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1、多轴加工技术,第一章认知数控多轴加工,浙江机电,目录,数控多轴加工机床,多轴加工工艺与基本操作,1,2,一、数控多轴加工机床,数控多轴加工特点（1）可以一次装夹完成多面多方位加工，从而提高零件的加工精度和加工效率。（2）由于多轴机床的刀轴可以相对于工件状态，而改变，刀具或工件的姿态角可以随时调整，所以可以加工更加复杂的零件。（3）具有较高的切削速度和切削宽度，使切削效率和加工表面质量得以改善。（4）多轴机床的应用，可以简化刀具形状、从而降低刀具成本。（5）在多轴机床上进行加工时，工件夹具较为简单。,浙江机电,数控四轴联动机床,浙江机电,图1.1 四轴联动数控机床,特点：数控四轴联动机床有三个直
2、线坐标轴和一个旋转轴（A轴或B轴），并且四个坐标轴可以在计算机数控（CNC）系统的控制下同时协调运动进行加工。,数控五轴联动机床,DMU 60 monoBLOCK五轴数控镗铣加工中心,双摆台形式,双摆头形式,一摆台一摆头形式,浙江机电,多轴加工技术,主轴速度和刀具具有非常高的刀尖线速率 Very high tip velocity-mainly a function of spindle speed and cutter size小步距，更多的加工步骤 Small step-over,requiring more machining sequences 恒定的切削负载和切削量 Constant
3、 loading/volume removal rate避免切削方向的突然变化 Avoidance of sharp direction changes,特点,浙江机电,多轴高加工技术,减少数控机床的加工时间和成本 Reduce CNC machining time and cost改进曲面精加工质量，减少或省去手工打磨工序 Improve surface finish and reduce or eliminate hand finishing直接加工高硬度材料 Enable machining of harder materials减少电火花加工 Reduce use of EDM,特点,
4、浙江机电,多轴加工技术,轴表,五轴：3个线性（linear axis）2个旋转轴（rotary axis）,浙江机电,多轴加工技术,三轴加工,刀轴矢量沿着整个切削路径过程始终不变控制路径轴 X、Y、Z,浙江机电,多轴加工技术,3+2轴加工,刀轴矢量可改变，但固定后沿着整个切削路径过程不变控制路径轴 X、Y、Z 参与旋转轴A(B)、C,浙江机电,多轴加工技术,五轴联动,整个切削路径过程刀轴矢量可根据要求而改变控制路径轴 X、Y、Z 控制旋转轴A(B)、C,浙江机电,多轴加工技术,五轴联动优点,一次装夹完成三轴加工多次装夹才能完成的加工内容。如斜顶、滑块和电极。,浙江机电,多轴加工技术,用更短的刀
5、具伸长加工陡峭侧面，提高加工的表面质量和效率。,浙江机电,多轴加工技术,直纹面或斜平面可充分利用刀具侧刃和平刀底面进行加工，加工的效率和质量更高。,浙江机电,多轴加工技术,五轴加工和高速加工结合，使模具加工逐步告别放电加工，并改变模具的零部件和制造工艺，大大的缩短模具制造周期。,二、多轴加工工艺与基本操作,多轴加工工件,浙江机电,二、多轴加工工艺与基本操作,多轴定位加工特点,浙江机电,多轴定位加工是指两个旋转轴根据不同需要转动到一定的角度，然后锁紧进行加工。,二、多轴加工工艺与基本操作,工装夹具,浙江机电,轴类零件组合夹具,二、多轴加工工艺与基本操作,柔性夹具,浙江机电,柔性夹具的应用,柔性夹
6、具是在成组工艺基础上，用标准化、系列化的夹具零部件拼装而成的夹具。它有组合夹具的优点，比组合夹具有更好的精度和刚性，更小的体积和更高的效率，因而较适合柔性加工的要求，常用作数控机床夹具,二、多轴加工工艺与基本操作,多轴加工刀具,浙江机电,浙江机电,金属陶瓷刀具,陶瓷刀具,立方氮化硼,聚晶金刚石刀具,二、多轴加工工艺与基本操作,多轴刀柄系统,7：24锥度的工具系统,二、多轴加工工艺与基本操作,HSK系统,浙江机电,HSK刀柄系统,二、多轴加工工艺与基本操作,KM 系统,浙江机电,该刀柄的结构与HSK刀柄相似，也是采用了空心短锥结构，锥度为1/10，并且也是采用锥面 和端面同时定位、夹紧工作方式。
