導(dǎo)語：茶壺五軸數(shù)控加工研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：分析了茶壺五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工的工藝，通過合理設(shè)置UGCAM的驅(qū)動(dòng)方法、投影矢量、刀軸控制等參數(shù),以茶壺模型為加工對(duì)象給出五軸加工詳細(xì)加工方案，使用UGNX10對(duì)茶壺進(jìn)行五軸加工刀路軌跡設(shè)計(jì)，運(yùn)用定軸和五軸聯(lián)動(dòng)等方法生成NC程序,通過VERICUT仿真軟件進(jìn)行仿真加工,驗(yàn)證程序后再通過實(shí)際機(jī)床進(jìn)行加工,因此縮短了加工時(shí)間,提高了生產(chǎn)效益,保證了產(chǎn)品質(zhì)量,有較強(qiáng)的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：茶壺;后處理;VERICUT;五軸加工

現(xiàn)代智能制造加工的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度要求高，傳統(tǒng)的三軸數(shù)控銑床很難滿足復(fù)雜零件加工的工藝要求，且加工工藝結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工時(shí)間長(zhǎng)，精度要求高，難以保證產(chǎn)品的質(zhì)量。五軸數(shù)控加工的優(yōu)勢(shì)在于，一次裝夾五面加工，刀具避免零線速度加工，保證產(chǎn)品的表面質(zhì)量，可以使用較短的刀具加工陡峭側(cè)壁，對(duì)于直紋面可以利用刀具的側(cè)刃進(jìn)行加工，提高了加工的效率，文中茶壺就是通過五軸數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工。通過對(duì)茶壺定軸的開粗，五軸聯(lián)動(dòng)加工壺內(nèi)腔，內(nèi)腔有倒扣，采用了朝向點(diǎn)刀軸控制，刀具的裝刀長(zhǎng)度也將受影響，在五軸機(jī)床上避免了刀具所受限制，可以改變加工刀軸來避免刀具的伸長(zhǎng)量，本例是通過茶壺介紹了五軸數(shù)控加工。

1茶壺零件的工藝分析

如圖1所示為茶壺模型圖。該產(chǎn)品直徑為115mm，材料為硬鋁，毛坯外形尺寸為120mm×70mm,該零件模型有底座、壺嘴和手把，壺口有倒扣，需注意加工策略安排，其深度為35mm，過程中應(yīng)選擇合理的刀具，根據(jù)零件的特點(diǎn)，編排加工工藝路線，安排加工工序?yàn)槎ㄝS粗加工→定軸局部半精加工→定軸曲面精加工→可變輪廓曲面精加工→壺嘴鉆孔加工→五軸刻字加工。

