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五轴巡边雕刻机不是只有国外才有的-我们自己也可以设计

更新时间:2018-08-01 点击数:569

五轴巡边雕刻机不是只有国外才有的-我们自己也可以设计

巡边雕刻机5轴机床技术难度大,造价高昂,在国际上通常把5轴联动数控加工技术作为衡量一个国家生产设备自动化水平和综合国力的重要标志。目前只有为数不多的美国、德国、日本等发达国家拥有成熟的5轴巡边雕刻机技术,而且他们对发展中国家施行严苛的技术封锁和价格垄断。动辄几百万的售价导致5轴巡边雕刻机机床很难在国内制造业广泛普及,5轴技术研究和应用的薄弱也令国内大部分高校教学只能浅尝辄止。因此,5轴技术国产化已经成为我国广大科技工作者所面临的紧迫课题。本项目主要研发制造一款可用于高校教学的经济型小尺寸规格的5轴巡边雕刻机数控实验台。该设备采用功能强大的MACH3数控系统,并采用目前最专业的的UG/Post软件进行后置处理,采用工作台沿A、C两个旋转坐标加工运动的摇篮式机械结构。该课题的研发将使高校购置并利用经济型的5轴实验台进行教学实训成为可能,对于高校应用推广5轴加工技术具有重要意义,并具有重要的科研价值和广阔的市场前景。


5轴数控巡边雕刻机的总体设计确定5轴数控实验台的运动形式5轴加工用机床型号较多,常用5轴加工中心的运动形式主要有以下两种:

(1)主轴头回转摆动的五坐标加工中心。由于该结构巡边雕刻机工作台不参与回转运动,工作台可以接较大规格设置,因此承载能力大,可加工中、大规格的零件;由于两个回转运动机构和主传动机构复合在一起,所以结构复杂;但是铣头执行两个回转运动,回转部件体积 相对较小,因此巡边雕刻机刀具相对运动灵活。巡边雕刻机机床行程大,其运动方式完全依赖于机床自身线性轴、回转轴的运动,工作台支撑工件的重力和承受切削的轴向力,非常适合大型零件的高速铣削加工,如汽车模具、发动机箱 体等产品。


(2)工作台回转摆动的五坐标加工中心。这类机床完 全封闭,工作台相对空间较小,同时由于工件的切削位置调整完全依靠工作台的回转摆动来实现,工作台灵活性较大,精度要求较高导致其不能承受质量大的工件,主要用于中小型精密零件的加工。适合于设计 本课题教学用小型数控巡边雕刻机。


根据上述的分析对比,针对巡边雕刻机加工的对象都是中小零件,因此采用A、C摇篮式的5轴运动形式。实验台的控制原理,此次设计的巡边雕刻机主要用于高校教学过程中代木、铝合金、腊制品 等软材料的高速铣削加工,对机床的切削力要求不高,中等加工精度。它由五大部分组成:机床本体、CNC控制系统、驱动系统、输入输出装 置、辅助装置冷却、装夹装置等。巡边雕刻机的X、Z方向直线位移采用刀具直接在龙门架上的运动来实现,但是巡边雕刻机龙门架本身的运动会导致加工精度的明显下降,因此,在 Y方向上采用工作台的前后移动来实现,而数控回转工作台绕X方向 的旋转运动构成A轴运动,工作台绕Z轴的旋转形成C轴运动。

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