隨著科技的發(fā)展,五軸加工技術(shù)被廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工,本文以實(shí)際模具零件加工為例,對五軸加工技術(shù)在模具加工中應(yīng)用的可行性和重要性進(jìn)行分析。與三軸加工技術(shù)進(jìn)行對比后得知,五軸加工技術(shù)能讓其加工效率及零件質(zhì)量得到提高,電極數(shù)量得到減少,幫助模具加工企業(yè)更加充分的應(yīng)用五軸加工技術(shù),提高產(chǎn)品質(zhì)量和縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期。
五軸加工技術(shù)在模具制造加工中能夠快速的強(qiáng)化機(jī)械加工效率,一般體現(xiàn)在如下幾點(diǎn)上:
(1)一次裝夾零件,能夠完成大部分的加工;
(2)局部區(qū)域有著較高的加工精度,并且加工時間短;
(3)隨著難加工部位的減少,電極數(shù)量隨之得到減少,模具生產(chǎn)周期得到縮短。
零件自身的形狀決定著其加工方式,因此,在編程前,應(yīng)分析零件每一部分的形狀、加工工藝,保證零件刀具選用與擺放零件形式,減少裝夾二次和二次加工。空調(diào)骨架模具零件的三維圖,也是模具生產(chǎn)中運(yùn)用五軸加工技術(shù)加工的典型零件。
五軸加工技術(shù)在一次裝夾零件過程中,通過更換刃具和改變刀具或工件的擺角,能夠同時進(jìn)行多項(xiàng)工作。在刀具和工件接觸中,在刀具高速旋轉(zhuǎn)中來進(jìn)行切削,從而達(dá)到預(yù)期的切削效果。
刀具與被加工工件表面接觸角不同,所遵循的切削原理也不同,最后所得到的切削質(zhì)量自然也不一樣。在平面光刀與側(cè)刃切削中,工件和刀具是一種面接觸形式,與點(diǎn)接觸對比來講,其加工質(zhì)量和效率更好,有效地減輕了零件表面拋光工序的工作量。
在利用三軸加工過程中,一般都會選取“斜面”加工形式,這樣球刀、零件的表面只存在一個接觸點(diǎn),無法保證加工效率,并且兩條刀路間有“殘高”情況出現(xiàn),在后續(xù)工作中拋光有很大的工作量要做。
在同個區(qū)域內(nèi),使用五軸加工,在定位后,待加工表面和刀軸保持垂直狀態(tài),利用平面廣刀的切削方法,刀具和工件處于呈面接觸中,不但得到了很高的加工效率,也延長了刀具使用壽命,并且刀路間不會有“殘高”情況,可得到較高的加工表面質(zhì)量;再者,通過更換刀具,利用機(jī)床自身精度,還可完成部分精鏜、磨削、拋光等工序,在后續(xù)工作中只需要簡單的進(jìn)行拋光便可以了。
在注射模過程中,經(jīng)常遇見成型塑件圓角處型腔加工形式,這種形勢在加工過程被稱為“清根”。在清根過程中,依據(jù)零件圓角半徑來選擇刀具,但在長徑比的局限下,刀具長度也受到了限制,很多很深的型腔圓角處三軸加工不能及時加工到位,只能利用電極清根進(jìn)行加工。通過試驗(yàn)結(jié)果表明,在使用五軸加工技術(shù)清根后,簡化了加工程序,縮短模具生產(chǎn)工期,并且提高了工具利用效率。
一般情況下,刀具和工件加工中會有很多意外的狀況,對二者的相對運(yùn)動也無法想象,為了保證程序的穩(wěn)定性,應(yīng)仿真模擬五軸加工編程,避免在加工中出現(xiàn)其他問題。目前,NX6.0、VERICUT 等多種軟件均可對五軸加工進(jìn)行高精度仿真模擬,對刀具、機(jī)床和零件等模型進(jìn)行調(diào)用,有效讀取程序信息,保證加工工件和刀具的互相運(yùn)動,以三維動畫形式對切削過程進(jìn)行模擬。同時,還能檢測各個零件的過切。
在仿真模擬下,編程員在看到真實(shí)的加工過程中,及時發(fā)現(xiàn)在加工中出現(xiàn)的問題,從而保證五軸加工編程的合理性。與三軸加工對比而言,五軸加工中多了兩個自由度,也正因?yàn)槿绱耍瑢C(jī)床性能的要求也就高了很多。在編程中,應(yīng)考慮好應(yīng)用五軸加工技術(shù)的各項(xiàng)信息,待加工零件符合加工情況后,選擇相符的機(jī)床,并結(jié)合機(jī)床性能明確裝夾形式。