得更加方便。多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床與傳統(tǒng)三軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床相比，特點(diǎn)如下：1．多軸加工的特點(diǎn)多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床與傳統(tǒng)三軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床相比，特點(diǎn)如下：3）提高成型刀具使用率，延長(zhǎng)刀具使用壽命。刀具或工件的姿態(tài)角可調(diào)，可縮短刀具的夾持長(zhǎng)度，改善切削條件，避免刀具干涉、欠切和過(guò)切現(xiàn)象的發(fā)生，降低刀具成本。4）適應(yīng)能力強(qiáng)。數(shù)控機(jī)床在程序的控制下運(yùn)行，通過(guò)改變程序即可改變所加工產(chǎn)品，產(chǎn)品的改型快且成本低，加工柔性高，適應(yīng)能力強(qiáng)，可大大縮短研發(fā)周期和提高新產(chǎn)品的成功率。5）加工環(huán)境好。數(shù)控加工機(jī)床是機(jī)械控制、強(qiáng)電控制和弱電控制為一體的高科技產(chǎn)物，通常都有很好的保護(hù)措施，工人的操作環(huán)境相對(duì)較好。6）縮短生產(chǎn)過(guò)程鏈，簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理。多軸數(shù)控機(jī)床的完整加工大大縮短了生產(chǎn)過(guò)程鏈，殘次品數(shù)量必然減少，可以簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理，從而降低了生產(chǎn)運(yùn)作和管理的成本。2．四軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床四軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床至少有四個(gè)坐標(biāo)軸，分別為三個(gè)直線坐標(biāo)軸和一個(gè)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸（A軸或B軸），四軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床有兩種形式（XYZ+A和XYZ+B），（XYZ+A）適合加工回轉(zhuǎn)類工件、車(chē)銑復(fù)合加工，工作臺(tái)相對(duì)較小、主軸剛性差、適合加工小產(chǎn)品。圖1-1-1為典型的（XYZ+A）四軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床。圖1-1-1（XYZ+A）四軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床2．四軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床對(duì)數(shù)控機(jī)床按主軸的配置形式分類，可以分為臥式數(shù)控機(jī)床和立式數(shù)控機(jī)床。臥式數(shù)控機(jī)床主軸軸線處于水平位置，其傾斜導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)可以使車(chē)床具有更大的剛性，并易于排除切屑；立式數(shù)控機(jī)床主軸軸線處于垂直位置，這類機(jī)床主要用于加工徑向尺寸大、軸向尺寸相對(duì)較小的大型復(fù)雜零件。分類：2．四軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床（1）四軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控立式機(jī)床圖1-1-2數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用（3+1）形式的四軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控立式機(jī)床是在三軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控立式銑床或加工中心上附加個(gè)具有旋轉(zhuǎn)軸的數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)四軸聯(lián)動(dòng)加工的。數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用如圖1-1-2所示。a）數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)

