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五轴等高加工(Five Axis
Zlevel)
自动刀轴摆角的计算
最大壁高设为 1
刀轴自动倾角(C) 的计算基于 : 最大壁高(A) 及 最小间隙 (B)
最大壁高设为 3
最大壁高设为 2
可变轴加工是相对于固定轴加工而言，指在加工过程中，刀轴的轴线方向可变，即可随 着加工表面的法线方向不同而相应改变，从而改善加工过程中刀具的受力情况，放宽对 加工表面复杂性的限制，使得原来用固定轴加工时为陡峭的表面变成非陡峭表面而一次 加工完成。
多轴加工的优点
减少了零件装夹次数，减少定位误差，缩短了 辅助时间。 可以加工三轴加工无法加工的区域。 可以用更短的刀具实现零件的加工。 可以用堆度刀代替圆柱刀进行零件的加工。 改善切削条件，提高加工效率。
• 多轴联动加工 n 在零件的实际切削过程中，至少有一个 旋转轴同时参与了X、Y、Z轴的运动。 包括轮廓加工和顺序铣加工方法。
三、可变轴轮廓铣及五轴等高加工
(Variable Contour & 5 Axis Z-Level)
•可变轴轮廓铣Contour Profile操作可以通过设定Floor和Wall来产生一 个直纹面侧壁的加工操作，使用刀具侧刃作为切削刃。在选择Floor后， NX可自动推断出Wall。也可以不选择自动推断出的Wall面，而手工指定需 要加工的Wall。刀具轴稳定持续变化可保证加工刀路平稳。
数控加工技术应用的主要趋势
1 高速数控机床与高速切削技术成为主流 2 多轴联动与复合化数控加工需求增多1· 3 加工仿真从数值仿真向动力学仿真发展 4 数控装备与加工工艺及切削数据库结合
UG软件作为当今先进的CAD/CAM软件，无论是建模还是编程都具备强 大的功能，广泛应用在航空发动机的设计和制造过程中。可以完成平面铣 、固定轴 、多轴铣、车加工等多种类型的数控程序的编制。目前该软件的 编程方法已经在众复杂零件研制过程中得到应用，对于完成零件的研制任 务发挥了积极作用。
二、多轴加工基本概念
固定轴加工指刀轴或工件的方位是固定的且不会在加工操作过程中发生变化 多轴加工意味着至少一条旋转轴参与切削动运,但 §使用多轴机床并不一定意味着旋转轴一定与其它轴联动 §在许多情况下,旋转轴的作用是对刀具或工件进行定位,然后进行固定轴加工,例如：大 部分机械零件、发动机壳体,齿轮箱、模具加工
工件设定需要考虑的因素 §线性轴行程的极限位置 §移动部件间的碰撞
刀轴方向始终与线性轴(Z轴)平行 §适合刀轴需要频繁来回移动的切削场合 ,例如钻孔及攻丝
Z X
C
B
非正交,B轴在YZ平面内并成45度夹角
3、双摆头式
§工作台可绕两旋转轴旋转
§适合大型工件 §工件设定容易 §需考虑刀长因素
4、龙门式双摆头,三主轴
主要内容
一3 前言 二 多轴加工基本概念 三3 可变轴轮廓铣及五轴等高加工 四 投影的概念及原理 五3 曲面流线加工 六 可变轴曲面加工的刀轴矢量控制
一、前言
航空发动机作为飞机的心 脏，与飞机上其他零部件有着 截然不同的结构特点，其零部 件种类可分为轴类、盘类、叶 片类、机匣类和壳体类等。轴 类和盘类零件基本属于回转体 类零件，它们的机械加工主要 通过车削加工成形；叶片类、 机匣类和壳体类零件主要通过 铣削进行机械加工成形。
多轴加工机床的种类和配置
C型 (C Frame) 龙门铣 (Gantry) 双转台 (Dual Rotary Table) 双摆头 (Dual Swiveling Heads) 转台+摆头 (Table Head) 非正交型 (Non-Orthogonal) 车铣复合 (Turn – Mill)
1、C型 转台 – 摆头式 配置
§适合巨型工件,重型作业 §可同时加工三个工件 §需考虑刀长因素
5、非正交结构机床
§ 两旋转轴成45度夹角。 § 非正交双旋转工作台结构机床。 § 非正交单旋转工作台、单旋转主轴头结构机床。
加装工作台
好的零活性
§旋转轴累加于线性工作台上 §必须确保安装及设定的精确 §需考虑为安装移动控制单元预留额外的空间
旋转工作台制造商可能与机床制造商不同.因此需要理解线性轴与旋转轴如何实现同步
6、车铣复合
消除了在车床及铣床上分别 加工所需要的多步设定操作
§适用于以车削为主的加工 §铣削操作可能没有铣床更加高效
根据加工工件的特性选择合适的机床
多轴加工机床的使用方式
• 多轴定位加工 n 在进行零件的加工时，旋转轴先转到一 固定方位，然后进行实际切削，此时旋 转轴不运动。切削完成后，旋转轴再转 到另一固定方位，进行另一方位的实际 切削。
航空发动机零部件生产制造的特点
1 高性能——广泛应用新型难加工材料 2 轻量化——大量采用整体薄壁结构 3 精密化——加工精度不断提高 4 高效化——加工速度与效率 5 可靠性和经济性——工艺、加工质量和成本
新一代装备数控加工必须直面这些挑战，在数控工艺中有正确的思路，抓住重点 ，突破关键工艺技术，才能保证产品的加工质量和效率。
可变轴轮廓铣
v自动壁识别 (Automatic all) v侧倾角 (Tilt angle) v底部轮廓跟踪 (Follow Bottom Wall) v轴向向下偏置 (Offset) v自动辅助底面 (Automatic Auxiliary Floor) (Perpendicular to the access vector)及参考自动辅助底 面进行径向及轴向多刀切削 v指定辅助底面及参考指定的辅助底面进行径向 及轴向多刀切削 v自动辅助底面与指定辅助底面组合使用 v轴向偏置与辅助底面的组合使用 v轴向偏置与自动辅助底面的组合使用
工作台只绕C轴转动 §适合轻型及中等重量工件 §工件移动范围最小化 §各轴累加的负面效果最小化
主轴头 §当主轴绕Y轴摆动时,工作台需 要额外的X 方向移动 §刀具越长,需要的额外X向移动距离越大 §存在刀长问题
X Z
2、双转台式
工作台可绕两旋转轴旋转 §适合轻型工件 §存在工作台累加及精度问题 §削减机床刚性 §当发生转动时,需要额外的X,Y及Z轴的 线性移动