Die XNUMX-Achs-CNC-Bearbeitung von Körpern mit Sonderformen

Mit der rasanten Entwicklung der Luft- und Raumfahrt-, Waffen-, Schiffs-, Automobil- und anderen Maschinenbauindustrie wurde die Struktur der Produktteile immer komplexer und anspruchsvoller. Gewöhnliche 3-Achs-CNC-Bearbeitungszentren können die Bearbeitungsanforderungen nicht mehr erfüllen. Das Aufkommen von 5-Achs-CNC-Bearbeitungszentren hat sich den Anforderungen der Produktfertigung angepasst und ist erfolglos geworden.
Die Richtung der Entwicklung und Popularisierung der Maschinenbautechnologie. Angestrebt ein Sonderformteil mit hinterschnittener Oberfläche (siehe Bild 1), kann das XNUMX-Achs-Klinken-CNC-Bearbeitungszentrum mit Doppeldrehtischen die Bearbeitung aller Vorgänge in einer Aufspannung erledigen, was das Problem der nicht fertigstellbaren gebogenen Teile löst durch dreiachsige CNC-Werkzeugmaschinen. Bearbeitung.

1 Bearbeitungsanalyse von Teilen

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, dass das speziell geformte Körperteil hauptsächlich aus einem U-förmigen umgekehrten Becherkörper, einer Basis und einer Übergangsfläche besteht und die Bearbeitungsmaterial ist 45 Stahl. Der Aufbau scheint einfach, aber aufgrund der hinterschnittenen Oberfläche können die Teile nicht von einer dreiachsigen CNC-Werkzeugmaschine bearbeitet werden. Das CNC-Bearbeitungszentrum mit XNUMX-Achs-Kopplung fügt zwei Rundachsen auf der Grundlage der drei Linearachsen X, Y und Z hinzu, die die Achsrichtung des Werkzeugs entsprechend der Normalenrichtung der bearbeiteten Oberfläche steuern können, so dass es kann komplexe Die gekrümmte Fläche oder die gekrümmte Fläche, die nicht vollständig von drei Achsen bearbeitet werden kann, bearbeiten. Daher müssen die speziell geformten Teile von einem XNUMX-Achs-Gestänge-CNC-Bearbeitungszentrum bearbeitet werden.

2 Parametrische Modellierung von Teilen

Abbildung 2 3D-Modell von speziell geformten Karosserieteilen geometrische Modellierung von Teilen mit der Software CAXA Manufacturing Engineer 2011 [2]

• (1) Verwenden Sie den Absteckbefehl, um eine U-förmige umgekehrte Pfanne zu erzeugen;
  
• (2) Die Basis wird durch Strecken und Hinzufügen von Materialien gebildet;
  
• (3) Verwenden Sie den Übergangsbefehl, um ein vollständiges Fremdkörpermodell zu generieren (siehe Abbildung 2).

3 Bearbeitungsstrategie Planung der Grobbearbeitung von Teilen.

Um die Bearbeitungseffizienz zu verbessern, sollten zuerst die Festachsenfunktion und das Schichtschneiden verwendet werden und der Flachbodenfräser zum Schruppen des Rohlings verwendet werden, um sicherzustellen, dass die großflächige Bearbeitungszugabe in kürzester Zeit entfernt wird.

Halbfertig. Nutzen Sie die Fünf-Achsen-Verbindungsfunktion und übernehmen Sie die Werkzeugbahn, die an die geometrischen Eigenschaften der bearbeiteten Oberfläche angepasst ist, um die Halbschlichtbearbeitung auf verschiedenen Oberflächen durchzuführen, um sicherzustellen, dass der große Rand nach der Schruppbearbeitung entfernt wird, sodass jede bearbeitete Oberfläche eine angemessene und gleichmäßiger Endbearbeitungsrand. Fertigstellung. Um die Genauigkeit, Oberflächengüte und Effizienz der Teilebearbeitung zu gewährleisten, wird schließlich die Fünf-Achs-Gestängefunktion zum Schlichten unterschiedlicher Oberflächen mit einem Kugelkopffräser verwendet.

