五軸機床,顧名思義,是指在X、Y、Z,三根常見的直線軸上加上兩根旋轉軸。A、B、C三軸中的兩個旋轉軸具有不同的運動方式,以滿足各類產(chǎn)品的技術需求。在異形復雜零件高效、高質量加工難題時,五軸聯(lián)動技術無疑是解決這類問題的重要手段。那與三軸數(shù)控加工設備相比,五軸數(shù)控機床具備哪些優(yōu)點?
1. 保持刀具最佳切削狀態(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。而要在此處也保持最佳切削狀態(tài),就需要旋轉工作臺。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多次??梢钥匆?,五軸機床還可以避免球頭銑刀中心點線速度為0的情況,獲得更好的表面質量。
2. 有效避免刀具干涉
如上圖,針對航空航天領域內應用的葉輪、葉片和整體葉盤等零件,三軸設備由于干涉原因無法滿足工藝要求。而五軸機床就可以滿足。同時五軸機床還可以使用更短的刀具進行加工,提升系統(tǒng)剛性,減少刀具的數(shù)量,避免了專用刀具的產(chǎn)生。對于我們的企業(yè)老板來說,意味在刀具成本方面,五軸機床將會給您省錢了!
3. 減少裝夾次數(shù),一次裝夾完成五面加工
如上圖可以看出五軸加工中心還可以減少基準轉換,提高加工精度。在實際加工中,只需一次裝夾,加工精度更容易得到保證。同時五軸加工中心由于過程鏈的縮短和設備數(shù)量的減少,工裝夾具數(shù)量、車間占地面積和設備維護費用也隨之減少。這意味著您可以用更少的夾具,更少的廠房面積和維護費用,來完成更高效更高質量的加工!
4. 提高加工質量和效率
如圖,五軸機床可以采用刀具側刃切削,加工效率更高。
5. 縮短生產(chǎn)過程鏈,簡化生產(chǎn)管理
五軸數(shù)控機床的完整加工大大縮短了生產(chǎn)過程鏈,可以使生產(chǎn)管理和計劃調度簡化。工件越復雜,它相對傳統(tǒng)工序分散的生產(chǎn)方法的優(yōu)勢就越明顯。
6. 縮短新產(chǎn)品研發(fā)周期
對于航空航天、汽車等領域的企業(yè),有的新產(chǎn)品零件及成型模具形狀很復雜,精度要求也很高,因此具備高柔性、高精度、高集成性和完整加工能力的五軸數(shù)控加工中心可以很好地解決新產(chǎn)品研發(fā)過程中復雜零件加工的精度和周期問題,大大縮短研發(fā)周期和提高新產(chǎn)品的成功率。
綜上所述,五軸機床的優(yōu)點還是顯而易見的,但是五軸機床刀具姿態(tài)控制,數(shù)控系統(tǒng),CAM編程和后處理都要比三軸機床復雜的多!同時,我們說到五軸機床,就不得不說真假五軸的問題,我們都知道真假五軸最大的區(qū)別在于RTCP功能,然而何謂RTCP,它是怎么產(chǎn)生的又該如何應用?下面我們就結合機床結構和編程后處理來具體了解一下RTCP,了解他的真正面目。
RTCP,在高檔五軸數(shù)控系統(tǒng)里,認為RTCP即是Rotated Tool Center Point,也就是我們常說的刀尖點跟隨功能。在五軸加工中,追求刀尖點軌跡及刀具與工件間的姿態(tài)時,由于回轉運動,產(chǎn)生刀尖點的附加運動。
數(shù)控系統(tǒng)控制點往往與刀尖點不重合,因此數(shù)控系統(tǒng)要自動修正控制點,以保證刀尖點按指令既定軌跡運動。業(yè)內也有將此技術稱為TCPM、TCPC或者RPCP等功能。其實這些稱呼的功能定義都與RTCP類似,嚴格意義上來說,RTCP功能是用在雙擺頭結構上,是應用擺頭旋轉中心點來進行補償。
而類似于RPCP功能主要是應用在雙轉臺形式的機床上,補償?shù)氖怯捎诠ぜD所造成的的直線軸坐標的變化。其實這些功能殊途同歸,都是為了保持刀具中心點和刀具與工件表面的實際接觸點不變。所以為了表述方便,本文統(tǒng)一此類技術為RTCP技術。