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改善曲面精度、缩短加工时间、减少装夹次数等优点使5轴加工技术成为现在制造业发展中最为重要的组成部分。因此,它的发展一直牵动着所有制造业者的目光。在欧洲,5轴加工已经相当普及,然而在国内却发展相对缓慢。究其原因,软体功能、程序安全性和使用者的技术经验等都是制约5轴加工技术在国内发展的重要因素。

Vero Software是一家专业的从事制造业CAD/CAM/CAE软件开发的公司,软件产品系列覆盖了注塑模、冷冲模、级进模和鞋模的设计与制造,多轴镭射切割和线切割等,为制造业者提供一体化的解决方案,目前产品正被广泛应用于全球20000多家用户,遍及汽车制造、电子工业、医疗器械、白色家电和航空航天等大部分制造领域。而作为Vero Software系列产品的重要组成部分,Visi-5 Axis Machining给操作者提供了一种生产性的解决方案,针对复杂的3D数据,使用进阶的干涉控制建立高效率的刀具路径,将最大的满足现代5轴加工技术的要求。

VISI为业界提供了独有的3D>5轴转换功能,可以将所有的3D刀具路径直接转换成5轴程序,这将极大地增加原本已极其丰富的5轴策略的数量,从而能够覆盖所有可能的状况。使用这种方式将使得高速加工技术能够被运用于5轴刀具路径。并且这种3D>5轴转换功能提供了智能的干涉检查,在需要时自动倾斜刀具以避开工件。这种半自动类型的刀具路径将极大地加快编程速度,并缩短学习周期。而功能齐备、加工策略丰富、产品系统易学易用,让Visi-5 Axis Machining的使用者能够轻松应对深腔、涡轮叶片和推进器等模具和产品的5轴加工。

例如,在许多复杂模具中,经常会遇到一些深的型腔或峭壁位置,在传统的3轴加工中不得不使用加长刀具和加长杆,甚至需要拆电极进行EDM加工,但是这不仅增加了加工的成本、延长了生产周期,而且增大了刀具的偏摆、多次装夹的误差,从而产生很低的表面质量。通过采用不同的角度切削,主轴头能被降得更低,Visi-5 Axis Machining能够有效侦测干涉,并将自动倾斜刀具和刀把以避开工件或夹治具(见图1)。这种策略的主要优势是能够使用较短的刀具,从而增强刀具刚性、减少振动和偏摆。恒定的切削负载和较高的切削速度能够最终实现延长刀具寿命和产生高品质曲面质量的效果。而在加工较为平坦的区域时,使用带有一定倾斜角度的大直径的牛鼻刀进行切削,能够产生较少数量的刀具路径,从而减少加工时间,并改善曲面的品质。

高曲面质量、位置限制和旋转轴的斜向移动使得涡轮叶片和推进器的加工一直以来被认为是衡量五轴加工技术的标准,而Visi-5 Axis Machining 为成功加工这类零件提供了所有必须的工具。Visi-5 Axis Machining以平均分配的座标建立各条沿着制品的连续的螺旋的刀具路径,使得刀具在切削时获得最规则平顺的接触、稳定的主轴负载和所有5轴最恒定的移动,从而减少不必要的震动对薄筋的冲击。

在5轴加工中,刀具微小的移动都可能会导致5轴机床各轴产生非常大的运动,因为每个运动的动作经过刀具、刀把和主轴而被放大。在出现干涉时,Visi-5 Axis Machining提供了多种平顺的轴运动方式来完成避让干涉的动作。干涉的避让策略包含了刀具沿刀具轴的提刀动作、为刀把干涉倾斜刀具,以及以一个能够避开工件给定方向提起刀具等策略。除了自动干涉避让外,旋转轴也会受限于自定义轴的移动范围,从而防止主轴超出行程。

除了传统的切削模拟,Visi-5 Axis Machining专门针对5轴加工提供了机床的运动模拟。运动模拟能够使用真实的机床尺寸和各轴的旋转或移动范围,对刀具路径的整个运行过程进行机构的安全检查。切削刀具和刀把与毛坯、夹治具和机床上任意其他部件的过切都将被图形化加亮显示,并检测各轴的旋转或移动是否超行程,让使用者获得最为安全的NC程序。

市场上5轴数控机床的配置多种多样,如工作台双摆动、主轴双摆动、工作台旋转与主轴摆动复合运动等多种形式。VISI有着一个庞大的后处理器库,能够适用于市场上大多数的机床。另外,所有后处理器完全能够进行客制化配置以适应不同的需要。例如,输出3+2轴或5轴联动的CNC代码。通过传送平顺和高效的CNC代码给机床控制器,它将减少机床上不必要的加速和减速运动,使得机床的运行能够尽可能的接近于程序中的进给速度,这将有助于机床运行的更快,防止突然性的方向变化,从而消除刀具上过度的压力。

“在引入VISI之后,我们能够很容易发现车间的变化。每件事都变得非常流畅,不会再因为程序的原因而导致更多的中断,机床操作者不再需要一直站在机床旁来排除问题。连续性和可靠性确保我们现在能够比以前更准确的执行计划。”荷兰Plastica Thermoforming公司R&D主管Ton Proost先生如是说。

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