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1、多轴加工技术多轴加工技术第一章认知数控多轴加工浙江机电目录数控多轴加工机床多轴加工工艺与基本操作12一、数控多轴加工机床u数控多数控多轴加工特点加工特点（1）可以一次装）可以一次装夹完成多面多方位加工，从而提高零件完成多面多方位加工，从而提高零件的加工精度和加工效率。的加工精度和加工效率。（2）由于多）由于多轴机床的刀机床的刀轴可以相可以相对于工件状于工件状态，而改，而改变，刀具或工件的姿刀具或工件的姿态角可以随角可以随时调整，所以可以加工更整，所以可以加工更加复加复杂的零件。的零件。（3）具有）具有较高的切削速度和切削高的切削速度和切削宽度，使切削效率和加度，使切削效率和加工表面工表面质量得
2、以改善。量得以改善。（4）多）多轴机床的机床的应用，可以用，可以简化刀具形状、从而降低刀化刀具形状、从而降低刀具成本。具成本。（5）在多）在多轴机床上机床上进行加工行加工时，工件，工件夹具具较为简单。浙江机电数控四数控四轴联动机床机床浙江机电图1.1 四轴联动数控机床特点：特点：数控四轴联动机床有三个直线坐标轴和一个旋转轴（数控四轴联动机床有三个直线坐标轴和一个旋转轴（A A轴或轴或B B轴），并且四个坐标轴可以在计算机数控（轴），并且四个坐标轴可以在计算机数控（CNCCNC）系统的控制下同）系统的控制下同时协调运动进行加工。时协调运动进行加工。数控五轴联动机床DMU 60 monoBLOCK
3、五轴数控镗铣加工中心双摆台形式双摆头形式一摆台一摆头形式浙江机电多轴加工技术多轴加工技术多轴加工技术多轴加工技术u主轴速度和刀具具有非常高的刀尖线速率 Very high tip velocity-mainly a function of spindle speed and cutter sizeu小步距，更多的加工步骤 Small step-over,requiring more machining sequences u恒定的切削负载和切削量 Constant loading/volume removal rateu避免切削方向的突然变化 Avoidance of sharp direct
4、ion changes特点特点浙江机电多轴高加工技术多轴高加工技术多轴高加工技术多轴高加工技术u减少数控机床的加工时间和成本 Reduce CNC machining time and cost Reduce CNC machining time and costu改进曲面精加工质量，减少或省去手工打磨工序 Improve surface finish and reduce or eliminate hand finishing Improve surface finish and reduce or eliminate hand finishingu直接加工高硬度材料 Enable mach
5、ining of harder materialsEnable machining of harder materialsu减少电火花加工 Reduce use of EDMReduce use of EDM特点特点浙江机电多轴加工技术多轴加工技术多轴加工技术多轴加工技术轴表轴表五轴：五轴：3 3个线性（个线性（linear axislinear axis）2 2个旋转轴（个旋转轴（rotary axisrotary axis）浙江机电多轴加工技术多轴加工技术多轴加工技术多轴加工技术u三轴加工三轴加工刀轴矢量沿着整个切削路径过程始终不变刀轴矢量沿着整个切削路径过程始终不变控制路径轴控制路径轴
6、X X、Y Y、Z Z浙江机电多轴加工技术多轴加工技术多轴加工技术多轴加工技术u3+2轴加工轴加工刀轴矢量可改变，但固定后沿着整个切削路径过程不变刀轴矢量可改变，但固定后沿着整个切削路径过程不变控制路径轴控制路径轴 X X、Y Y、Z Z 参与旋转轴参与旋转轴A(B)A(B)、CC浙江机电多轴加工技术多轴加工技术多轴加工技术多轴加工技术u五轴联动五轴联动整个切削路径过程刀轴矢量可根据要求整个切削路径过程刀轴矢量可根据要求而改变而改变控制路径轴控制路径轴 X X、Y Y、Z Z 控制旋转轴控制旋转轴A(B)A(B)、CC浙江机电多轴加工技术多轴加工技术多轴加工技术多轴加工技术u五轴联动优点五轴联
