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五轴加工技术


数字化加工的核心竞争力

五轴加工技术简介
机械与动力工程学院 石 璟
2011-7-12

内容安排
1.五轴加工技术的基本概念
2.五轴加工技术的基本步骤 3.五轴加工中的核心技术

4. 五轴加工视频赏析

五轴加工技术简介

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1.五轴加工技术的基本概念
? 为了满足复杂零件的加工要 求,需要将刀具按照一定的 姿态沿特定的轨迹进行运动 从而形成所需要的几何特征。 ? 空间刚体具有三个平动自由 度和三个转动自由度。 ? 通过三个平动坐标和两个旋 转坐标,就可以表示刀具相 对与工件的位置与姿态
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1.五轴加工技术的基本概念
? 通过X,Y,Z三个正 交坐标,可以确定 刀具在空间中的任 意位置。
? 通过两个旋转轴的 调整,可以确定刀 轴的任意倾角。

? 五个坐标实现定位 和定姿。
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1.五轴加工技术的基本概念

? 双摆头结构
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? 双转台结构

? 摆头转台结构
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1.五轴加工技术的基本概念
? 机床的机械零点
? 机械零点指机床机 械结构上的零点, 有机床本身的结构 所决定,设定后不 可更改。

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1.五轴加工技术的基本概念

? 五轴机床的回转中心 ? 在机床中表示方向的坐标系原点,一般是旋转 轴之间或者旋转轴与主轴的交点
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? 编程坐标系 ? 编程坐标系是描述刀尖点相对于工件位置的坐 标系。
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2.五轴加工技术的基本步骤

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2.五轴加工技术的基本步骤
? 精准的几何模型: ? 是工件几何特征的 精确描述; ? 是优良加工策略的 数据源泉 ? 是加工仿真过程的 实体依据 ? 是尺寸与外形精度 测量的标准

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2.五轴加工技术的基本步骤
? CAM Computer Aided Manufacture ? 解读CAD数据 ? 设定编程坐标系 ? 设定选择刀具 ? 确定加工策略 ? 刀具干涉检查与避让 ? 加工过程仿真 ? 输出刀位信息
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2.五轴加工技术的基本步骤
? 加工过程 的仿真是 对刀具轨 迹的正确 性与高校 性的直接 验证和有 效保证。

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2.五轴加工技术的基本步骤
NC CODE1 CLSF

CLSF
NC CODE2
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2.五轴加工技术的基本步骤

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3.五轴加工中的核心技术
? 坐标系变换技术

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3.五轴加工中的核心技术
RTCP
Definition

? RTCP,即旋转 Rotational Tool Center Point Fidia 刀具中心编程 功能,通过在 海德汉 Tool Centre Point Management NC代码中指定 Real-time Tool Center Point rotation PA 刀具中心点位 置和刀轴矢量, 数控系统可以 根据期望的刀 轴矢量,实现 对刀具中心点 的控制。
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3.五轴加工中的核心技术
? RTCP功能的应用

刀尖点控制
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刀具长度补偿
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3.五轴加工中的核心技术
? RTCP功能的应用

? 刀心点不变可以有避免加工中干涉 问题。
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3.五轴加工中的核心技术
? 刀轴方向插补功能 ? 三维刀轴方向插补

? 二维刀轴方向插补
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3.五轴加工中的核心技术
? 刀轴方向平滑功能

开启方向平滑功能,不仅能有效的提高加工表面 的质量,更能大幅提高加工的效率。
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3.五轴加工中的核心技术
? 传统的直线段插补方式不再适应高质量插补的要求

? 曲面的离散

? 利用小线段进行逼近
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3.五轴加工中的核心技术
? 利用一阶连续的光顺线段将相邻线段进行光顺处 理,从而达到光顺轨迹,提高加工效率的目的

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3.五轴加工中的核心技术
? 前看功能
? 前看功能实际上是一种自适应变速功能

1500

V:mm/min

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Lookahead 机械与动力工程学院

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1400

4.五轴加工视频赏析
? 叹为观止的德国机器 全铝头盔一次成型诞生 ? DMG CTX gamma 2000 TC GILDEMEISTER

? DMG CTX beta 1250 4A
? DMG Simple Show ? DMG CTX Beta 500 TC GILDEMEISTER

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