2茶壺五軸數(shù)控加工刀路編寫與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際加工

2.1毛坯件的裝夾首先在毛坯底部銑床上手動(dòng)鉆4個(gè)M8的工藝孔,其4個(gè)工藝孔用內(nèi)六角螺母固定在夾具上,夾具用T型螺栓固定在工作臺(tái)的T型槽上,然后用扳手鎖緊固定住，如圖2所示。2.2加工座標(biāo)系的確定采用萊鈉克五軸加工系統(tǒng)，其系統(tǒng)帶有刀尖跟隨功能，刀具與工件接觸時(shí)，雙轉(zhuǎn)工作臺(tái)擺動(dòng)，為了保持刀尖與工件始終接觸，機(jī)床會(huì)自動(dòng)調(diào)整XYZ坐標(biāo)軸的移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)，刀具的刀尖始終與零件接觸擺動(dòng)。為了方便加工對(duì)刀，加工座標(biāo)系設(shè)置在工件頂部中心位置。2.3零件加工工序內(nèi)容及刀具創(chuàng)建刀具的創(chuàng)建、刀具的選用應(yīng)從機(jī)床、材料的特性、零件產(chǎn)品的復(fù)雜結(jié)構(gòu)、加工成本等考慮，在導(dǎo)航工具條“機(jī)床視圖”按鈕，分別創(chuàng)建刀具D16平底銑刀，D6平底銑刀，R5、R3球頭銑刀，鉆頭3，雕刻刀0.2。2.4定軸粗加工型腔銑開粗，刀具選用D16三刃平底刀，切削方式為“跟隨部件”，每刀切削深度為1mm，切削參數(shù)設(shè)置為“順銑，深度優(yōu)先”，留0.3mm的加工余量。設(shè)置進(jìn)給參數(shù)，主軸轉(zhuǎn)速為“7000”，進(jìn)給速度為“2800”，如圖3所示。2.5定軸局部半精加工采用型腔銑半精加工，切削方式為“跟隨部件”，刀具選用D6平底刀，每刀切深為0.5mm，參考刀具選擇“D16平底刀”，留0.2mm余量，如圖4所示。2.6壺口內(nèi)腔精加工可變輪廓銑曲面精加工，刀具選用R5球頭銑刀，驅(qū)動(dòng)方式選擇“曲面”，切削模式選擇“螺旋”，步距數(shù)為“150”，投影矢量選擇“刀軸”，刀軸選擇“朝向點(diǎn)”。并輸入朝向點(diǎn)坐標(biāo)為“0，0，5”。設(shè)置進(jìn)給參數(shù)，主軸轉(zhuǎn)速為“10000”，進(jìn)給速度為“2000”，如圖5所示。2.7壺外壁精加工固定輪廓銑曲面精加工，刀具選用R3球頭銑刀，驅(qū)動(dòng)方法選擇“區(qū)域銑削”，非陡峭切削模式選擇“跟隨周邊”，步距數(shù)為“0.07”，刀路方向“向外”，設(shè)置進(jìn)給參數(shù)，主軸轉(zhuǎn)速為“10000”，進(jìn)給速度為“2500”，如圖5所示。2.8鉆孔加工選擇鉆孔加工，刀具選用ZT3鉆頭，指定壺嘴孔，刀軸“指定矢量”，循環(huán)類型為“標(biāo)準(zhǔn)鉆，深孔”設(shè)置切削深度為45mm。設(shè)置進(jìn)給參數(shù)，主軸轉(zhuǎn)速為“1100”，進(jìn)給速度為“100”，如圖7所示。2.9刻字文字是通過UG命令［纏繞與展開］選項(xiàng)，在圓錐曲面做纏繞文字，三軸數(shù)銑機(jī)床在一整圈圓錐面上刻字加工很難完成，采用五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床加工簡(jiǎn)單方便，可變輪廓銑加工，刀具選用雕刻刀0.2，驅(qū)動(dòng)方法選擇“曲線/點(diǎn)”，刀軸選擇“遠(yuǎn)離直線”。部件余量設(shè)置“-0.08”。

3加工仿真

茶壺后處理出來的程序通過軟件Vericut7.3對(duì)NC代碼進(jìn)行仿真模擬，Vericut通過機(jī)床配置與實(shí)際機(jī)床1：1的配置，通過驗(yàn)證NC代碼、刀具軌跡仿真、模型比對(duì)，可以有效地檢查出過切、干涉、碰撞等錯(cuò)誤軌跡。該軟件還可以優(yōu)化刀具路徑、改進(jìn)表面質(zhì)量、延長(zhǎng)刀具壽命、提前預(yù)知NC程序是否安全可靠，文中加工仿真正是利用了這一特性，實(shí)現(xiàn)了NC代碼驗(yàn)證加工。

4結(jié)語

五軸聯(lián)動(dòng)加工技術(shù)廣泛應(yīng)用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)曲面加工,針對(duì)茶壺的特點(diǎn)，對(duì)茶壺零件進(jìn)行了合理的加工工序編排，采用了帶RTCP刀尖跟隨功能萊鈉克系統(tǒng)的五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床，制定了合理的加工路線，選擇鎖零件工藝孔裝夾，保證了零件在安全距離加工，防止刀頭與轉(zhuǎn)臺(tái)的碰撞干涉，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，提高了生產(chǎn)效率。該茶壺模型加工充分地展示了五軸機(jī)床加工的優(yōu)點(diǎn)。通過模擬VERICUT仿真軟件，有效地模擬了刀具路徑軌跡，為后續(xù)在五軸機(jī)床上的實(shí)際加工優(yōu)化了切削參數(shù)與走刀路徑，有效地提高了生產(chǎn)率和保證零件的加工質(zhì)量。

作者:廖曉明 呂輝 單位:河源職業(yè)技術(shù)學(xué)院