在汽車模具加工中,五軸加工中心的優(yōu)勢有哪些?

瀏覽量:248 發布(bù)時間:2025-08-13

五(wǔ)軸數控加工是數控加工當中非常重要的一部分,這一技術已經在汽車、輕工、醫(yī)療、船舶、等高精密儀器製造的領域廣泛(fàn)應用。在傳統模具(jù)加(jiā)工當中,普遍采用的是三軸(zhóu)加(jiā)工中心和立式加工中心來完(wán)成工件的銑削加(jiā)工。伴隨著(zhe)我國的模具(jù)製造(zào)加工技術的不斷發(fā)展,傳統三軸加工中心和立式加工中心的一些弱點也逐漸顯現了出來(lái)。例如,在目前的模具加工當中使(shǐ)用較普(pǔ)遍的是球頭銑刀(dāo),模具(jù)加(jiā)工當中使用球頭銑刀的好處(chù)顯而易見,但如用在立式加工中心中,則其底麵線速度為零,光潔度也較差,如通過五軸加工中心對模具進行加工,以上的不足之(zhī)處則可以完(wán)全克服(fú)。1、五軸(zhóu)加工的(de)優勢

在五軸加工中,采(cǎi)用平底銑刀對複(fù)雜的模具加工表麵保持垂直狀態,對減少加工時間有極大的幫助。基於五軸加工中心的原理,其還適用於帶有角(jiǎo)度的表麵的側麵銑削加工,可以消除由球端立銑刀加工所導(dǎo)致(zhì)的肋骨狀紋(wén)路,使得模具的表麵質量更加理想,也削減了因清理模具表麵所(suǒ)需要增加的人工銑削以及手工作業的工作量,降低了不少成本。

通過五軸加(jiā)工技術,還可以使工件在複雜角度再次定位需要進行多(duō)次的調試裝夾(jiá)的問題得以解決,不(bú)僅僅使時間縮短了,其中(zhōng)所產(chǎn)生的誤(wù)差也大大降低,在安裝工件時需要的工裝夾具的大額費用(yòng)也得到了節約,而機床也做到了對複雜零件的加工!例如複雜表(biǎo)麵所需的鑽孔、錐度加工、型腔隱窩等,這些地方都是傳統加工方法做不到的。

在五軸加工當中使用的刀(dāo)具較短,同時還可一(yī)次性的將整個(gè)零件的加工(gōng)完成,無需再(zài)次裝卡或(huò)是采用同類的(de)三軸加工當中需要的較長的刀具,能夠在較短的時間內完成模具的製作,而且零件表麵的質量也較好。

2、五軸加工中心在汽車模(mó)具(jù)加工中(zhōng)的應用

目(mù)前設計汽車零件主要(yào)使用的是CAD 係統,並通過(guò)逆向工程(chéng)以及(jí)各種試驗完成零件的設計,加工模具的複雜表麵使用的是CAM 軟件,但是,怎樣才能夠確保設計與加工時的精度呢?這就要靠數控加工了,下文對五軸加工中心在模具加工(gōng)中的應用同汽車模(mó)具質量的之間(jiān)的關(guān)係進行了一些簡單的分(fèn)析。

2.1 對(duì)深腔模(mó)具的加工

在汽車模具製造的過程(chéng)當中,加工深腔模具時(shí)要想應用三軸加工中心實現,則必須加(jiā)長刀柄和刀具(jù),但(dàn)是利用五軸加工(gōng)中心加工(gōng)比(bǐ)較深與比較陡的型腔時,要(yào)想給模具(jù)加工創造較好的工藝條件可以通過工件或主軸頭的附(fù)加回轉和擺動,能夠使刀具長度得到適當地(dì)縮短,從而杜絕刀具同刀杆以及型腔壁之(zhī)間產(chǎn)生碰撞現象(xiàng)的發生,減少加工時刀具的抖動與破損(sǔn),刀具的使用壽命得到延長,模具的表麵質量和(hé)加工效率也大大提高。

2.2 模具側壁(bì)的加工

對模具側壁的加工,應用(yòng)三軸加工中心刀具長度要比側壁深度大,也是由側壁深度來決定刀具(jù)長度的(de),若增加刀具的長度,其強(qiáng)度則會明顯降低,若刀具長度(dù)高於3 倍徑(jìng),讓(ràng)刀現象便會發生,工件的質量將難以保證。如應用五軸加工中心對模具的側壁加工,能利(lì)用主軸或是工件的(de)擺(bǎi)動,使刀具與模具側壁始終呈現出(chū)垂直的狀態,銑模具側壁時可以使用平麵銑刀,這樣可以提高工件質量並延(yán)長刀具(jù)的使用壽命。