b）數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的應(yīng)用2．四軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床由于數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)是一個(gè)附件，可根據(jù)需要決定是否選配。可以根據(jù)工件的形狀選擇不同的裝夾附件，三爪形式的自定心卡盤(pán)裝夾、四爪形式的單動(dòng)卡盤(pán)或者花盤(pán)裝夾均可。當(dāng)只需三軸加工大型工件時(shí)，可以把數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)拆卸下來(lái)。當(dāng)需要四軸加工時(shí)，可以很方便地把數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)安裝到工作臺(tái)上。價(jià)格相對(duì)便宜裝夾方式靈活拆卸方便（1）四軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控立式機(jī)床四軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控立式機(jī)床優(yōu)點(diǎn)如下：2．四軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床圖1-1-3VMC850E立式加工中心VMC850E立式加工中心是針對(duì)中小型零部件加工開(kāi)發(fā)的一款經(jīng)濟(jì)型立式加工中心產(chǎn)品，性價(jià)比高，結(jié)構(gòu)緊湊，可滿足不同行業(yè)不同材料的中小型工件的加工要求，可進(jìn)行銑削、鏜孔、鉆鉸孔、剛性攻絲等一般機(jī)械多工序的粗、精加工。案例一（1）四軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控立式機(jī)床2．四軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床BV80-125重切削立式加工中心是適合重力切削加工重零件的一款重切削型系列立式加工中心產(chǎn)品，具有承載力大，剛性強(qiáng)、切削力強(qiáng)、穩(wěn)定性等特點(diǎn)，機(jī)床配置豐富，應(yīng)用廣泛。案例二圖1-1-4BV80-125重切削立式加工中心（1）四軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控立式機(jī)床2．四軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床（2）四軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控臥式機(jī)床鑫奈GSHM630L3型雙工作臺(tái)臥式加工中心是一種四軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控臥式機(jī)床。系統(tǒng)一次裝夾，可自動(dòng)連續(xù)對(duì)四面進(jìn)行銑、鉆、擴(kuò)、鉸及攻絲等多種工序加工，適用于中等批量生產(chǎn)的各種平面、孔、復(fù)雜形狀表面的加工。案例一圖1-1-5

GSHM630L3型雙工作臺(tái)臥式加工中心2．四軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床NHC4000臥式加工中心提供重型加工所需的剛性，此外，NHC4000的結(jié)構(gòu)性能特點(diǎn)還有高速度、高精度、高可靠性、節(jié)能等。案例二圖1-1-6

NHC4000臥式加工中心（2）四軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控臥式機(jī)床3．五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床有五個(gè)坐標(biāo)軸（三個(gè)直線坐標(biāo)軸和兩個(gè)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸），而且五個(gè)坐標(biāo)軸可以在計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)控制下同時(shí)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行加工。圖1-1-7DMU60eVo雙擺臺(tái)式五軸萬(wàn)能銑床3．五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床節(jié)省時(shí)間，降低成本，提高加工精度。簡(jiǎn)化了刀具的應(yīng)用，降低了刀具成本。大大提高了加工剛性，提高加工速度，提高加工表面質(zhì)量。工件一次裝夾定位提高成型刀具使用率能運(yùn)用到刀具最佳的長(zhǎng)徑比延長(zhǎng)了刀具壽命，提高了工件表面光潔度，降低了刀具成本。避免了靜點(diǎn)切削大大改善表面質(zhì)量，減少加工時(shí)間，減少了最后手工鉗修的時(shí)間。用側(cè)刃加工提高表面質(zhì)量工序集中化很多分散煩瑣的工序?qū)⒁淮渭庸ね瓿?。五軸聯(lián)動(dòng)加工有如下特點(diǎn)：3．五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床（1）五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控立式機(jī)床按旋轉(zhuǎn)主軸和直線運(yùn)動(dòng)的關(guān)系來(lái)判定，五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控立式機(jī)床主要有三種形式：雙擺臺(tái)式雙擺頭式一擺臺(tái)一擺頭式1233．五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床圖1-1-8雙擺臺(tái)式五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控立式機(jī)床雙擺臺(tái)式1（1）五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控立式機(jī)床雙擺臺(tái)式五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控立式銑床的刀軸方向不可變，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)上疊加一個(gè)旋轉(zhuǎn)臺(tái)，兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸均在工作臺(tái)上，工件加工時(shí)隨工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)，須考慮裝夾承重，能加工的工件尺寸比較小。3．五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床圖1-1-11DMU50五軸立式加工中心DMU50五軸立式加工中心為雙擺臺(tái)式五軸聯(lián)動(dòng)加工中心，是應(yīng)用于車(chē)間生產(chǎn)、培訓(xùn)、實(shí)驗(yàn)室以及刀具、夾具及模具制造方面具有開(kāi)創(chuàng)性的劃時(shí)代機(jī)床，該機(jī)床擁有大的驅(qū)動(dòng)功率，靈活的刀具裝卸裝置以及具有30個(gè)刀位的刀庫(kù)，大大縮短了加工裝配時(shí)間，刀庫(kù)在工作區(qū)域之外，可以使其免受污染，還可以在加工的同時(shí)，進(jìn)行裝配動(dòng)作。雙擺臺(tái)式案例（1）五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控立式機(jī)床3．五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床圖1-1-11DMU50五軸立式加工中心（1）五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控立式機(jī)床X、Y、Z三軸導(dǎo)軌各自獨(dú)立，保證了高的精度穩(wěn)定性。機(jī)床主軸采用立式結(jié)構(gòu)，保證了高的切削穩(wěn)定性。適合小型渦輪、葉輪、小型精密模具的加工。雙擺臺(tái)式案例3．五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床a）聯(lián)動(dòng)工作臺(tái)

