5軸機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)抗疲勞分析:機(jī)械結(jié)構(gòu)疲勞與抗疲勞分析:據(jù)統(tǒng)計(jì),在實(shí)際工程中,機(jī)械部件的疲勞損傷占總故障的50%-90%。疲勞壽命包括兩個(gè)階段:疲勞裂紋形成階段的壽命和疲勞裂紋擴(kuò)展階段的壽命。疲勞損傷是由多個(gè)因素引起的,其中材料的應(yīng)力水平和材料抗疲勞性特性至關(guān)重要。通常表明,高應(yīng)力水平導(dǎo)致較短的壽命,較低應(yīng)力水平則壽命較長;高韌性和度材料在相同條件下具有較長的疲勞壽命。負(fù)載特性如負(fù)載類型、負(fù)載變化幅度、負(fù)載頻率以及平均應(yīng)力幅度等。疲勞的發(fā)展是一個(gè)漸進(jìn)的過程,通常需要一些時(shí)間才能造成傷害,并且在傷害發(fā)生之前不會(huì)出現(xiàn)明顯的跡象,并且由于發(fā)生突然,這是非常危險(xiǎn)的,在設(shè)計(jì)時(shí)就必須給予足夠的關(guān)注。通過五軸加工技術(shù),使工件在復(fù)雜角度再次定位需要進(jìn)行多次的調(diào)試裝卡的問題得以解決。意大利MTT天車式搖籃五軸加工中心配套的MST刀具
五軸加工中心作為自動(dòng)化程度高的智能加工設(shè)備常被用于制造中。五軸加工中心適合加工自由曲面的機(jī)體零部件、飛機(jī)輪船上的渦輪機(jī)零部件和葉輪。我們可以發(fā)現(xiàn)適合五軸加工中心加工的工件都具有曲面程度高,通過一次裝夾難以加工成型的特點(diǎn),因此五軸機(jī)床可以不改變工件在機(jī)床上的位置,對工件的不同側(cè)面進(jìn)行加工,提高棱柱形零件的加工效率。五軸加工中心具有X、Y、Z三個(gè)移動(dòng)軸和任意兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸,相對于傳統(tǒng)的三軸加工中心而言,五軸加工中心的五軸聯(lián)動(dòng)技術(shù)在加工幾何形狀比較復(fù)雜的工件時(shí),刀具能夠在五個(gè)自由度上進(jìn)行定位。車燈模具五軸加工中心五軸加工的機(jī)床要求特別復(fù)雜,因此需要根據(jù)機(jī)床的特殊要求,制作專門的后處理程序。
5軸CNC加工有利的因素是:復(fù)雜零件:此過程允許您加工原本需要鑄造的復(fù)雜零件。如果您有小批量生產(chǎn)或原型,您將能夠在幾周內(nèi)加工零件,而不是等待幾個(gè)月才能完成鑄造。提高刀具壽命:您可以保持恒定的切屑負(fù)載和很佳切削位置,從而提高刀具的循環(huán)時(shí)間和壽命。鉆孔: 5軸加工提供了及時(shí)鉆出具有各種復(fù)合角度的一系列孔的能力。這可以節(jié)省大量時(shí)間——如果您使用3軸機(jī)床,則需要為每個(gè)面使用不同的設(shè)置。碰撞避免:傾斜工作臺(tái)或切削刀具以防止與刀具夾頭發(fā)生碰撞的能力。雖然這種制造工藝在航空航天環(huán)境中很受歡迎,但這些有用的特性已促使更多行業(yè)采用它。受益于這一過程的行業(yè)包括石油和天然氣、醫(yī)療、替代能源和壓縮機(jī)。