7、动优点uu一次装夹完成三轴加工多次装夹才能完成的加工内容。如斜顶、滑块一次装夹完成三轴加工多次装夹才能完成的加工内容。如斜顶、滑块和电极。和电极。浙江机电多轴加工技术多轴加工技术多轴加工技术多轴加工技术u用更短的刀具伸长加工陡峭侧面，提高加工的表用更短的刀具伸长加工陡峭侧面，提高加工的表面质量和效率。面质量和效率。浙江机电多轴加工技术多轴加工技术多轴加工技术多轴加工技术uu直纹面或斜平面可充分利用刀具侧刃和平刀底面进行加工，直纹面或斜平面可充分利用刀具侧刃和平刀底面进行加工，加工的效率和质量更高。加工的效率和质量更高。浙江机电多轴加工技术多轴加工技术多轴加工技术多轴加工技术u五轴加工和高速加工
8、结合，使模具加工逐步告别五轴加工和高速加工结合，使模具加工逐步告别放电加工，并改变模具的零部件和制造工艺，大放电加工，并改变模具的零部件和制造工艺，大大的缩短模具制造周期。大的缩短模具制造周期。二、多轴加工工艺与基本操作u多轴加工工件多轴加工工件浙江机电二、多轴加工工艺与基本操作u多多轴定位加工特点定位加工特点浙江机电多轴定位加工是指两个旋转轴根据不同需要转动到一定的角度，然后锁紧进行加工。二、多轴加工工艺与基本操作u工装工装夹具具浙江机电轴类零件组合夹具二、多轴加工工艺与基本操作u柔性柔性夹具具浙江机电柔性夹具的应用 柔性夹具是在成组柔性夹具是在成组柔性夹具是在成组柔性夹具是在成组工艺基础上
9、，用标准化、工艺基础上，用标准化、工艺基础上，用标准化、工艺基础上，用标准化、系列化的夹具零部件拼系列化的夹具零部件拼系列化的夹具零部件拼系列化的夹具零部件拼装而成的夹具。它有组装而成的夹具。它有组装而成的夹具。它有组装而成的夹具。它有组合夹具的优点，比组合合夹具的优点，比组合合夹具的优点，比组合合夹具的优点，比组合夹具有更好的精度和刚夹具有更好的精度和刚夹具有更好的精度和刚夹具有更好的精度和刚性，更小的体积和更高性，更小的体积和更高性，更小的体积和更高性，更小的体积和更高的效率，因而较适合柔的效率，因而较适合柔的效率，因而较适合柔的效率，因而较适合柔性加工的要求，常用作性加工的要求，常用作性
10、加工的要求，常用作性加工的要求，常用作数控机床夹具数控机床夹具数控机床夹具数控机床夹具二、多轴加工工艺与基本操作u多多轴加工刀具加工刀具浙江机电浙江机电金属陶瓷刀具金属陶瓷刀具陶瓷刀具陶瓷刀具立方氮化硼立方氮化硼聚晶金刚石刀具聚晶金刚石刀具二、多轴加工工艺与基本操作u多多轴刀柄系刀柄系统7：24锥度的工具系统二、多轴加工工艺与基本操作uHSK系系统 浙江机电 HSK刀柄系统二、多轴加工工艺与基本操作uKM 系系统浙江机电 该刀柄的结构与HSK刀柄相似，也是采用了空心短锥结构，锥度为1/10，并且也是采用锥面 和端面同时定位、夹紧工作方式。如图主要区别在于使用的夹紧机构不同，KM的夹紧结构已申请
11、了美国专利，它使用的夹紧力更大，系统的刚度更高。不过由于KM刀柄锥面上开有两个对称的圆弧凹槽(夹紧时应用)，所以相比之下显得单薄，有些零件的强度较差，而且它需要非常大的夹紧力才能正常工作。另外，KM刀柄结构的专利保护限制了该系统的迅速推广应用二、多轴加工工艺与基本操作u数控多数控多轴机床基本操作机床基本操作浙江机电 图数控系统的控制轴数控多轴机床基本操作u操作面板操作面板浙江机电HEIDEHAIN iTNC530操作面板数控多轴机床基本操作u操作模式功能操作模式功能键浙江机电键操作模式操作模式功能功能编程编程和修改程序程和修改程序测试运行无运无运动程序程序测试/有有图形支持或无形支持或无图形支
12、持形支持几何尺寸是否相符几何尺寸是否相符数据是否缺失数据是否缺失手动移移动机床机床轴显示示轴坐坐标值工件原点工件原点设置置手轮用用电子手子手轮移移动工件原点工件原点设置置用MDI模式定位输入数控系入数控系统立即立即执行的定位行的定位语句或循句或循环将将输入的程序段保存入的程序段保存为程序程序程序运行单段运行逐程序段运行程序，每个程序段用逐程序段运行程序，每个程序段用Start（开（开始）始）键开始开始程序运行全自动按下按下START EXT（机床启（机床启动按按钮）后程序）后程序连续运行运行smarT.NC编程和修改程序程和修改程序测试运行运行程序运行，全自程序运行，全自动/单程序段程序段编辑
13、刀具表刀具表数控多轴机床基本操作u机床的手机床的手动操作操作u1开机和关机开机和关机（1）开机）开机开启控制系开启控制系统和机床和机床电源。源。TNC将自将自动进行如下初始化：行如下初始化：1）内存自）内存自检，自，自动检查TNC内存。内存。2）电源掉源掉电，TNC显示出示出错信息信息“电源掉源掉电”清除清除该清息。清息。3）转换PLC程序，自程序，自动编译TNC的的PLC程序。程序。（2）关机）关机为防止关机防止关机时数据数据丢失，需要用如下方法关失，需要用如下方法关闭操作系操作系统。1）选择“手手动操作操作”模式。模式。2）选择关机功能，用关机功能，用YES软键再次确再次确认。3）当）当T
