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五轴联动数控加工比三轴联动数控优点在哪儿?
数控加工技术是一个国家机械制造水平的衡量标志之一。五轴联动数控加工技术作为机械加工领域的关键技术,其研发和应用得到了科研院所,高校和企业的极大关注。五轴联动数控技术不仅提高了机械加工的生产效率,更重要的是主要应用在航空航天,军工模具等行业,对于实现国防现代化有着重要意义。所谓五轴联动加工是指一台机床上五个坐标轴同时控制协调运动进行加工。五轴联动加工一般是指三个坐标轴X-Y-Z和两个转动轴同时协调加工,旋转轴的参与是刀具切削过程中始终处于最佳的切削状态成为了可能。五轴联动数控加工与一般的三轴联动数控加工相比,主要有以下优点:
(1)通过定义适当的刀轴变化,可以避开刀具干涉,能够加工一般三轴数控机床所不能加工的复杂曲面。
(2)适合于直纹面的加工,采用侧面铣削的方法,能够实现一刀精加工成型,提高了加工质量和效率。
(3)对曲率半径大且变化较小的大型曲面,采用大直径刀具端面铣削,能够实现刀具大跨度切削,从面可以显着提高加工表面质量和加工效率。
(4)刀具的可变化使复杂零件一次装卡加工多个表面,实现了多工序的集中加工,有利于提高各加工要素的相互位置精度。
(5)五轴机床加工过程中由于刀具/工件位姿角随时可调,则不仅可以避免球头铣刀的端部参与切削,而且还可以充分利用刀具的最佳切削点来进行切削。
(6)某些复杂曲面的清角问题,可以利用大直径的刀具实现,刀具刚性好,能够提高整个加工系统的刚性,可采用更高的切削速度,从而提高加工质量和加工效率。
对复杂型面零件的数控加工,一般都采用五轴联动。但是,传统CNC 系统都是将由CAD/CAM 系统生成的几何型面和刀具路径按精度要求离散成大量直线段,再进行线性插补加工。理论和实验证明,采用直线段逼近复杂曲线并使用线性插补加工存在很多不足,如导致进给速度剧烈波动,进给速度下降,又如代码段数量庞大。更致命的是,这种方法对精度和速度的要求是一对矛盾。要克服这些不足, 必须用曲线直接插补。其中,NURBS(非均匀有理B 样条)曲线曲面可以统一表达自由曲线曲面和解析曲线曲面,并具有平滑性、局部可控性等优点,被国际标准化组织( ISO) 确定为自由型零件、产品几何表达的唯一形式,并已在CAD/ CAM 领域得到成功应用。因此在CNC 领域对NURBS 曲线直接插补的研究具有重要意义。
                        文章来源:卫德斯自动化科技(上海)有限公司
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