1.5 发挥数控铣多轴加工工艺的优势
多轴铣机床昂贵、维护成本高、工时成本费用高,这就决定了编排多轴铣工艺时,要在确保产品质量、生产安全方面的前提下,尽可能节约多轴铣加工工时、降低产品制造成本。具体来说,能用三轴的情况下尽量用三轴加工,如果用三轴不能完成或者完成有困难,才用多轴铣来完成。这样可以提高加工系统的刚度、加工精度,尽量保护旋转台的精度和提高设备利用效率。
但是以下情况应该考虑使用多轴铣工序。
①用三轴加工会存在严重的缺陷。例如长深零件,加工底部时,装刀很长,刀具容易发生弹性变形,加工时切削量不能太大,加工工时长。如果一定要用三轴加工必须修改工艺设计,制造很多夹具和其他辅助工装多次装夹。如果用多轴铣,只需要将刀具轴线相对于零件周边倾斜一个角度,使刀具的装刀长度缩短,这样切削参数可以加大,加工可以一次装夹,工时可以缩短,效果会大大改善。
②双斜面加工。传统三轴铣会选用球头刀加工,要达到图纸表面粗糙度的要求,行距必然要很密,而且工时很长。应该考虑用多轴铣工艺,将刀具旋转,使刀具轴线垂直于加工平面,这样就可以使用平底刀定位加工,这样只需要像普通三轴铣加工水平面那样加工,会大大缩短加工工时,提高加工效果。
③倒扣零件难以加工。传统的三轴方式需要多次翻转装夹,甚至倾斜装夹,这些对于操作员技术水平要求较高,多次装夹误差大,操作复杂,出错率高,产品质量很难保证,这时就可以考虑用多轴铣一次装夹,自动翻转加工不同方向的面,以消除对刀校正误差。
④用球头刀加工接近水平的平缓曲面时,由于球头刀底部的切削速度接近零,底部切削效果很差。如果用多轴铣只需要将刀具倾斜一个角度,用刀具的侧刃进行切削,加工效果会大大改善。另外还可以用平底刀或者锥度刀的侧刃对直纹面进行加工,刀具和工件的切削接触面积增大了,只需要较大的步距就可以达到很好的效果,工时可以大大缩短。
⑤对于整体涡轮、整体叶轮、飞机机翼等航空零件,三轴铣几乎不能实现,多轴铣就成为唯一的选择。
⑥复杂工艺品制造。传统的精美玉器都是艺术大师完成的,劳动强度大、效率低、技艺传承困难,而用五轴联动机床加工天然玉石工艺品不仅效率很高,而且也能拯救我们的民族瑰宝。而对这些玉石天然材料的加工,目前的3D打印技术是无法完成的。