智能制造生产线技术及应用 课件 项目三-3 五轴加工中心认知

五轴加工中心智能制造生产线实训教程学习目标1.认识五轴加工中心机床；2.了解五轴加工中心机床的结构、加工特点；3.掌握五轴加工中心的工作原理；4.培养学生操作过程一丝不苟、精益求精的工匠精神。机床简介五轴联动数控机床是解决叶轮、叶片、船用螺旋桨、重型发电机转子、汽轮机转子、大型柴油机曲轴等加工的重要手段，五轴加工技术已经广泛应用于航空航天、船舶、大型模具制造及军工领域，是目前复杂零件型面精加工的主要解决方法。在数控加工零件时，首先将被加工零件的几何信息和工艺信息数字化，根据零件加工图样的要求确定零件加工的工艺过程、工艺参数、刀具参数，再按数控机床规定采用的代码和程序格式，将与加工零件有关的信息如工件的尺寸、刀具运动中心轨迹、切削参数（主轴转速、进给率、背吃刀量）以及辅助操作（换刀、主轴转动方向）等编制成数控加工程序，然后将程序代码输入到机床数控系统。工作原理1.可以加工一般三轴数控机床不能加工或很难在一次装夹完成加工的连续、平滑的自由曲面，如航空发动机和汽轮机的叶片、螺旋推进器等。如采用三轴数控机床加工，由于其刀具相对于工件的姿态在加工过程中不能改变，加工某些复杂曲面时，就可能产生干涉和欠加工。而用五轴加工由于刀具的轴线可随时调整，避免刀具与工件的干涉，并能一次装夹完成全部加工。2.可以提高空间自由曲面的加工精度、质量和效率。例如三轴加工复杂曲面时，多采用球头铣刀，球头铣刀是以点接触，切削效率低，刀具/工件姿态在加工过程不能调整，一般很难保证用球头上的最佳切削点（即球头上线速度最高点）进行切削。如果采用五轴机床加工，由于刀具/工件姿态在加工过程随时调整，可获得更高的切削速度、切削效率和切削质量。加工特点结构说明1.机械结构：（1）工作台：实现多轴联动，加工出复杂的空间曲面。（2）进给系统：实现X、Y、Z三个方向的进给。（3）主轴系统：以主轴马达驱动主轴之机构。（4）润滑系统：提供滑动界面润滑以减低磨损。（5）机床的冷却系统、排屑系统：自动收集和清除产生的金属屑。工作台进给系统五轴加工中心的应用（1）五轴加工技术在航空航天中的应用航空航天工业的零件加工有很多类型：K板形零件，梁、缘条、肋和壁板等均是此类零件，其特点是长宽比大，内、外缘为空间曲面；框架形零件，异型肋、支架和接头等均是此类，它们的特点是形状复杂，加工量大，工艺性差，如果采取重复装夹的加工方式，效率低，精度无法保证，而在使用五轴联动机床后，可以一次装夹完成所有加工任务，大大提高加工效率和精度；发动机蜗轮、叶片、整体叶轮等复杂曲面形零件，传统的三轴加工无法完成，而高速加工技术的发展使得直接用五轴联动数控机床加工硬质合金整体叶轮成为可能，从而代替传统的电加工，减少了加工复杂程度，简化了工艺，极大地提高了加工效率。五轴加工中心的应用（2）五轴加工技术在模具制造业的应用汽车模具，表面几何形状复杂，凹凸不一，大部分的加工时间消耗在表面外形雕刻上。常用的三轴铣床只能沿着三个轴向运动，对复杂曲面的加工采用圆头面铣刀，不可避免地会在工件表面留下扇形尖点，如改用较小的进给量时会导致加工时间加长，而如用人工方式磨平这些尖点，又是相当费力的工作。用五轴加工机床加工模具，可使用平头面铣刀取代圆头面铣刀，由于同时具备五个轴向的自由度，刀具可保持和工件表面的垂直，不仅切削效率高，同时可加工出符合设计需求的曲面，节省大部分的钳工作业。五轴中心的单机操作开机之前的设置1.了解立式加工中心的主要结构、性能和加工范围；（一）五轴机床需要运行G75X0Y0Z0B0C0FP=2,将五轴机床回到第二参考点(零点不变的情况下，参数14514[3]=X轴=-800.2，14514[4]=Y轴=42.69，14514[5]=Z轴=-37，14514[6]=B轴=0，14514[7]=C轴=0），点亮触摸屏上五轴机床取放料位到位。（二）五轴机床在自动模式下，按下面板机器人按键I7.2为机器人选择按键,按键灯为Q5.2,当灯亮起时为机器人有效,在手动方式下,没有主轴正反转,没有进给保持灯,没有循环启动灯时,按键才有效。（三）切换五轴机床当前运行的程序为（四）数控系统紧贴机床，不然运行产线时会有撞击风险。操作步骤1.打开机床电源总开关并启动数控系统，启动后旋开急停开关。2.检查机床无报警且信号灯为黄色。3.使能4.加工中心需要执行G75X0Y0Z0B0C0FP=2,将加工中心回到第二