4 Werkzeugbahngenerierung

Die Generierung von Werkzeugtrajektorien ist ein wichtiges Glied bei der Realisierung der CNC-Bearbeitung von gekrümmten Oberflächen. Eine vernünftige Werkzeugbahn kann nicht nur die Qualität und Effizienz der Oberflächenbearbeitung verbessern, sondern auch die Bearbeitungsmöglichkeiten von CNC-Werkzeugmaschinen voll ausschöpfen [3-6]

Im Endbearbeitungsprozess werden die umgekehrte Oberfläche des U-förmigen umgekehrten Becherkörpers und die obere Oberfläche der Basis unter Verwendung eines 8-Kugelkopffräsers und 8-Achsen-Seitenfräsens bearbeitet, und der U-förmige umgekehrte Becherkörperbecher Oberfläche wird mit einem XNUMX-Kugelkopffräser bearbeitet. Kontur des Welle fein hinzugefügt

Bei dieser speziellen Formkörperbearbeitung wird beim Schruppen ein 3-Achsen-Planflächen-Schruppen verwendet, und der Rohling wird in Schichten mit einem 8-Flachbodenfräser bearbeitet. Das Schruppen im ebenen Bereich kann effizient große Ränder entfernen und Bedingungen für die Halbschlichtbearbeitung schaffen. . Die Werkzeugbahn ist in Bild 3 dargestellt. Beim Vorschlichten verwenden die U-förmige Unterschnittfläche des Topfkörpers und die Oberseite der Basis einen 8-Kugelfräser, der 3-Achsen verwendet, um die Trajektorie zu erzeugen und dreht sich auf XNUMX-Achs für XNUMX-Achs-Seitenfräsen. Mit dem XNUMX-Achs-Seitenfräsen können bessere Ergebnisse erzielt werden. Die Oberfläche kann die Schnittleistung verbessern und das Schneiden des Werkzeugs mit Nullgeschwindigkeit während des Bearbeitungsprozess. Der Winkel zwischen Werkzeugachse und Bearbeitungsfläche kann durch Einstellung der Bearbeitungsparameter gesteuert werden. Die Parametereinstellungen der Werkzeugachsensteuerung sind in Abbildung 4 dargestellt. Das Halbschlichten der inneren Topfoberfläche des U-förmigen umgekehrten Topfes verwendet einen 8-Kugelkopffräser mit parametrischem 3-Achsen-Linienschlichten. Auch die Übergangsfläche wird durch XNUMX-Achs-Seitenfräsen bearbeitet. Feine Zugabe von Teilen
Der Werkzeugweg ist in Abbildung 6 dargestellt.

5 Simulationsbearbeitung von Teilen

Nachdem die Werkzeugpositionsdatei des Teils generiert wurde, wird sie durch die Einstellung für die Mehrachsen-Nachbearbeitung in ein Standard-NC-Programm umgewandelt, und dann wird das generierte NC-Programm in die NC-Simulationsbearbeitungssoftware VERICUT7.0 für die Simulationsbearbeitung importiert des Teils. Die während der Simulationsbearbeitung konstruierte Werkzeugmaschine sollte mit der tatsächlichen Werkzeugmaschinenstruktur übereinstimmen, und auch die Einbauposition der Teile sollte mit der tatsächlichen Werkzeugmaschinenposition übereinstimmen. Durch die Simulationsbearbeitung kann die Rationalität der Werkzeugbahn überprüft, das Interferenz- und Kollisionsphänomen im tatsächlichen Bearbeitungsprozess überprüft und die Korrektheit der Nachbearbeitungseinstellungen und des generierten CNC-Bearbeitungsprogramms überprüft werden, wodurch die Werkzeugweg und Reduzierung der eigentlichen Bearbeitung der Teile. Die Fehlerquote hat die Bearbeitungseffizienz und Genauigkeit der Teile verbessert.

6 Tatsächliche Bearbeitung von Teilen auf Werkzeugmaschinen

Nachdem die Simulationsbearbeitung des Teils bestanden ist, kann das optimierte CNC-Bearbeitungsprogramm zur tatsächlichen Bearbeitung des Teils in die eigentliche Werkzeugmaschine importiert werden. Das CNC-Bearbeitungszentrum mit zwei Drehtischen und fünf Achsen, das bei der eigentlichen Bearbeitung von Teilen verwendet wird, kann die C-Achse kontinuierlich im Bereich von 0° bis 360° drehen und die A-Achse kann im Bereich von -10° hin und her schwenken auf 100°. Der Rohling wird mit drei auf dem Drehtisch montierten Krallen direkt gespannt und alle Teile werden in einer Aufspannung bearbeitet. Nach der Prüfung werden die Maßhaltigkeit und Oberflächenqualität qualifiziert. Das bearbeitete Objekt ist in Abbildung 8 dargestellt.

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