b）刀庫(kù)

圖1-1-12DMU50雙擺臺(tái)式五軸立式加工中心的結(jié)構(gòu)（1）五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控立式機(jī)床3．五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床雙擺頭式圖1-1-9雙擺頭式五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控立式機(jī)床2雙擺頭式五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控立式銑床的工作臺(tái)不動(dòng)，兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸均在主軸上。機(jī)床能加工的工件尺寸比較大。（1）五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控立式機(jī)床3．五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床圖1-1-13雙擺頭式五軸聯(lián)動(dòng)龍門(mén)加工中心（1）五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控立式機(jī)床圖1-1-13所示為雙擺頭式五軸聯(lián)動(dòng)龍門(mén)加工中心。具有X、Y、Z三個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的數(shù)控坐標(biāo)軸和A、C兩個(gè)旋轉(zhuǎn)數(shù)控坐標(biāo)軸，各坐標(biāo)既可單獨(dú)運(yùn)動(dòng)又可聯(lián)動(dòng)。雙擺頭式案例3．五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床圖1-1-13雙擺頭式五軸聯(lián)動(dòng)龍門(mén)加工中心適用于各種板件、盤(pán)件、殼體件、模具以及具有多曲面的復(fù)雜零件的多品種中小批量生產(chǎn)，尤其適用于多曲面零件，如航空工業(yè)中的蝸輪、葉片、桁架等有色金屬及輕合金零件的加工。雙擺頭式案例（1）五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控立式機(jī)床3．五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床一擺臺(tái)一擺頭式。3圖1-1-10一擺臺(tái)一擺頭式五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控立式機(jī)床（1）五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控立式機(jī)床一擺臺(tái)擺頭式五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控立式銑床的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸分別在主軸和工作臺(tái)上，工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)，其上可裝夾尺寸較大的工件，主軸擺動(dòng)，可靈活改變刀軸方向。3．五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床圖1-1-14HSC105linear型一擺臺(tái)一擺頭式五軸聯(lián)動(dòng)加工中心HSC105linear型一擺臺(tái)一擺頭式五軸聯(lián)動(dòng)加工中心，裝配有直接驅(qū)動(dòng)的數(shù)控工作臺(tái)和擺動(dòng)主軸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精度高。因?yàn)槭褂秒p邊軸承，叉狀齒冠可以達(dá)到最大的剛度并且可以使用液壓裝夾，擺動(dòng)頭的擺動(dòng)范圍是10°~110°。一擺臺(tái)一擺頭式案例（1）五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控立式機(jī)床3．五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床臥式加工中心一般用于高精度產(chǎn)品加工，如鋁合金產(chǎn)品、手機(jī)配件等輕產(chǎn)品。隨著各行各業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的提高，高速數(shù)控加工中心的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒃絹?lái)越廣泛。（2）五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控臥式機(jī)床3．五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床DMC100H臥式數(shù)控加工中心，它比一般數(shù)控加工中心具有更快的轉(zhuǎn)速和更快的位移速度，并在機(jī)械結(jié)構(gòu)上做了許多調(diào)整和優(yōu)化。案例圖1-1-15DM