精雕软件5轴学习第一章研究报告.doc

第一章ES-SurfMill6.0多轴加工概述 1.1多轴加工特点 在过去模具加工很少使用五轴加工，问题在于多轴机床的价格昂贵及人员培训与技术上的困难，大家皆敬而远之。近年来因模具交期紧迫及价格压缩，五轴机床标准化产量，价格逐年下降，使五轴加工渐渐的受到模具业重视，多轴机床将是继高速加工机后另一个有效的加工工具。五轴加工与三轴加工比较，有以下几方面的优点：1) 减少工件非加工时间，可以提高加工效率五轴加工的一个主要优点是仅需经过一次装夹即可完成复杂形状零件的加工。和多次装夹相比，它可极大地提高加工和生产能力，显著缩短产品加工周期及加工成本，并且提高了加工精度。2) 刀具可以摆到更好的位置来加工曲面五轴加工完成一些三轴加工无法完成的加工，比如有负角的曲面零件加工，刀具可以摆到更好的位置来加工曲面，如图1-1所示。 图1-1 刀具可以摆到更好的位置来加工曲面3) 可以缩短曲面加工时间，改善曲面表面的加工质量五轴加工可通过将刀具倾斜一定角度，例如用铣刀侧刃进行铣削等，缩短加工时间；另外路径间距相同的情况下，用五轴加工工件表面的残留量要比三轴加工小得多，有利于改善加工曲面的表面光洁度，如图1-2所示。 图1-2缩短加工时间, 改善表面加工质量 4）可以降低刀具的损耗五轴加工大大的降低刀具的损耗，虽然使用高速加工机可进行高速切削，缩短工时，但刀具磨耗往往只发生在刀尖，相当可惜。使用五轴加工就不同了，刀具除了刀尖切削外，更多时候是使用刀腹切削，所以刀具利用率提高很多在五轴加工中，由于刀头可进入工件内部，刀具方向朝向工件表面，因此可使用短刀具加工。使用短刀具加工可提高切削效率而不增加刀具负荷，从而可提高刀具寿命，减少刀具消耗。使用短刀具还可减小在用3轴加工时经常出现的刀具振动，从而可得到质量更高的加工表面，减少、甚至取消极其耗时的手工打磨工序。 图1-3刀具 图1-3可以看出，如果采用普通的三轴加工，将不得不增加刀具的长度。增加了刀具长度将不可避免带来诸如——切削速度降低、跳动增大等影响加工效率以及加工精度的一系列因素。采用5轴加工可以很好的解决这个问题。5）使用五轴加工可以加工极其复杂的、以前只能通过浇注方法才能得到的零件对于原形加工和对很小零件的加工，采用五轴加工会更快更经济。如果一零件用铸造的方法需要两个月甚至更多的时间才能完工的话，那么用五轴加工可以将交货期缩短到1~2周。所以越来越多地企业直接加工原形而很少使用快速成型设备。这种方法使得在大批量生产时，用同样材料能加工出精度更高的零件。6) 解决叶轮、叶片和螺旋桨等加工的唯一手段 大家普遍认为五轴数控加工技术是解决叶轮、叶片和螺旋桨等加工的唯一手段。此外，在设计、制造复杂曲面遇到无法解决的难题时，就会求助五轴加工技术。总之，五轴加工主要的优点是加工整体复杂工件时，可以一次工件夹持定位、避开刀具的静点、适合深模具加工缩短刀具夹持长度、可以加工倒勾处（负角）、减少电极制作，与三轴加工相比较，以上优点皆可得到更好的加工效率与降低加工成本。根据规定，数控机床采用右手直角坐标系，其中平行于主轴的坐标轴定义为轴。 图1-4 右手直角坐标系 注意：各坐标轴的运动可由工作台，也可以由刀具的运动来实现，但方向均以刀具相对于工件的运动方向来定义。ES-SurfMill6.0软件根据不同的加工需求和机床特点提供了以下8种多轴加工 图示 说明 五轴钻孔 用于曲面多轴钻孔加工 五轴曲线加工 适合用于加工曲面上曲线、图案和文字，也能用于加工曲面上的凹槽、切边等等 包括外圆加工、凹腔加工、指向导动加工三种方式，用于加工类似旋转体的四轴零件 曲面投影加工 用于复杂的曲面模型多轴加工，包括开粗和精加工 曲面变形加工 包括两面变形和曲面等距两种方式，用于叶片流道和叶片加工 曲线变形加工 包括两线变形、单向蒙皮、双向蒙皮、曲线投影等多种方式 多轴侧铣加工 包括直纹面侧铣和两曲线侧铣两种方式 多轴区域加工 适用于多轴刻字和花纹等加工 1.6 ES-SurfMill6.0多轴加工流程 ES-SurfMill6.0软件中，路径向导是最常用的刀具路径计算器，它能够引导用户一步步生成刀具路径，下面列举具体的操作步骤供用户参考： 以NC环境下生成曲面投影加工路径为例，简单了解一下使用路径向导计算多轴加工路径的过程。具体操作如下：1、点击导航工作条上的加工按钮，切换到3D加工环境2、从菜单中选择“刀具路径（P）路径向导（W）”菜单项，启动路径向导命令 图1-6 路径向导菜单 3、系统弹出【选择加工方法】界面，切换至【多轴加工组】，在列表中选择【曲面投影加工】方法，并设置与加工方法相关的主要参数，如下图所示，设置完毕后点击按钮，进入下一步； 图1-7选择加工方法