五軸加工中心的特點(diǎn):可有效避免刀具干涉;可一次裝卡對工件上的多個(gè)空間表面進(jìn)行多面、多工序加工;對于直紋面類零件,可采用側(cè)銑方式一刀成型;對一般立體型面特別是較為平坦的大型表面,可用大直徑端銑刀端面貼近表面進(jìn)行加工;五軸加工時(shí),刀具相對于工件表面可處于很有效的切削狀態(tài)。零件表面上的誤差分布均勻;在某些加工場合,可采用較大尺寸的刀具避開干涉進(jìn)行加工;應(yīng)用很廣的五軸加工中心是點(diǎn)觸式加工中心。所謂點(diǎn)接觸式加工是指加工過程中以點(diǎn)接觸成型的加工方式,如球形銑刀加工、球形砂輪磨削等.這種加工方式的主要特點(diǎn)是;球形表面法矢指向全空間,加工時(shí)對曲面法矢有自適應(yīng)能力,與線、面接觸式加工相比較,其編程較簡單、計(jì)算量較小,并且只要使刀具半徑小于曲面很小曲率半徑就可避免干涉.因而它適合任意曲面的加工;但由于是點(diǎn)接觸成型,在切削點(diǎn)處切創(chuàng)速度趨近于零,因而切削條件差,加工精度和效率低。五軸加工中心可以通過避免球刀中心線速度為0來獲得更好的表面質(zhì)量。
使用五軸數(shù)控機(jī)床可以在一次裝夾中實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀工件的高速高精度加工。換句話說,刀具可以從任何方向接近工件進(jìn)行數(shù)控加工服務(wù),這是機(jī)床實(shí)現(xiàn)任意角度加工的根本原因。 機(jī)床是控制刀具的位置和姿態(tài)來實(shí)現(xiàn)定制數(shù)控加工的。因此,關(guān)鍵問題是如何描述工具的位置和姿態(tài)在三軸數(shù)控機(jī)床的加工過程中,雖然刀具的位置在不斷變化,但刀具的姿態(tài)是固定的。 但一般來說,五軸機(jī)床是在三軸機(jī)床的基礎(chǔ)上增加了兩個(gè)軸,通常A、B、C軸來表示圍繞X、Y、Z軸的三個(gè)旋轉(zhuǎn)軸。五軸機(jī)床包括A、B和C軸中的任意兩個(gè)軸。在五軸加工中,由于這兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的存在,刀具的位置和姿態(tài)都會(huì)發(fā)生變化。顯然,在主軸上選擇一個(gè)參考點(diǎn)后,刀具的位置可以通過三條直軸的X、Y、Z軸來確定(當(dāng)然,實(shí)際上也考慮了旋轉(zhuǎn)中心到刀尖的距離)。 龍門式五軸加工中心擁有高剛性、高精度的進(jìn)給軸和主軸,雙驅(qū)動(dòng)的回轉(zhuǎn)擺動(dòng)工作臺(tái)。車燈模具五軸加工中心
五軸加工中心的原理,適用帶有角度表面的側(cè)面銑削加工,可消除由球端立銑刀加工導(dǎo)致的肋骨狀紋路。意大利MTT天車式搖籃五軸加工中心配套的MST刀具
很多朋友在認(rèn)知五軸加工中心方面存在一個(gè)誤區(qū),認(rèn)為五軸加工中心就是在三軸加工中心的基礎(chǔ)上,添加2個(gè)旋轉(zhuǎn)軸。這兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸先將切削刀具固定在一個(gè)傾斜位置,再由進(jìn)給軸X、Y、Z進(jìn)行移動(dòng)和加工。這種加工方式實(shí)際上是由于第四軸和第五軸是用來確定在固定位置上刀具的方向,而不是在加工過程中連續(xù)不斷的運(yùn)行。因此這不是真正的五軸聯(lián)動(dòng)技術(shù),3+2軸的加工中心可以滿足普通加工中心無法完成的加工,但這也并不是真正的五軸加工中心。真正的五軸加工中心具備刀點(diǎn)跟隨功能,可以在不改變參數(shù)的情況下,確保刀具的切削點(diǎn)和零件表面接觸,避免造成切削陷坑。整個(gè)路徑運(yùn)動(dòng)過程中可對刀具方向進(jìn)行優(yōu)化,同時(shí)進(jìn)行刀具直線運(yùn)動(dòng)。這樣,在整個(gè)路徑上都可保持切削狀態(tài)。意大利MTT天車式搖籃五軸加工中心配套的MST刀具
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