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假五軸是依靠后處理技術(shù),將機(jī)床第四軸和第五軸中心位置關(guān)系表明,來補(bǔ)償旋轉(zhuǎn)軸對直線軸坐標(biāo)的位移。其生成的CNC程序X、Y、Z不僅僅是編程趨近點,更是包含了X、Y、Z軸上必要的補(bǔ)償。這樣處理的結(jié)果不僅會導(dǎo)致加工精度不足,效率低下,所生成的程序不具有通用性,所需人力成本也很高。同時由于每臺機(jī)床的回轉(zhuǎn)參數(shù)不同,都要有對應(yīng)的后處理文件,對于生產(chǎn)也會造成極大的不便。
大家都知道是由于旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)的變化導(dǎo)致了直線軸坐標(biāo)的偏移。那么分析旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)中心就顯得尤為重要。對于雙轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)機(jī)床,C軸也就是第5軸的控制點通常在機(jī)床工作臺面的回轉(zhuǎn)中心。而第4軸通常選擇第四軸軸線的中點作為控制點。數(shù)控系統(tǒng)為了實現(xiàn)五軸控制,需要知道第5軸控制點與第四軸控制點之間的關(guān)系。即初始狀態(tài)(機(jī)床A、C軸0位置),第四軸控制點為原點的第四軸旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下,第五軸控制點的位置向量[U,V,W]。同時還需要知道A、C軸軸線之間的距離。對于雙轉(zhuǎn)臺機(jī)床,舉例如下圖所示。
再者假五軸其生成程序無法改動,實現(xiàn)手工五軸編程基本沒有可能。同時因為沒有RTCP功能,其衍生的眾多五軸高等級功能都無法使用,比如五軸刀補(bǔ)功能等。其實對于五軸機(jī)床來說,它只是我們?yōu)榱藢崿F(xiàn)加工結(jié)果的工具,并無真假之分。重要的是我們的工藝決定了選用什么方式加工,相對而言,真五軸機(jī)床性價比更高。
同樣一個零件,機(jī)床換了或者刀具換了,都必須重新進(jìn)行CAM編程和后處理。并且假五軸機(jī)床在裝夾工件時需要保證工件在其工作臺回轉(zhuǎn)中心位置,對操作者來說,這意味著需要大量的裝夾找正時間,且精度得不到保證。即使是做分度加工,假五軸也麻煩很多。而真五軸只需要設(shè)置一個坐標(biāo)系,只需要一次對刀,就可以完成加工。
說起五軸機(jī)床的特點,就要和傳統(tǒng)的三軸設(shè)備來比較。生產(chǎn)中三軸加工設(shè)備比較常見,有立式、臥式及龍門等幾種形式。常見的加工方法有立銑刀端刃加工、側(cè)刃加工。球頭刀的仿形加工等等。
真五軸即五軸五聯(lián)動,假五軸有可能是五軸三聯(lián)動,另外兩軸只起到定位功能!
這是通俗的說法,并不是規(guī)范的說法,一般說來,五軸機(jī)床分兩種:一種是五軸聯(lián)動,即五個軸都可以同時聯(lián)動,另外一種是五軸定位加工,實際上是五軸三聯(lián)動:即兩個旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)定位,只有3個軸可以同時聯(lián)動加工,這種俗稱3 2模式的五軸機(jī)床,也可以理解為假五軸。
而與三軸數(shù)控加工設(shè)備相比,五聯(lián)動數(shù)控機(jī)床有以下優(yōu)點:
保持刀具zui佳切削狀態(tài),改善切削條件
如上圖,在左圖中三軸切削方式,當(dāng)切削刀具向頂端或工件邊緣移動時,切削狀態(tài)逐漸變差。而要在此處也保持zui佳切削狀態(tài),就需要旋轉(zhuǎn)工作臺。而如果我們要完整加工一個不規(guī)則平面,就必須將工作臺以不同方向旋轉(zhuǎn)多次。可以看見,五軸機(jī)床還可以避免球頭銑刀中心點線速度為0的情況,獲得更好的表面質(zhì)量。
復(fù)雜形狀加工優(yōu)勢
大陸地區(qū)目前主流的二軸數(shù)控機(jī)床設(shè)備,對于一些形狀規(guī)則加工難度低的零部件具有較高的加工精度和加工效率,但對于一些專用于航空和等領(lǐng)域的形狀復(fù)雜加工難度大的零部件,普通的數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品通常不具備精密加工的能力。而五軸加工設(shè)備能夠輕松的應(yīng)對各種復(fù)雜形狀的零部件,在加工形狀不規(guī)則的零件方面具有較大的優(yōu)勢。