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五軸加工中心在汽車模具加工中的應(yīng)用有哪些？
目前，CAD系統(tǒng)主要應(yīng)用于汽車零部件的設(shè)計(jì)中，通過(guò)逆向工程和各種試驗(yàn)對(duì)零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)。利用凸輪軟件對(duì)模具復(fù)雜曲面進(jìn)行加工。但是，如何保證設(shè)計(jì)加工的準(zhǔn)確性呢?這就依賴于數(shù)控加工，下面對(duì)五軸加工中心在模具加工中的應(yīng)用與汽車模具質(zhì)量的關(guān)系進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的分析。
深腔模具的加工
在汽車模具制造過(guò)程中，如果要用三軸加工中心實(shí)現(xiàn)深腔模具加工，須加長(zhǎng)刀柄和刀具。但在使用五軸加工中心加工深、陡型腔時(shí)，我們想為模具加工創(chuàng)造更好的工藝條件。我們可以讓這個(gè)工具長(zhǎng)度適當(dāng)減少額外的旋轉(zhuǎn)和搖擺的工件或主軸頭,防止工具之間的碰撞,工具欄和空心墻,減少振動(dòng)和損傷的工具在處理過(guò)程中,延長(zhǎng)工具的使用壽命,大大提高模具的表面質(zhì)量和加工效率。
模具側(cè)壁加工
對(duì)于模具側(cè)壁的加工，三軸加工中心的刀具長(zhǎng)度大于側(cè)壁深度，這也是由側(cè)壁深度決定的。如果刀具的長(zhǎng)度增加，其強(qiáng)度將顯著降低。如果刀具的長(zhǎng)度大于直徑的3倍，就會(huì)出現(xiàn)刀具的現(xiàn)象，工件的質(zhì)量就難以保證。如果采用五軸加工中心加工模具側(cè)壁，主軸或工件的擺動(dòng)可以使刀具和模具側(cè)壁始終呈現(xiàn)垂直狀態(tài)。銑削模具側(cè)壁時(shí)，可使用平面銑刀，提高工件質(zhì)量，延長(zhǎng)刀具使用壽命。
平模的表面加工
在加工模具的平面時(shí)，三軸加工中心需要用球刀完成銑削，以獲得良好的表面質(zhì)量。在這種情況下，需要增加刀具路徑。然而，球端刀中心旋轉(zhuǎn)的線速度幾乎為零，模具加工過(guò)程中刀具的損傷程度較大，刀具的使用壽命會(huì)急劇下降，模具的表面質(zhì)量也會(huì)變差。用五軸刀具加工工件表面可以大大提高刀具壽命，大大提高工件表面質(zhì)量。
模具不規(guī)則表面的加工
對(duì)于曲面不規(guī)則的模具，過(guò)去一般采用三軸加工中心來(lái)完成。刀切模的方向是沿著整個(gè)切削路徑，切削過(guò)程不會(huì)改變。此時(shí)，刀尖的切削狀態(tài)并不能保證模具所有零件的品質(zhì)。
該刀具可通過(guò)五軸加工中心進(jìn)行加工。該刀具可以優(yōu)化整個(gè)加工路徑的方向。同時(shí)，該工具還可以進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)。
加工不同幾何形狀的模具
采用五軸加工中心對(duì)具有三維曲線平面的模具進(jìn)行加工時(shí)，可在機(jī)床加工的任何區(qū)域改變刀具的工作角度，從而完成幾何模具的加工。
模具斜面上斜孔的加工
在加工模具的斜孔時(shí)，五軸加工中心可將主軸放置在工件斜面的垂直一側(cè)，通過(guò)擺頭機(jī)床的擺頭加工動(dòng)作將主軸定位在準(zhǔn)確的孔位上。為了準(zhǔn)確加工模具上的斜孔，至少需要進(jìn)行兩次直線軸插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，在此過(guò)程中大大降低了孔的位置精度。如果用帶擺臺(tái)的五軸加工中心加工斜面孔，其作用是通過(guò)機(jī)床擺臺(tái)將模具的斜面放置在與主軸垂直的位置。斜孔的加工可以通過(guò)主軸的一個(gè)直線軸的單次運(yùn)動(dòng)來(lái)完成，大大提高了斜孔的加工精度。
銑削的直線無(wú)方向改變的模具
如果你想磨直線而不改變方向，你只需要在工具提示處畫一條直線。如果需要改變方向，工具提示可以畫一條曲線。如果你想要一條直線，你需要對(duì)這條曲線進(jìn)行補(bǔ)償。五軸加工中心的應(yīng)用非常重要。如果控制系統(tǒng)不考慮刀具的長(zhǎng)度，刀具就會(huì)繞軸心中心旋轉(zhuǎn)，刀尖不能固定，很有可能會(huì)移出當(dāng)前的工作位置。而五軸加工中心系統(tǒng)具有五軸控制功能。在加工模具的操作中，雖然改變了刀具的方向，但在此過(guò)程中保證了刀尖的位置，并自動(dòng)計(jì)算了XYZ軸所需的補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)，加工精度明顯提高。
總之，在模具加工中，應(yīng)用五軸加工中心可以避免刀具干涉，可以加工普通三維機(jī)床難以加工的復(fù)雜零件。直紋面模具的加工可以采用側(cè)銑一刀成型工藝，加工質(zhì)量好，效率高。對(duì)于三維曲面，特別是大平面加工，大直徑端銑刀可以在接近大曲面的位置加工端面，減少切削頻率，殘余高度小，可有效提高加工效率和表面質(zhì)量。通過(guò)一次裝夾模具的多個(gè)空間曲面，可以實(shí)現(xiàn)多工序多面加工，提高加工效率和各曲面相互位置的精度。采用五軸加工中心加工模具時(shí)，刀具始終能使工件處于有效的切削狀態(tài)。在一些加工領(lǐng)域，可以使用大尺寸的刀具，以避免相互干擾。這種刀具具有較好的剛性，可以提高加工精度和加工效率。
因此，五軸加工中心的加工適應(yīng)性廣，值得推廣。
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