五轴五联动加工中心在钟表行业中的应用

图4

2 加工实例

　　图5所示零件，是一款高档表的表壳，材料是不锈钢，毛坯40mm×28m×8mm，中间预钻Ø8mm孔，方便下刀。下面24mm×21mm×3mm的槽有两个功能既是装夹位.也是机芯位。

图5

　　WILLMIN-408机床最高转速18000r/min，使用进口Ø13mm玉米铣刀(硬质合金材料)，这样粗加工时，转速就可达4000r/min，进给速度可达500mm/min，并充分利用五轴加工能力，用圆柱立铣刀侧刃加工表壳R60.Omm曲面，用底刃加工毛坯四周材料及开耳处13mm(装表带位)、斜面76°和20°，表壳两侧圆弧面R1.5m和斜面45°粗加工用圆柱立铣刀侧刃，精加工用成形刀，这样既提高了效率又保证了表面质量。编程可直接用G150，方便直观，也可用CAM编程。在玻璃位处，需保证精度，这样装配玻璃后密封性能好，防水性好，可达5ATM，甚至1OATM，要保证与R60mm垂直，必须五轴联动用CAM编程，玻璃位圆角为R1.5mm，故选用Ø3mm立铣刀刀轴矢量控制方式可采用曲面法向(NORMAL),利用投影曲线功能建立刀中曲线，这样底面的加工质量好一些。刀轴矢量控制也可采用相切TANTO()方式，建立直纹曲面，设置刀具直径为Ø0.001mm，这样侧面的加工质量好一些。在五轴联动加工中，进给速度的控制与三轴直线运动不同，三轴中用G94代码表示；五轴联动有轴的旋转运动，为使转动均匀，被加工表面光顺，必须用反比速度，在NUM-1060数控系统中用G93代码表示，每1mm或1°用了多少秒，而且在每个坐标位置都有一个进给速度，这样就保证运动均匀，进给速度由CAM软件生成。整个表壳一次装夹，加工需时1min左右。

　　通过几十款表的加工，总结了一些五轴加工经验：

　　加工曲面时可用固定轴(FIX)矢量方式，类似于三轴加工，但轴矢量倾斜一角度，不平行于任一机床轴，这样用球头刀加工时，避开球头刀的端点切削，因该点的线速度为零，可提高加工效率和表面质量。

　　使用法向(NORMAL)矢量方式时，切点可设定在刀具平面内任意位置，可根据需要指定切点，得到所要曲面，用刀具底面切削的表面质量较好，应尽量采用。

　　 使用切向(TANTO)矢量方式时，最好使用直纹曲面，直纹曲面的方向确定了刀轴方向，故曲面要光顺，不能有褶皱和扭曲。

　　 加工曲面时，可建立其法向面或法线，以用来控制刀轴方向，生成加工程序。

　　 为防止过切，在生成五轴加工程序时，要设置好干涉检查面，并进行刀具轨迹验证及机床模拟，确保无误后，方可使用。(