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數(shù)控拋光機(jī)利用數(shù)控加工代替人工手動(dòng)操作只是轉(zhuǎn)變的開始

時(shí)間:2022-08-18

  隨著國內(nèi)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展,多軸數(shù)控加工設(shè)備也在不斷完善。兩軸半、三軸的加工技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了較先進(jìn)的水平,國內(nèi)也可以制造出這樣的加工設(shè)備,并且在機(jī)械加工領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用,而多軸數(shù)控加工技術(shù)還處于提高階段,重點(diǎn)研究的內(nèi)容包括加工工藝方法和機(jī)床后置處理技術(shù),對(duì)于多軸數(shù)控拋光機(jī)設(shè)備而言需要多元化應(yīng)用。


  基于五軸數(shù)控技術(shù)實(shí)現(xiàn)輪轂多軸拋光加工是在技術(shù)上和應(yīng)用上的一種創(chuàng)新,擴(kuò)展了五軸數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍。對(duì)于目前輪轂拋光加工這項(xiàng)技術(shù)來講,還是完全依靠人工手動(dòng)拋光、人工利用機(jī)器半自動(dòng)化拋光加工,這不僅需要大量的人力、物力,同時(shí)降低了生產(chǎn)效率,拋光加工質(zhì)量難以保證,對(duì)于外形尺寸較大的輪轂而言還需要多人配合完成,因此,鋁合金輪轂拋光加工利用五軸數(shù)控拋光機(jī)床來實(shí)現(xiàn)是十分必要的。


  在五軸數(shù)控拋光機(jī)床設(shè)計(jì)過程中,重點(diǎn)研究的內(nèi)容包括機(jī)床的結(jié)構(gòu)形式和運(yùn)動(dòng)特性。結(jié)構(gòu)形式主要包括拋光機(jī)床整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、拋光刀具設(shè)計(jì)、裝夾工作臺(tái)設(shè)計(jì)等;拋光機(jī)床的運(yùn)動(dòng)特性是在傳統(tǒng)的3個(gè)聯(lián)動(dòng)坐標(biāo)軸X 、Y 、Z 的基礎(chǔ)上增加了刀具繞Y 軸旋轉(zhuǎn)和工作臺(tái)繞軸旋轉(zhuǎn)。加工過程中,機(jī)床主軸和工作臺(tái)5個(gè)坐標(biāo)軸同時(shí)做線性插補(bǔ),使刀具按要求的空間軌跡運(yùn)動(dòng),能保持最佳的加工狀態(tài)并有效避免刀具干涉。推薦閱讀:數(shù)控拋光機(jī)產(chǎn)品功能定位


  輪轂表面的拋光加工技術(shù)不同于普通的數(shù)控銑削加工,主要是在刀具設(shè)計(jì)上發(fā)生改變,如在五軸數(shù)控拋光機(jī)床刀具選擇上利用布輪。布輪的外形結(jié)構(gòu)可以改變,如通過主軸的高速旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)布輪也作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)布輪外輪廓與輪轂表面相接觸時(shí),就會(huì)產(chǎn)生高速摩擦,使得輪轂表面連續(xù)不斷地進(jìn)行打磨,再加上拋光液的作用,就可以使得輪轂表面具有很好的光澤效果。整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程需要NC程序控制。利用五軸數(shù)控拋光機(jī)床來完成加工是一項(xiàng)新型的加工方法,與傳統(tǒng)的拋光加工技術(shù)相比,它具有生產(chǎn)效率高、節(jié)省能源、降低勞動(dòng)強(qiáng)度和提高經(jīng)濟(jì)效益等優(yōu)點(diǎn)。由于拋光布輪具有柔軟性,接觸時(shí)具有收縮性,加工時(shí)安全性較高,容易實(shí)現(xiàn)高速旋轉(zhuǎn)拋光,可以獲得較高的表面質(zhì)量。


  實(shí)現(xiàn)五軸數(shù)控拋光CAM技術(shù),并且得到準(zhǔn)確的數(shù)控拋光機(jī)加工程序需要解決以下幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。


  (1)幾何建模。利用建模軟件完成三維的鋁合金輪轂創(chuàng)建,建模軟件常用的包括CATIA、UG、Pro/Engineer等。


  (2)制定加工工藝方案。在數(shù)控加工技術(shù)中,加工工藝起著關(guān)鍵作用,合理的加工工藝可以提高工件的加工質(zhì)量,還可以提高生產(chǎn)效率。鋁合金輪轂拋光加工工藝的選擇主要包括加工路線、選擇刀具、控制刀軸方式、主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度等。


  (3)刀具軌跡生成。根據(jù)加工工藝要求生成合理的刀具加工軌跡,滿足無干涉、無碰撞、節(jié)省刀具運(yùn)行時(shí)間、提高加工效率的要求。對(duì)于鋁合金輪轂曲面模型而言,需要利用CAM編程軟件實(shí)現(xiàn)刀具軌跡生成,并且得到刀位數(shù)據(jù)文件。


  (4)加工軌跡仿真。在CAM編程軟件中生成刀具加工軌跡以后,要針對(duì)實(shí)體進(jìn)行刀具加工軌跡確認(rèn),驗(yàn)證刀位數(shù)據(jù)對(duì)于通過后置處理轉(zhuǎn)換的數(shù)控加工程序是十分必要的,特別是在多軸加工編程中,其作用更為明顯。這樣可以有效地避免加工程序在加工過程中有可能會(huì)出現(xiàn)過切與碰撞等問題。


  (5)后置處理。拋光機(jī)床后置處理程序是根據(jù)機(jī)床的結(jié)構(gòu)形式和運(yùn)動(dòng)變換特點(diǎn),通過計(jì)算得到的后置處理坐標(biāo)轉(zhuǎn)換公式,將在刀具軌跡生成過程中所產(chǎn)生的刀位數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換成拋光機(jī)床的數(shù)控加工程序。準(zhǔn)確的后置處理可以保證加工程序的準(zhǔn)確性,提高加工效率,保證加工質(zhì)量,還可以提高機(jī)床運(yùn)行過程中的可靠性能。五軸數(shù)控拋光機(jī)床后置處理程序具有唯一性。


  (6)NC程序仿真。為保證實(shí)際加工過程的穩(wěn)定性、安全性,需要對(duì)后置處理轉(zhuǎn)換得到的G代碼指令進(jìn)行驗(yàn)證,在Vericut數(shù)控仿真軟件中建立實(shí)際加工環(huán)境,模擬實(shí)際加工過程。


  鋁合金輪轂表面的拋光加工技術(shù)在輪轂生產(chǎn)中越來越重要,數(shù)控拋光機(jī)利用數(shù)控加工代替人工手動(dòng)操作只是轉(zhuǎn)變的開始,將來要建立數(shù)字化、智能化的拋光生產(chǎn)線,建立數(shù)字化在線檢測技術(shù),在不同機(jī)床之間還要建立智能化機(jī)器手搬運(yùn)。因此,將五軸數(shù)控加工理論應(yīng)用到鋁合金輪轂拋光加工中,對(duì)實(shí)現(xiàn)數(shù)控拋光加工具有重要意義。


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