五轴数控加工是数控加工的重要组成部分。该技术已广泛应用于汽车、轻工、医疗、航运、航空航天等高精度仪器制造领域。在传统的模具加工中,常用三轴加工中心和立式加工中心来完成工件的铣削加工。随着我国模具制造加工技术的不断发展,传统三轴加工中心和立式加工中心的一些弱点也逐渐显现出来。例如,目前模具加工中常用的是球头铣刀。在模具加工中使用球头铣刀的优点是显而易见的。但是如果在数控高速五轴加工中心中使用,其底面线速度为零,光洁度也较差,如果模具通过高速五轴加工中心加工,则可以完全克服上述缺陷。
在汽车模具制造过程中,如果使用三轴加工中心加工深腔模具,须加长刀柄和刀具才能实现。然而,当使用数控高速五轴加工中心加工更深和更陡峭的腔,你需要给模具加工创造更好的高速五轴加工中心工艺条件。额外的旋转和摇摆的工件或主轴头可以适当缩短工具的长度,从而防止碰撞的工具的工具栏和空心墙,并减少工具在处理过程中抖动和损伤,工具的使用寿命延长,模具的表面质量和加工效率大大提高。
加工中心还由主轴箱、刀架、进给传动系统、床身、液压系统、冷却系统、润滑系统等组成,但高速五轴加工中心的进给系统与卧式车床的进给系统在结构上存在本质区别。数控高速五轴加工中心主轴的运动通过吊架、进给箱和滑板箱传递到刀架上,实现纵向和横向进给运动。加工中心采用伺服电机,通过滚珠丝杠传送到滑板和刀架上,实现z向(纵向)和定向(横向)进给运动。加工中心的主轴旋转与刀架运动之间的运动关系由数控系统控制。脉冲编码器安装在加工中心的主轴箱中,通过同步齿形将主轴的运动带到脉冲编码器中。
1. 一次装夹可切下大部分或全部工件,提高加工效率。2. 高速铣削可以将传统的多工序加工过程转化为高速切削过程,避免多工序加工造成的累积精度误差。3.具有自诊断、自修复功能,在整个工作状态下,可以随时对数控系统本身以及与之相连的各种设备进行自诊断、自检查。4. 对加工零件适应性强,柔性高,柔性好。无锡五轴加工中心加工复杂工件的工艺单一,节省了大量的时间成本和其他设备投资。5. 各种高速五轴加工中心配备自动工具改变机制可以实现铣、镗、钻、车削、钻孔、铰孔、攻丝和其他进程在同一台机器上同时,现代的数控高速五轴加工中心采用多轴和多面体切割,可以执行不同的切削方式的不同部分在同一时间。6自动参数设定和自动刀具管理系统,动态前馈和预测计算功能,自适应模糊控制功能等。
显然,人们早就认识到五轴数控技术的优越性和重要性。但到目前为止,高速五轴加工中心的应用仍局限于少数资金充足的部门,存在着尚未解决的问题。五轴数控技术为什么没有得到很长时间的广泛普及?数控高速五轴加工中心由于在加工空间中的干涉和刀具姿态控制,其数控编程、数控系统和机床结构都比三轴机床复杂得多。目前,全球五轴数控技术普遍存在以下问题。
利用高速五轴加工中心加工大型高精度螺旋锥齿轮,加工大模数、硬齿面、宽齿面和高精度螺旋锥齿轮,是困扰工业齿轮行业多年的问题。在数控高速五轴加工中心出现之前,加工这种齿轮的途径是使用专用螺旋锥齿轮加工机床,而这种高模量、高精度的齿轮利润较高,专用机床制造商不对外销售。这种齿轮加工机床,但只销售齿轮,用户无法自己加工齿轮,只能依靠进口。随着机械行业变得越来越多的重型,制造瓶颈造成的加工大模数高精度螺旋锥齿轮越来越突然,迫使他们不得不考虑新的处理方法,所以使用这种方法普遍五轴加工的大型模块和高精度螺旋加工中心。