航空工业的快速发展对零件制造的数字化提出了更高的要求,给数控加工技术带来了更多的挑战和机会,加工技术贯穿于整个加工和制造过程。
一、多轴加工在航空机加领域的应用优势
由于机床的质量、折旧和刚度在加工过程中随着不同轴的变化而不断变化,导致机床在加工过程中动态信息的变化,机床的空间动态性能在空间上是相关的,因此,在机床加工过程中,多轴加工灵敏度对工件的加工有很大的影响。在加工精密零件时,加工不稳定性往往是由于仪器系统振动的变化造成的。在这个过程中,多轴加工设备的不同组件相互作用和影响,共同形成一个具有多个自由度的复杂系统。系统内置的模块化振动和自移动振动对切削稳定性产生协同作用,这与机床的动态特性、切削系统的动态特性、零件材料的特性和表面的几何特性有关。对实时处理量化方法的研究是实现一般感智能切割过程的基础,也是信息处理融合的主要数据来源,特别适用于多轴高速精密零件加工。机床的每个部件都是整个工作空间运动过程中的工具,由于结构的不同特性、相对空间位置,导致机床工作空间的不同位置——机床在不同的时刻具有不同的动态特性。因此,多轴系统的动态建模和分析对于管理其加工参数以提高加工效率和精度至关重要。
由于大多数薄壁零件具有壁薄、重量轻、加工厚度可变、加工组大等特点,这些零件在加工过程中容易产生振动,因此加工表面质量差,加工效率低。然而,多轴机床的空间模态特性对机床加工误差有深远的影响,因此研究多轴机床的空间模态特性对于控制机床加工误差的发生是很重要的。对于多轴精细加工,模块化通信效应的研究和动态加工特性的光谱校准对于识别动态和模块化加工参数具有重要意义。综合动态特性研究空间加工时错误加工机床,发现轴位移变化影响错误加工机床及其坐标轴,所以过程中应优先考虑处理敏感轴加工。为了保证机床的平滑性,机床应优先考虑轴进料,以减少导轨的运动,减少其对加工质量的负面影响,避免机床在加工过程中性能发生变化。处理加工过程中引起的变形工具,可以控制加工期间的力量。然后,通过调整切削加工参数减少刀具变形,从而减少刀具的加工误差。
二、多轴加工在航空机加领域的挑战
由于复杂的结构加工导致大幅削减运动,剧烈运动工具的输入空间和机会输入轴工具选择所需工具和大直径长度处理复杂特征鲜明,切削工具将危及切屑的反应,所以硬度较低容易变形和弯曲的工具在一定程度上限制了加工的精确度和质量。在加工过程中,数控多轴加工的自由度较高,使刀具和工件的相对位置更丰富,相对运动更复杂。同时,数控多轴加工的切削状态建模更复杂。多轴加工切削力的研究是基于多轴加工过程的建模,多轴切削力的准确预测是当前切削工作理论的热点之一。刀具不同位置的横向微米刀片厚度未变形模型和刀具接触区域模型是加工过程中切削力建模和分析的关键基础技术。刀具变形直接影响刀具在一周的旋转过程中与刀片的接触,导致刀具强度变化,这是一个重要的影响因素。切削深度不同加工状态也各不相同,间接影响刀刃接触工具,从而影响切削工具的力量。
切削加工机床和数控机床通常汇集所有三个轴,实现大幅直接对轮廓加工,在其基础上增加了旋转轴心。如果在添加一个轴、旋转三个轴的基础上处理,将实现五轴加工。由于部分结构在空间中是一个复杂的曲面,传统的三轴机床不能在空间中处理复杂的表面细节,所以五轴加工在处理复杂表面和其他特性的细节中起着重要的作用,也是最常用的多轴加工方法。复杂的曲面零件是加工的主要对象,这些零件的一般特点是编程复杂程序多,一般的三轴加工和手工编程难以实现,所以需要使用CAD / CAM辅助工具进行编程,然后用数控多轴机床进行切割。它的每一部分都可以分为不同的部分,一方面增加夹钳的通用性,增加使用范围,另一方面可以实现快速的变化,提高加工效率。本装置的连接是螺纹连接,上表面和圆表面由多个螺纹孔连接,这不仅起着组装的作用,也能作为定位。此外,在上表面有一个定位平面,考虑到以下零件的完整切割与刀具底座没有问题,单独的定位平面设计确保了加工的准确性。
机床为了加工切削过程的每一部分,在切削参数分析和研究过程中、使用策略完成之前,根据加工轨迹设置必要处理工具,然后调整相关参数。为方便加工,可通过程序调整相关参数,如切削深度、层数和速度。刀具的选择也至关重要,影响零件表面质量,选择合适的加工刀具可以提高加工稳定性和加工效率,节省加工时间,减少刀具磨损。同时,要根据不同机床的性能,对程序进行修改,使其满足机床加工要求。
结论:基于精密零件的多轴加工,应考虑机床的几何误差、加工热误差等可能导致加工误差的影响因素。通过对多轴精细加工误差控制方法的进一步研究,可以增加主动控制的含量从而允许主动控制加工进一步减少加工误差。