扭波導(dǎo)芯軸的五軸加工策略分析

劉 靜， 張邦平， 陳 靜

（成都四威高科技產(chǎn)業(yè)園有限公司， 四川 成都 611731）

引言

圖1 扭波導(dǎo)零件

1 數(shù)銑工序加工策略優(yōu)化

充分考慮數(shù)控銑加工中可能存在的各類問題，針對影響該產(chǎn)品加工質(zhì)量的關(guān)鍵因素[2]，制定了以下解決方案：

1）該小型扭波導(dǎo)芯軸的加工過程在五軸加工中心機床上進行。

2）運用MasterCam 等編程軟件編制數(shù)控刀軌文件，根據(jù)數(shù)銑工序的毛坯（見圖2）建立軟件毛坯模型，優(yōu)化切削參數(shù)，避免空刀軌，提高加工效率。

圖2 數(shù)銑工序毛坯

3）曲面部位粗加工采用直徑Φ10 mm 的圓鼻銑刀，采用小吃刀深度、高速切削進給的高速銑加工方式，在不影響加工效率的同時，降低銑削力，減少加工變形。

4）直紋面處暫不做粗加工，保持為毛坯狀態(tài)，并保證毛坯強度，為上端曲面部位的半精加工和精加工提供可靠支撐（見圖3），確保加工精度。

5）采用直徑Φ2 mm 的球頭銑刀，利用五軸定軸加工策略，將A 軸擺動到一固定角度，然后通過X、Y、Z、C 四個軸聯(lián)動，增大了刀具球頭與工件銑削接觸點的線速度，實現(xiàn)了曲面部位半精加工，從而提高了銑削加工表面質(zhì)量。

6）采用與半精加工相同的五軸加工策略，降低步進量、提高精加工路徑分布密度、主軸轉(zhuǎn)速等參數(shù)，以使產(chǎn)品達到更好的表面質(zhì)量和加工精度，優(yōu)化省略鉗工拋光工序。

7）采用Φ4 mm 端銑刀3+2 固定軸五軸加工各直紋面，同樣采用小吃刀、高速進給加工的高速銑加工參數(shù)，減小切削力，避免發(fā)生加工共振現(xiàn)象，提高零件表面質(zhì)量。

8）采用VECICUT 仿真軟件，加載機床模型、五軸機床控制系統(tǒng)、機床刀具庫和夾具毛胚等仿真設(shè)定，進行針對數(shù)控程序的切削加工虛擬仿真，根據(jù)仿真優(yōu)化重置后置處理文件的特性參數(shù)，確保加工的安全性，減少了試切的工作量和勞動強度，確保了數(shù)控程序的正確性。

2 優(yōu)化效果

通過合理選擇數(shù)控加工的工藝路線，制定高效數(shù)控銑加工策略，優(yōu)化切削參數(shù)，同時仔細(xì)操作五軸數(shù)控機床，最終加工出了較高質(zhì)量的扭波導(dǎo)零件產(chǎn)品，該零件數(shù)控加工表面粗糙度值達1.6，尺寸精度也完全符合圖紙及工藝的要求，扭波導(dǎo)芯軸零件實物如下頁圖4 所示。

圖4 扭波導(dǎo)芯軸零件實物

3 結(jié)語

五軸加工技術(shù)是數(shù)控技術(shù)中難度最大、應(yīng)用范圍最廣的技術(shù)，在復(fù)雜曲面的高效、精密、自動化加工方面，更有著非常大的優(yōu)勢，此次扭波導(dǎo)芯軸零件的成功優(yōu)化加工，為該類型產(chǎn)品的數(shù)控加工提供了可借鑒的思路。