1.3 多轴铣加工工艺
多轴数控工艺就是将原材料或半成品装夹在多轴铣机床的工作台上,进行铣削或者钻削等加工,成为预期产品的方法和技术。它是整体零件加工工艺的一部分工序。多轴加工工艺要服务于零件的整体加工工艺,最终目的是高效地加工出合格产品。
由于多轴铣机床昂贵、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,一定考虑要在确保产品质量、生产安全的前提下,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的工作,才用多轴铣来完成。这样可以尽量保护旋转台的精度和提高设备利用效率。
但是,以下情况下应该考虑使用多轴铣工序。
①如果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。如果用多轴铣,只需要将刀具轴线沿着周边倾斜一个角度,使刀具的装刀长度缩短,切削参数可以加大,加工工时可以缩短,效果会大大改善。
②双斜面加工,传统三轴会选用球头刀进行很密的多行距加工,表面粗糙度难以保证图纸要求,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,只需要像普通三轴铣加工水平面一样,会大大缩短加工工时,提高加工效率。
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,使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。