2.3 模(mó)具較平的曲麵加工

對模具較平的曲(qǔ)麵加工時(shí),三軸加工中心需用球刀精銑,獲取好的表麵質量,而這種情況下需要(yào)增加刀路(lù),但球頭刀刀具的中心旋轉線速幾(jǐ)乎為零,在模具加工時對刀具損傷的程度較(jiào)大,刀具的使用壽命會急劇下降,而模具表麵(miàn)質量也會變差。應用五軸(zhóu)加工中心加工較平的曲麵,可以在工件上把刀具上成(chéng)一定的角度再進行工件的加工,這樣可(kě)以增加工件與球頭刀間的相對線速,不但可以使刀具的使用壽命(mìng)得到提高(gāo),工件表麵質量也會大幅(fú)提高。2.4 對模具不規則(zé)曲麵進行加工

對於具有不規則曲麵的(de)模具加工時,以往普遍是通過三軸加工中心來(lái)完成,刀(dāo)具切削模具的方向是沿切削的整個路徑來運動的切削過程不會改變,這時刀具的刀尖切(qiē)削的(de)狀態保證不了模具各部位的完美質量。像曲率改變比較頻繁的模具和凹(āo)槽較(jiào)深的模

具就可(kě)以(yǐ)通過五軸加工中心來加工了,切削刀具(jù)始終都可以使切(qiē)削狀態達到*,刀具可(kě)以使(shǐ)整個加工路徑運動的(de)方向得到*的優化,而刀具在這同時還能夠作直線運動,模(mó)具的曲麵(miàn)中(zhōng)每一部位都會較為完美。

2.5 模具不同幾(jǐ)何形狀的加(jiā)工

應用五軸加工中(zhōng)心對(duì)有三維曲線平麵(miàn)的模具加工時,對模具的切削加工始終保護在*的工作狀態,刀(dāo)具(jù)工作的角度(dù)可以在機床加工的任意區域內被改變,從而完成幾(jǐ)何形模具(jù)的加工。


2.6 模具(jù)斜麵上斜(xié)孔的加工(gōng)

對模具斜麵斜孔進行加工時,利用五軸加工中心能夠通過擺頭式機床擺頭加工的動作,在工件斜麵垂的方麵放置主軸(zhóu),並(bìng)定位於準確的孔位。要想要模具上準確的加工出斜孔,需(xū)要至少兩個線性軸插補運動才可以,而孔位的精度也在這個過程中明顯降低。加(jiā)工斜麵(miàn)孔如用擺台式的五軸加工中心(xīn),動作是通過(guò)機床擺台將模具的(de)斜麵放(fàng)置在同主軸相垂(chuí)的位(wèi)置,主軸其(qí)中一個線性軸的單獨運動斜孔的(de)加工就能完成,可明顯提高孔的精度。

2.7 對模具無方向變化直線的銑削

要想銑削沒有方向變化的一條直線,隻要刀尖劃條(tiáo)直線便可,若是方向需要改變,刀尖劃條曲線便可,刀具刀尖方向(xiàng)被改變,這時再想要直線,就要給這條曲(qǔ)線以必須的補償,應用五軸加工中心(xīn)這點(diǎn)是極其重要的。控製係統若未考慮到刀(dāo)具(jù)的長度,刀具是圍繞軸中心來(lái)旋轉的,刀具的(de)刀尖不能夠固(gù)定,極有可能會移出(chū)當前的工作(zuò)位置,但(dàn)是在五軸加工中(zhōng)心的係統中具備五軸控製功能,在加工模具的操作中,使用五軸控(kòng)製係統雖然刀具的方向被改變,但其刀尖的位置是可以保持不變的,這個(gè)過程中xyz 軸必須的補償運動同時也被自動計算進去,此時加工精度明顯提高。

總之,在(zài)模具加工當中,應用五軸(zhóu)加工中心能避免刀(dāo)具的幹涉,可對普通的三坐標機(jī)床難以加工的複雜零件進行加工,對直紋麵類模具的加工,可采用側銑(xǐ)式(shì)一刀(dāo)成型技術,加工的質量好,效率也高。對於立體型麵,特別是大型的較平的表麵加工時,可通過大直徑端銑刀端接近大型表麵來加工,走刀次數會減少,殘餘高度較小,加工效率和表麵(miàn)質量能夠得到有效提高。對模具多個空間表麵可一(yī)次裝夾來進行(háng)多工序和多(duō)麵加工,使得加工效率提高,還能夠有(yǒu)效提高各個表麵相互位置的精度。應用五軸(zhóu)加工(gōng)中心對模具加工時,對於工件來說,刀具(jù)可始(shǐ)終(zhōng)處(chù)在最為有效(xiào)的切削狀(zhuàng)態下,在某些加工場,能(néng)夠采取大(dà)尺寸刀具來避開相(xiàng)互的幹涉,這種刀具的剛性較好,加工精度與加工效率都(dōu)能夠得到提高。

因此(cǐ),五軸加工中心(xīn)的(de)加工適應性較(jiào)廣,值得廣泛推廣(guǎng)。




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