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在車銑複合機床上的連續車削加工
日期: 2009-02-23
 
      車銑複合機床加工平臺最吸引人的地方在於,其能夠在一次裝夾調試後全面完成工件的加工。現在,CAM軟體的發展已經可以使配有B軸銑削加工頭的車銑複合機床,在只採用一把刀具的條件下,對工件的內外輪廓表面進行精車削加工。這種新的車床在其精車削加工週期中,只需要一把刀具就能夠一步到位地完成工件內外輪廓表面的連續切削加工,再也不需要使用一系列不同形狀的車刀。
 
      B軸輪廓加工週期軟體是由DP技術公司開發的,包含在該公司的Esprit 2008 CAM套裝軟體之中。該加工軟體採用一種有效的方法,通過B軸的連續旋轉,使刀具隨著輪廓運行,到達那些因刀具幾何形狀而無法接近的區域。採用這種新的加工方法,減少了所需的刀具數量、縮減了刀具的更換和編程時間,同時獲得了更加光滑和沒有臺階痕跡的表面品質。其最終的結果是為加工車間節約了更多的時間和資金。
 
      2007年6月,在California州洛杉磯市的森精機公司技術中心成功地在NT3150型車銑複合機床上進行了B軸輪廓試切削加工。採用Funac控制系統的旋轉工具中心點功能(RTCP)為其刀尖中心輸出NC數控代碼中的座標。RTCP功能必須與輪廓加工週期一起使用,使刀具圍繞其控制點旋轉。B軸輪廓加工週期是建立在Esprit智慧軟體SolidTurn輪廓加工週期之上。主要的不同點在於其B軸技術能夠全面控制B軸旋轉策略的選擇和所允許的B軸角度極限。
 
      在整個車削操作過程中,用戶可以採用兩種策略管理刀具運行的方向。第一種策略是:在刀具與工件表面之間保持一個衡定不變的導向角。這樣,刀具與被切削加工的輪廓之間可以保持最初的導向角。這個最初的導向角相當於B軸加工頭原先刀具方向和輪廓第一元素方向的一個函數。當輪廓的坡度發生變化時,B軸加工頭就會使刀具作出相應的傾斜,使其與工件的表面保持同樣的導向角。刀具的總傾斜坡度除了由軟體的零件/刀具自動防碰撞檢測系統控制以外,還受到用戶定義的導向角範圍限制。採取這個策略可以創造最好的切削加工條件,使刀具與被切削加工表面之間保持一個最佳的角度。然而,這要求B軸的運動達到幾乎完全衡定不變的程度,因為B軸會產生超行程的運動。
 
      第二個B軸旋轉策略是:必要時,只採用刀具傾斜的方式,盡可能減少刀具的旋轉。這個策略可以使刀具保持在最初的方向上,直到刀具達到無法切削的表面為止,此時刀具處於其目前的方向。只有到此時,刀具才可以做出必要的傾斜,並在用戶規定的B軸角度極限範圍內切削這一表面。這個在上述試切削中使用的策略,使B軸的旋轉限制在傳統刀具角度無法切削的區域之內。
 
      這兩種策略都很容易驗證,用戶可以在螢幕上演示刀具軸的向量,以確定加工某一特定零件幾何形狀的最佳策略。在整個切削過程中,用戶可全面控制B軸的旋轉範圍。其中,限制刀具角度的一個方法是,應用用戶定義的最小和最大B軸角度來限制所允許的B軸旋轉範圍。同樣,對於更精密的控制來說,用戶定義的最小和最大導向角可以對刀具局部導向角的允許範圍做出規定。
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