7、如图主要区别在于使用的夹紧机构不同，KM的夹紧结构已申请了美国专利，它使用的夹紧力更大，系统的刚度更高。不过由于KM刀柄锥面上开有两个对称的圆弧凹槽(夹紧时应用)，所以相比之下显得单薄，有些零件的强度较差，而且它需要非常大的夹紧力才能正常工作。另外，KM刀柄结构的专利保护限制了该系统的迅速推广应用,二、多轴加工工艺与基本操作,数控多轴机床基本操作,浙江机电,图数控系统的控制轴,数控多轴机床基本操作,操作面板,浙江机电,HEIDEHAIN iTNC530操作面板,数控多轴机床基本操作,操作模式功能键,浙江机电,数控多轴机床基本操作,机床的手动操作1开机和关机（1）开机开启控制系统和机床电源。TN
8、C将自动进行如下初始化：1）内存自检，自动检查TNC内存。2）电源掉电，TNC显示出错信息“电源掉电”清除该清息。3）转换PLC程序，自动编译TNC的PLC程序。（2）关机为防止关机时数据丢失，需要用如下方法关闭操作系统。1）选择“手动操作”模式。2）选择关机功能，用YES软键再次确认。3）当TNC的弹出窗口显示“Now you can switch off the TNC”现在可以关闭TNC系统了字样时，切断TNC电源。,浙江机电,数控多轴机床基本操作,2.移动机床轴（1）用机床轴方向键移动（2）增量式点动定位采用增量式点动定位，可按预定的距离移动机床轴。3.主轴转速S、进给率F和辅助功能M
9、在“手动操作”和“电子手轮”操作模式下，可用软键输入主轴转速S、进给速率F和辅助功能M，三者参数输入方式相同，下面以主轴转速为例说明。（1）按S软键输入主轴转速。（2）输入所需主轴转速并用机床的START（启动）按钮确认。,浙江机电,数控多轴机床基本操作,（四）程序文件的调用与编辑,浙江机电,文件管理器,数控多轴机床基本操作,（2）创建和编写程序1）创建新零件程序 必须在程序编辑操作模式下输入零件程序。创建程序举例：a.按 键，选择程序编辑操作模式。b.要调用文件管理器，按PGM MGT键。c.选择用于保存新程序的目录，输入新程序名并用ENT键确认。d.要选择尺寸单位，按MM或INCH软键。T
10、NC切换屏幕布局并启动BLK FORM（毛坯形状、工件毛坯）定义对话框。e.选择工作主轴的坐标轴，例如Z。f.定义毛坯形状：最小角点，依次输入最小点的X、Y、Z坐标并用ENT键确认每一个输入值。g.定义毛坯形状：最大角点，依次输入最小点的X、Y、Z坐标并用ENT键确认每一个输入值。举例：在NC程序中显示毛坯形状。,浙江机电,数控多轴机床基本操作,编程零件程序软键,浙江机电,数控多轴机床基本操作,浙江机电,钻孔零件图,数控多轴机床基本操作,浙江机电,参考程序：0 BEGIN PGM 6BAS151 MM1 BLK FORM 0.1 Z X+0 Y+0 Z-202 BLK FORM 0.2 X+1
11、00 Y+100 Z+0 工件毛坯定义3 TOOL CALL 1 Z S2200 刀具调用4 L Z+100 R0 FMAX M3 第二安全高度5 L X+20 Y+30 R0 FMAX 孔16 L Z+2 R0 FMAX7 L Z-5 R0 F250 钻孔8 L Z+2 R0 FMAX9 L X+75 R0 FMAX 孔210 L Z-511 L Z+2 R0 FMAX12 L X+50 Y+70 R0 FMAX 孔313 L Z-514 L Z+100 R0 FMAX M3015 END PGM 6BAS151 MM,数控多轴机床基本操作,保护和删除MDI中的程序通常MDI文件只用于临时所需的小程序。虽然如此，如果需要也可以用如下步骤将其保存起来：（1）选择“程序编辑”操作模式；（2）按下PGM MGT程序管理键，调用文件管理器。（3）按选择键将高亮条移至MDI文件上。（4）按COPY（复制）软键，选择文件的复制功能。（5）输入要保存MDI文件中当前内容的文件名。（6）按执行键，复制文件。（7）按下END（结束）软键，关闭文件管理器。,浙江机电,Thank You!,
