五轴数控加工技术发展到今天,虽然已经取得了很大的进步,但提高加工质量、效率及稳定性,充分满足产品生产的要求是制造技术发展的永恒主题,五轴数控加工技术也将朝着更高精度、更高效率及更高稳定性的方向发展。随着我国航空航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备和能源等领域的不断发展,一些起主导作用的精密复杂零件对加工的效率、成形的精度以及成品率等指标提出了更高的要求。如飞机机体骨架、隔板、大梁等框架类零件,火箭发动机定位型面结构件,叶轮等回转类零件,其材料去除率达到70%左右,有的甚至达到90%以上,这些曲面类零件和大型回转类零件,多需利用五轴加工中心进行加工,而铣削加工作为一种高效的材料去除方式,尤其是复杂曲面的加工,通常采用数控铣削加工方式,因此,五轴铣削加工的应用十分广泛。在传统加工过程中,由于切削力,颤振等动力学因素,对工艺参数的选择过于保守,经常造成工艺参数选择不当,引起加工系统失稳,对被加工表面质量产生了比较严重的影响,致使零件表面产生缺陷,影响零件的使用性能和寿命。在此背景下,高效铣削加工被提出,并引起研究人员及生产加工企业的重视。所谓高效铣削加工,是在保持加工系统稳定、被加工零件质量的同时,最大限度地提高材料去除率。
五轴数控加工中心的优点
1 )采用径向抱轴机构即C轴钳夹抱轴机构,使用径向抱轴的钳夹系统,装配时,只需调整C轴钳夹使其与C轴旋转轴同轴,则可在不影响转台精度的情况下达到抱轴的目的;2)采用阶梯状双层旋转密封,从结构上有效的预防冷却液渗入;
3)工作台轴承外套装有支撑环,与无支撑环结构相比,可增加轴承刚性30%,在保证轴承精度的情况下,增大其承载能力;
4 )采用力矩电机直接驱动B轴输出轴,与传统涡轮蜗杆传动相比,该传动方式减少了中间环节;结构更紧凑;使用寿命长;运转平稳、无噪音;安装简单易操作;
5)传统的抱轴机构,只有单独的一个抱轴机构,存在因抱轴油路泄露,油缸卡死等抱轴机构失效情况,造成摆动轴自由下摆,出现安全事故。本结构采用双钳夹抱轴,利用两个独立的钳夹分别抱轴,有效的降低了风险;
6)五轴高效立式加工中心采用旋转摆动工作台后,不仅精度和刚度高、稳定性好,而且结构紧凑,操作简单,使用寿命长。