五軸加工常用於高端製造,加工具有自由曲面的機體零部件、渦輪機零部件和葉輪等。五軸機床可以不改變工件在機床上的位置,對工件的不同側面進行加工,大大提高稜柱形零件的加工效率。

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五軸,指x、y、z三個移動軸加任意兩個旋轉軸。相對於常見的三軸(x、y、z三個自由度)加工而言,五軸加工是指加工幾何形狀比較複雜的零件時,需要加工刀具能夠在五個自由度上進行定位和連接。

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0.1毫米的五軸加工

日本大槙精機實現了輕量化加工極薄的金屬樣品,採用不鏽鋼(SUS316)材料加工成0.1mm的均勻厚度,用於燃料電池隔板等。

大槙精機用5軸控制加工中心(MC)雙面切削厚1mm的不鏽鋼板實現的。而且鋼板並非平板狀態,其上還刻有文字、線及點狀凹凸。一般而言,用切削法很難均勻加工出1mm以下的厚度。

這種薄件加工以往通常使用衝壓工藝來完成,需要花費模具成本。而大槙精機通過逐張切削省去了模具。雖然切削每張的加工費用要比衝壓高,但由於省去了模具,因此生產10張以下的話,成本仍可低於衝壓。

大槙精機挑戰了薄壁加工的極限,壁厚為0.3mm的管材製成的鋁製進排氣歧管便是典範。其他企業一般會考慮採用通過衝壓加工分別製造各管,然後再焊接起來的方法或採用鑄造方法。

但大槙精機卻採用了切削加工技術均勻而穩定地削薄管壁,管道表面沒有焊接等接合部分,非常光滑。採用該技術,汽車及航空部件等設計複雜並需要減輕重量的多種部件均可加工。

將一塊鋁錠加工成山地摩托頭盔的資料,是大槙精機的三位工程師花費約150小時編程的結果,他們希望通過製造此頭盔,將機器和軟體發揮到極限。

這款摩托頭盔口部附近的最小厚度僅為0.3mm,參加歐洲展會時,他們被F1賽車相關企業稱為「做頭盔的那家公司」,並因此獲得了訂單。

02 五軸加工技術

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▲五軸側刃加工

利用刀具側刃加工可以得到更加光滑的加工表面,適用於航空航天工業中複雜型腔工件的精加工。想學UG編程在群565120797可以和同行一起交流,可以領取UG資料。

▲三軸刀路編五軸刀路

「三軸轉五軸」可簡化五軸編程難度,提高編程速度,生成的五軸刀路快速安全可靠,無過切之憂。

▲刀具切削點控制

刀具切削點控制,可以在不改變任何參數的情況下,確保刀具的切削點和零件表面接觸,避免切削陷阱。對指定區域,指定連接或區段連接之間的進給速度進行調控,最終使刀路切入工件時,更加的順滑。

▲五軸聯動開粗(效率高)

上世紀末,日本東芝公司賣給前蘇聯幾台五軸聯動的數控銑床,結果讓前蘇聯用於製造潛艇的推進螺旋槳,精度提升了幾個檔次,這使美國間諜船的聲納監聽不到潛艇的聲音了,所以美國以東芝公司違反了戰略物資禁運政策,要懲處東芝公司。

由此可見,五軸聯動數控機床系統對一個國家的航空、航天、軍事、科研、精密器械、高精醫療設備等等行業,有著舉足輕重的影響力。


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