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哪个五轴加工中心适合您?

有充足的理由来利用当今的五轴加工技术。 首先,它可以让您访问棱柱工件的所有五面。 如果除了能够消除额外的设置或流程之外的其他原因,这种技术可以在广泛的应用中以合理的价格得到支持。 随着零件变得越来越复杂,通过传统的三轴加工中心生成复杂的工件特征或无法有效加工的轮廓的能力,投资回报也会增加。

但是有很多方法可以进行五轴加工,如何知道什么是最适合您的商店? DMG MORI航空航天卓越中心总经理Jeff Wallace提供了一些见解。

他说,在各种配置中,大约47种五轴机床型号, DMG MORI已经处于向日益成熟的五轴加工技术过渡的阶段。 无论您是第一次推出五轴还是需要更高的加工能力,都有多种选择需要考虑。

为什么选择五轴加工?

有些人错误地认为五轴技术只适用于最复杂的部件。 虽然它确实擅长,但绝大多数应用仅用于在单一设置中加工工件的五个侧面。 通过三轴加工,作业可能需要两个,三个或更多设置才能获得零件的所有功能。 使用一体化方法,除了每次重新定位零件时可能出错的情况外,还可以消除这些额外的设置。 在这些地面上使用五轴机床的理由很简单,总体设置,机器时间和减少的夹具都大大减少了。

五轴加工的另一个固有优势是它可以使用更短的刀具,因为刀具/刀架组合可以远离工件上的干涉表面或特征。 这在模具工作中尤为重要,在这种工作中,刀架的延伸部分通常用于深腔表面。 较短的刀具可减少振动,允许更重或更快的切削,更好的表面光洁度和更长的刀具寿命。

特别是对于加工车间,五轴加工使复杂零件可以从固体材料切割,否则可能需要铸造。 这使短时间的快速周转和高价值零件的原型工作成为可能。 这是一个很好的机会,使这家商店与低端技术竞争对手脱颖而出,并建立一个更有利可图的业务。

适合零件的五轴技术

首先,考虑你的部分。 他们多大? 它们的重量是多少? 他们需要什么级别的准确度?

例如,如果零件尺寸中小,采用当今的技术,倾斜台式机器将是最好的选择。 如果零件又大又重,可能是龙门式机器或卧式加工中心的铰接头可能是唯一的选择。 仅此考虑因素将缩小您的选择范围,并帮助您比较所需范围内的各种机器型号的功能。

从3 + 2加工中心开始

DMG MORI CMX U系列3 + 2加工中心

获得零件五面的最简单和最便宜的方法是使用3 + 2机器配置。 对于中小型机器,这通常意味着三轴加工中心带有倾斜旋转工作台以定位零件。 当然,这可以通过标准三轴加工中心上的辅助双轴工作台来完成。 但是带有集成倾斜台的机器可提供更好的加工性能,并且更易于设置和编程。

使用3 + 2加工中心时,第四和第五根轴在零件加工时被锁定。 仍然,几乎任何工件的平面都可以呈现在主轴上,并且可以有效地切割出令人惊讶的复杂部件。

在DMG MORI的情况下,旋转转台集成在CMX U系列 3 + 2机器中。Wallace说,采用C型框架结构,这些通用加工中心还允许将主轴设置为垂直或水平方向。

向上移动到完整的五轴加工

下一步是将完全同步轮廓控制添加到其他类似的机器配置中,由DMG MORI的DMU系列代表。全五轴控制的主要优点是,您现在可以动态地将刀具倾斜到切削区域,远离干涉区域,或者保持刀具矢量在倾斜或自由流动的表面上进给时保持恒定。 这就是为什么五轴加工被广泛用于航空航天部件,整形外科和其他具有弯曲特征的部件的原因。

DMG Mori五轴加工技术

对于其他几种零件,五轴可以更有效地使用切削刀具。 将刀具相对于工件表面倾斜支持更好地利用铣削槽纹,通常用刀具的侧面而不是刀具的端部切削。

此外,采用3轴工艺,球头立铣刀几乎没有替代方案来生成轮廓表面。要获得光滑的表面需要多次通过,步长非常小,这需要大量的机器时间,并且可能仍然需要另一个辅助过程来平滑尖点。 通过五轴加工,您甚至可以使用扁平前端铣刀来生成一些轮廓曲面。 在有时被称为“sturtz铣削”的过程中,刀具倾斜到切削中,将刀具的半径呈现在零件的表面上。

