我們再來看一下車銑復(fù)合加工設(shè)備應(yīng)用的領(lǐng)域。他們除了可以應(yīng)用于某些產(chǎn)品的大批量加工,對于一些小批量或單件的生產(chǎn)中,車銑加工設(shè)備也大有用武之地。因其具有至少一個旋轉(zhuǎn)軸的控制能力,至使它的應(yīng)用范圍得以擴(kuò)展,甚至可以替代多坐標(biāo)聯(lián)動加工中心的工作。
下面是車銑加工設(shè)備在葉輪葉片加工中的應(yīng)用。葉片加工作為五坐標(biāo)加工的典型零件類型,有著巨大的市場需求。其實(shí)這類零件大部分都可以在車銑加工中心上來完成,對于一些帶有B軸聯(lián)動的車銑設(shè)備來說,能夠加工的零件類型將更加廣泛。這類設(shè)備不僅具有車削功能,同時也可以完成三到五坐標(biāo)聯(lián)動的銑切工作,隨著機(jī)床硬件的發(fā)展,機(jī)床的剛性得以明顯改善,粗精加工可以一次完成,而且從工藝角度來看,車銑復(fù)合設(shè)備具有零件的裝夾定位簡單、粗加工手段多樣、排屑方便等優(yōu)點(diǎn)。同時車銑設(shè)備在價格方面與同檔次的多軸銑切加工中心相比也越來越接近。因此在車銑復(fù)合設(shè)備上來完成葉輪葉片的加工正逐步成為現(xiàn)實(shí)。
對于普通的CY車銑設(shè)備,可以通過C軸聯(lián)動的方式完成葉片的加工,此類控制系統(tǒng)實(shí)際上是三軸控制系統(tǒng)。通過XZC三軸聯(lián)動來完成型面的加工,無須在機(jī)床上作更多的投入,只需要選擇一個可提供此功能的CAM軟件即可。如圖1所示:
耐磨焊條
圖1
圖2
圖3
對于具有B軸功能的高端車銑設(shè)備來說,通過B軸擺角定位加工或是XYZBC五聯(lián)動加工,還可以獲得更好的加工表面質(zhì)量(圖2)。同時這類設(shè)備還可以完成更復(fù)雜的葉輪葉片的加工(圖3)。
車銑加工設(shè)備多數(shù)都自帶一些編程功能,例如Mazakmatrix系列、HEIDENHAINCNCPILOT3190系列的控制系統(tǒng)都具有人機(jī)對話的交互式編程功能,不僅可以完成兩軸車削,而且還可以完成CY輔助動力頭的常規(guī)銑切加工編程工作,但是,對于一些具有復(fù)雜型面的零件加工就無能為力了。這時只能借助CAM軟件來實(shí)現(xiàn),因此對于車銑復(fù)合尤其是具有雙刀塔的高端車銑加工設(shè)備來說,要發(fā)揮出它應(yīng)有的性能,更離不開CAM軟件的支持。但是,在CAM軟件的應(yīng)用過程中,后處理的制定顯得尤為重要。
由于旋轉(zhuǎn)角度坐標(biāo)的存在,在CAM軟件中進(jìn)行編程操作時,人們習(xí)慣上使用刀尖點(diǎn)的絕對坐標(biāo)編程模式,生成的NC代碼在機(jī)床上運(yùn)行時,需要控制系統(tǒng)具有三維刀具長度補(bǔ)償?shù)墓δ埽ㄈ鐖D4所示),根據(jù)實(shí)際使用的刀具長度L2,控制系統(tǒng)在三維空間上自動實(shí)現(xiàn)刀具長度補(bǔ)償。(注:實(shí)際上控制系統(tǒng)在補(bǔ)償計算時,計算的依據(jù)是L1+L2的值,而L1的值可以在機(jī)床調(diào)試完成后直接在機(jī)床系統(tǒng)參數(shù)中設(shè)定)。如果控制系統(tǒng)沒有三維刀具長度補(bǔ)償功能,則需要事先在對刀儀上測量出刀具的長度,然后在CAM軟件環(huán)境下指定刀具長度參數(shù)后再生成加工程序,實(shí)際上生成的NC代碼中的坐標(biāo)點(diǎn)是回轉(zhuǎn)中心的坐標(biāo),此類程序在應(yīng)用過程中,必須使用指定長度的刀具。(在上世紀(jì)末期,控制系統(tǒng)還不具備三維刀具長度補(bǔ)償功能時,都是使用此種方法來完成五軸坐標(biāo)程序的編制,為方便刀具的使用,機(jī)床主軸上通常增加一個可伸縮的套筒部件,來調(diào)整刀具長度為編程時設(shè)定的刀具長度)。
圖4
圖5
無論是絕對坐標(biāo)編程還是回轉(zhuǎn)中心坐標(biāo)編程,對于車銑中心來說,B軸作為一個聯(lián)動軸還有一個特殊的處理方式,即B軸坐標(biāo)跟隨功能。我們以刀尖點(diǎn)絕對坐標(biāo)編程為例,看一下B軸坐標(biāo)跟隨功能的程序有哪些不同(B軸坐標(biāo)跟隨功能也可以使用回轉(zhuǎn)中心坐標(biāo)程序,這里暫時不做探討)。B軸坐標(biāo)跟隨功能與刀尖點(diǎn)絕對坐標(biāo)編程不同的是坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)(如圖5所示),如果使用B軸坐標(biāo)跟隨功能,Z軸始終跟隨刀具當(dāng)前的位置發(fā)生變化,但始終指向主軸的軸線方向,這樣在解算三維刀具補(bǔ)償?shù)臅r候,控制系統(tǒng)硬件的計算量就相應(yīng)地減少了很多,更多的計算量在CAM軟件下完成。因此這種模式有利于節(jié)省控制系統(tǒng)資源,以滿足復(fù)雜零件加工和高速加工時對控制系統(tǒng)的高要求。下面是使用B軸坐標(biāo)跟隨功能的程序與<