14、NC的的弹出窗口出窗口显示示“Now you can switch off the TNC”现在可以关在可以关闭TNC系系统了字了字样时，切断，切断TNC电源。源。浙江机电数控多轴机床基本操作u2.移移动机床机床轴（1）用机床）用机床轴方向方向键移移动（2）增量式点）增量式点动定位定位采用增量式点采用增量式点动定位，可按定位，可按预定的距离移定的距离移动机床机床轴。3.主主轴转速速S、进给率率F和和辅助功能助功能M在在“手手动操作操作”和和“电子手子手轮”操作模式下，可用操作模式下，可用软键输入入主主轴转速速S、进给速率速率F和和辅助功能助功能M，三者参数，三者参数输入入方式相同，下面以主方式
15、相同，下面以主轴转速速为例例说明。明。（1）按）按S软键输入主入主轴转速。速。（2）输入所需主入所需主轴转速并用机床的速并用机床的START（启（启动）按）按钮确确认。浙江机电数控多轴机床基本操作u（四）程序文件的（四）程序文件的调用与用与编辑浙江机电文件管理器数控多轴机床基本操作u（2）创建和建和编写程序写程序1 1）创建新零件程序）创建新零件程序 必须在程序编辑操作模式下输入零件程序。创建程必须在程序编辑操作模式下输入零件程序。创建程序举例：序举例：a.a.按按 键，选择程序编辑操作模式。键，选择程序编辑操作模式。b.b.要调用文件管理器，按要调用文件管理器，按PGM MGTPGM MGT
16、键。键。c.c.选择用于保存新程序的目录，输入新程序名并用选择用于保存新程序的目录，输入新程序名并用ENTENT键确认。键确认。d.d.要选择尺寸单位，按要选择尺寸单位，按MMMM或或INCHINCH软键。软键。TNCTNC切换屏幕布局并启动切换屏幕布局并启动BLK BLK FORMFORM（毛坯形状、工件毛坯）定义对话框。（毛坯形状、工件毛坯）定义对话框。e.e.选择工作主轴的坐标轴，例如选择工作主轴的坐标轴，例如Z Z。f.f.定义毛坯形状：最小角点，依次输入最小点的定义毛坯形状：最小角点，依次输入最小点的X X、Y Y、Z Z坐标并用坐标并用ENTENT键键确认每一个输入值。确认每一个输
17、入值。g.g.定义毛坯形状：最大角点，依次输入最小点的定义毛坯形状：最大角点，依次输入最小点的X X、Y Y、Z Z坐标并用坐标并用ENTENT键键确认每一个输入值。确认每一个输入值。举例：在举例：在NCNC程序中显示毛坯形状。程序中显示毛坯形状。浙江机电数控多轴机床基本操作u编程零件程序程零件程序软键浙江机电数控多轴机床基本操作浙江机电钻孔零件图数控多轴机床基本操作浙江机电参考程序：0 BEGIN PGM 6BAS151 MM1 BLK FORM 0.1 Z X+0 Y+0 Z-202 BLK FORM 0.2 X+100 Y+100 Z+0 工件毛坯定义3 TOOL CALL 1 Z S2
18、200 刀具调用4 L Z+100 R0 FMAX M3 第二安全高度5 L X+20 Y+30 R0 FMAX 孔16 L Z+2 R0 FMAX7 L Z-5 R0 F250 钻孔8 L Z+2 R0 FMAX9 L X+75 R0 FMAX 孔210 L Z-511 L Z+2 R0 FMAX12 L X+50 Y+70 R0 FMAX 孔313 L Z-514 L Z+100 R0 FMAX M3015 END PGM 6BAS151 MM数控多轴机床基本操作u保保护和和删除除MDI中的程序中的程序通常通常MDI文件只用于文件只用于临时所需的小程序。所需的小程序。虽然如此，如果需要也可以用然如此，如果需要也可以用如下步如下步骤将其保存起来：将其保存起来：（1）选择“程序程序编辑”操作模式；操作模式；（2）按下）按下PGM MGT程序管理程序管理键，调用文件管理器。用文件管理器。（3）按）按选择键将高亮条移至将高亮条移至MDI文件上。文件上。（4）按）按COPY（复制）（复制）软键，选择文件的复制功能。文件的复制功能。（5）输入要保存入要保存MDI文件中当前内容的文件名。文件中当前内容的文件名。（6）按）按执行行键，复制文件。，复制文件。（7）按下）按下END（结束）束）软键，关，关闭文件管理器。文件管理器。浙江机电