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在选择五轴加工中心需要考虑哪些主要因素。
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01 结构决定设备性能 - [0 h5 F [) y# `9 j$ ^+ E8 A
五轴加工中心有各种 各样的结构，机床的结构设计从基础上决定了设备的性能，决定了机床的刚性、加工精度、稳定性、可操作性等等。 1 a- d3 _/ t: u6 s' Y: x+ C& a
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主要应考虑以下方面： 1）线性轴在移动时不合并叠加 2）切削回路短的设备刚性好 3）倾斜旋转轴是否是DD马达 4）是否为5轴联动 5）5轴接近性 , N# \$ ~1 B- g1 P$ i$ w
牧野的D200Z/D800Z/a500Z系列五轴加工中心采用了“Z”型高刚性工作台结构，如下图所示，工作台无需两端支撑，大直径倾斜轴承，工件重心B在A内。与传统单支撑结构相比，弯曲量d极微小，力臂L更短。 B6 q- S* B" p
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这种倾斜轴结构，可实现与3轴加工中心媲美的高精度加工。即使装载并旋转重工件，也可将工作台的挠曲量控制在最小限度，同时，高刚性轴承及直接驱动电机还可实现振动较小的高精度顺畅旋转。另外还有着优异的空间接近性。 8 s+ i4 c2 k2 U3 J6 U" E
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倾斜轴结构优异的空间接近性 . i. K) G5 R1 N- P% h+ Q+ S& P
02 倾斜旋转轴精度 - y# W) E" w& h7 d9 V3 H1 l
机床的加工精度直接受到旋转轴精度的影响，以牧野D800Z机床来了解倾斜旋转轴精度对加工精度的实际影响。 1°= 60′ 1′= 60″ 1°=3600″ D800Z机床B/C轴的最小分辨率为0.0001度，也就是0.36″，定位精度为±3″，通过下面的计算示意图，我们就可以知道产生的精度误差。 3 O9 Y8 \+ B4 M) Z) ?$ d, F c
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03 干涉防撞 7 a& H, S* W' Q# h& }! m/ Q
干涉防撞是5轴加工中不可忽视的问题，除了采用电脑端的软件干涉检查以外，牧野的五轴加工中心标配有机床在线实时仿真CSG功能，即使在手动模式也可以防止干涉。 - N3 b9 D/ _% @; E* a
在线实时仿真CSG功能，在加工前可事先检查可能的工装错误或刀具长度的设置错误，以便将运行中的紧急停止降低至最小限度。运行中基于事先校对调整的数据、以及数控控制装置内的坐标、偏移值等读取位置信息，预测干涉可能性。一旦机床停止运行时，可即时显示状况画面、并确认所预测的干涉部位及轴的动作方向。
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04 旋转中心校正 2 m" b* b" ]) [5 b
因环境和温度变化等导致的旋转中心变化，会影响五轴加工精度，应能通过探头自动进行校正，3轴/分度/5轴加工精度验证加工，接刀误差<±4μm。 + s8 x+ L# c* P7 R# C; [
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使用探头自动校正5轴旋转中心
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3轴/分度/5轴加工精度验证加工 . @9 K$ E* C! o5 V6 h0 ^. D! _$ ]
05 联动精度 " V9 }' K% H- W
五轴加工中心的联动精度是多因素结果的体现。以牧野D200Z为例，列举加工案例来提供联动精度参照。 & q' D" |5 Z7 _2 f- T1 Q
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加工设备：D200Z CAM：FFCAM 工件材料：NAK80(40HRC) 工件尺寸：140x140x35mm 型腔：清角R0.22mm，深度20mm 加工时间：1H35min/pocket 刀具：7把6种 联动精度：位置精度±2μm，形状精度±3μm
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06 工艺支持 五轴加工中心的加工工艺决定了能否最大化发挥设备的性能。比如使异形刀具，可使得加工效率得到大幅度提升。
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加工案例：效率提升6倍！ 材料：YXR33(58HRC) 形状及尺寸：如下图，深度30mm，拔模角2°，清角R3mm 0 k# l2 u3 |, _6 I6 ]* u
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发表于 2022-10-18 10:57:38