通过完整的五轴控制,访问零件的更多特征的能力更加明显,因为该工具可以动态地远离零件上的干涉区域。 全五轴控制提供了详细记录难以触及的特征的机会 - 例如口袋或凸台的角落 - 并在此过程中创建更光滑的表面。 这种能力可以消除对二次加工的需求,例如模具/模具加工中的沉降式EDM。

更高的精度和生产

生产环境中对零件精度要求较高,对机器的构造和运动控制系统提出了更高的要求。 为满足这些需求,DMG MORI的NMV系列是一台立式机器,其立柱(X和Y轴)以“盒中盒”结构在头顶上行进。

该机器性能的关键是在B和C旋转轴上使用直接驱动电机,如果在加工过程中对旋转加速和减速有很高的要求,有时可能会受到限制,例如在制造BLISK或叶轮。

首先,直接驱动伺服系统速度更快,B(倾斜)转速超过50 RPM,C轴转速高达1,200 RPM,可选转动。 直驱电机还消除了大多数齿轮驱动系统常见的间隙。 NVM机器上的机床主轴也是直接驱动,可在更宽的速度范围内提供全功率,并具有更好的加速/减速速率。

其次,机器的撞锤是八角形的,四个导轨彼此对角,“捕获”中间的撞锤。 华莱士说这种设计控制热位移,并导致更好的阻尼振动。

另一个五轴加工平台选项是DMG MORI的DMU monoBLOCK系列 。 该加工平台系列提供多种选择,因此可以针对多种应用更好地配置机器。 通过覆盖伺服电机和安装座,C轴齿轮箱和内部冷却的X轴滚珠螺杆的冷却系统,可以实现更高的精度。 该机器具有多传感器系统,可为实时控制系统供电,可以补偿由热条件,工件惯性或其他物理因素引起的小误差。

DMU monoBLOCK五轴加工

尽管该加工中心系列采用倾斜工作台设计,但它可以处理令人惊讶的大型工件。 在每端支撑和驱动耳轴式工作台,最大的型号可以处理高达13,228磅的工件。 XYZ行程为52.6“×49.2”×35.4“。它甚至可以配备一个更高的速度表,允许在同一台机器上进行垂直车削和五轴加工。

凭借与自动化功能集成的能力 - 例如六托盘交换器 - 这种五轴机器系列广泛应用于航空航天,汽车,能源,医疗,模具制造等众多行业。

软件注意事项

对于五轴加工而言,许多人仍然感到害怕的是零件编程。 然而,CAM系统近年来发展并变得更容易使用。 这些系统包括程序员可以创建五轴刀具路径并且仍然主要在他们习惯的3轴上下文中工作的功能。 因此,车间可以采用熟悉的切削策略,通过五轴加工提供的附加工件特征来增强。

今天的CAM系统可以在恒定的工具矢量上跟随多个表面,同时自动防止违反零件或机器限制。自动切槽检查可防止意外过度切割相邻表面。 有些还提供用于切割常见五轴零件的标准程序,例如刀片和BLISK。 此外,CAM供应商提供的后处理器几乎可以与任何机器配合使用。 DMG MORI产品解决方案(如Virtual Machine和MfgSuite NC Simulation)有助于在机器程序执行过程之前确保NC程序质量。

DMG MORI,CAM设计用于五轴加工。

在机器上,控件变得更加用户友好。 例如,DMG MORI的CELOS控制系统可自动检查主轴,工作台,工具,工件和夹具的3D干涉。一旦检测到问题,机器将停止操作,无论是自动模式还是手动模式。

该控件还具有多种标准功能,可帮助设置,管理工具,提供生产信息等。 例如,“作业助手”功能提供菜单引导的机器设置说明和自动探测功能。 自动探测将工件放置在工作台上,同时调整偏移量,而不需要精确地将零件与X轴和Y轴对齐 - 与多个设置中的零件对齐和归零无关。 该软件还可以确保工件在可用的五轴加工范围内正确定位。

CNC的另一个好处是可定制的界面,允许用户根据当前系统的外观进行配置。 据说CELOS类似于Fanuc或西门子控制,进一步扩大了喜欢类似于其他生产设备的界面的商店的舒适区。

无论您认为五轴加工不适合您的车间,或者您对十年前的技术感到满意,现在是时候再看看了。 为了帮助您查看哪种类型的机床可能最适合您的车间,请浏览DMG Mori的机器选择器 ,您可以在其中搜索技术类型,控制和尺寸。


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