最近处在自由化市场竞争环境之中每家制造商越发表现出股权投资多轴机床的市场需求，以求获得高精高质的加工和高股权投资投资回报(高利润)。最受欢迎的多轴机床为5轴机，包括5轴协同机床和“3+2轴”机床，因为5轴机能满足简洁化/无人操作方式的要求。在此，他们将介绍通过集中加工同时实现鼓点延长的事例，和他们的机床。

　　1.Introduction引言

目前对5轴机床的市场需求所呈现的趋势为：在提高质量、削减成本的基础上，力争同时实现延长从研发设计到制造出成品这一环节的泽列涅。有了高精度的机床，客户期望能略去或增加精整、抛[磨]光的成品[1-2]。在此，他们以汽车变速器产品原型为例做些说明(见图1)。加工此钻孔通常须要加进多种设备如：数控滚珠轴承，EDM(振动加工机)，电弧成形加工和阴极加工设备。此钻孔的花纹加工不须要协同相互配合可倾及转动轴，或是深切斜倒区域(undercut)，所以无须采用5轴机。然而，西村公司的5轴机组合以切削机能，能用一台机床替代上述所需各种设备，因而能成功同时实现精简加工成品过程、增加装夹时间，从而大大降低整体成本。结果加工鼓点增加了约54小时，因为诸如数控滚珠轴承、EDM(振动加工机)，电弧成形加工和阴极加工设备，加工中心的圆角加工，手工打磨等加工成品都能省去。见图3，与传统加工工艺的比较。西村公司推荐采用的机床为“Mytrunnion-1”,此机型为“Mytrunnion”系列中最小型的5轴协同立式加工中心。为了体现/同时实现真正的益处，机床还必须要有良好的摇摆式操控性以保证的采用寿命。西村公司的Mytrunnion-1的配置为：具有高摇摆式操控性的硬轨结构，优异的加速/减速操控性，高速高刚性30,000min-1切入点，和转螺配饰的转动滚珠轴承/分度盘(由转动轴支撑其两端，相同于仅是靠一端支撑的台面安放配饰atableontablestyle)，并且硬轨为感应处理硬化和精密研磨工艺，相互配合触面为树脂贴塑。因而在高速进给研磨时西村机床可提供高于其他机床7倍的抗震能力(图2)。所有上述机床特点的总和，可令机床具有重研磨的能力，不仅加工耐酸性好，且寿命更长。就此事例，他们希望强调这样一个事实：将对称工件装夹于滚珠轴承中心，西村机床能同时实现连续高精度加工，而无须设定钻孔各加工点的钻孔座标。

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该钻孔为产品原型，不是量产。量阿库县，该钻孔的加工分为多道相同成品，各成品须要加进相同的工装，而采用此种加工方式来加工产品原型则是非常低效率的。采用Mytrunnion-1各种机能，他们能增加成品，提高效率，同时确保精度在公差范围内。在此，他们再来看一下加工工艺和加工该钻孔所须要的机床机能。要保证采用多轴机床展开量阿库县的高精度，经常须要调整钻孔座标系统的参照系[3-4]。这个调整能通过一个自动碰触探针同时实现(图3)，但是产品原型的加工则无须这样做。

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　　2.1MachiningtheoutercircleandboringaholebyusingtheCNCturningfunction

借助CNC切削机能来加工方型及镗孔方型和安装传动轴的(镗)孔的精度有圆度要求。西村的Mytrunnion-1借助直驱马达来驱动转动滚珠轴承，转盘的转速高达1100min-1。该滚珠轴承能在切入点上装有车刀时做转动操作方式。所以这样子能免去在相同成品设备(铣床机床-滚珠轴承)加工时再次重新装卸所造成的失误。因而钻孔的加工精度得以提高。而且，他们还能在钻孔处在倾斜位置时展开滚珠轴承转动操作方式，这样他们能展开钻孔背面的圆角加工，因而能略去另行二次加工。

　　2.2MillingtheOutsideandinsidewith5-axissimultaneouscontrol

　　借助5轴机床的联轴控制机能展开钻孔的内部和内部铣床加工该钻孔内部有变速齿轮齿，各齿的内面必须要有均匀的厚度以使其轻盈。长的端车床能用来慢慢加工各坎氏的沟槽(钻孔的花纹是没有倒钩的)。而采用5轴加工中心能允许他们采用短的端车床，从而能改善研磨加工的条件。如此能延长鼓点。由于能做到一次装卡来同时加工钻孔的内部和内部，除了省却一次装卡的时间，还能避免钻孔任一面的错配。

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　　2.3Reliefholeontheperipheryandprojectionattheend

　　外缘和端部凸出处的排出孔通常排出孔是垂直于每个齿的表层的。尽管附图照片无法清楚显示,借助5轴协同加工中心相互配合以Swarfcutting研磨加工技术，就能在短时间内完成不相同锥形表层的加工。该钻孔本身是不能用圆角设备()加工的。将钻孔放入加工中心机床(Vs滚珠轴承)，额外的行程能允许同时实现加工该钻孔的三处凸出处，而无须重新装卡。内圆处的键槽能直接加工，无须变动转动轴的方向。相对于中心和垂直的定位精度得以大幅提高。

3.ToolCenterPointControl,TiltedWorkPlainCommand中心点控制(TCP)，倾斜面加工指令(TWP)

采用5轴加工中心(5轴协同或3+2轴)加工时，如果借助TCP，TWP的机能，则能另得您能够采用各类5轴加工中心、多种多样的来加工各种相同花纹的钻孔。而且，即便加工研磨条件有些变化，其加工程序的修改也相对简单。借助了这些5轴控制机能，则须要用CAM来重新程序的时间大幅增加，如此能提高生产效率[5]。TCP机能令图形(轮廓)编程变得可能，传统做法是必须分成细小线段，借助相同的概念即一根轴正交(独立)于3轴，如直线插补，圆形插补，及其他。在此事例中，钻孔是装卡在转盘中心的，如果他们借助TCP，TWP,则即便钻孔是偏离中心的，他们仍旧能同时实现加工(将计算出偏离于实际中心的数值设入参数中)。通过此方法，不论钻孔装卡在何处，他们他们都能用相同的程序。然而，如果因室温变化或长时间连续加工导致参照系变化,则加工精度会明显变差。在西村公司，即便是再小的机床，如在此介绍的机型，所有安装结合接触面都采用精湛的手工刮研工艺。所有西村的机床都可同时实现并保持长期的超高精度，这是基于手工刮研工艺所确保的垂直度和平行度(图4)。西村机床还标配有“智能高级热位移自动补偿机能”(IAC,取得专利于2001年)(图5,6,7)，机床内部装有温感应装置，工厂环境温度变化导致的热位移会通过补偿(基于经验)至钻孔原点从而将此影响增加。最新的版本在环境温度变化为+/-5°C范围内时，几乎能完全补偿消除此类影响。

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　　4.Conclusion结论

我在此所介绍的钻孔是一个极好的事例，即能通过将多次装卡工艺精简为仅一次装卡，他们能增加设备股权投资和相关人员的工作量。图1所示的钻孔是从胚料开始加工的，加工为成品仅需一次装卡。其结果，于传统加工方式即EDM加工相比，能节省54小时。总体来说，EDM加工方式一直都被视为加工硬质材料(molybdenum,Inconel,及其他硬化材质)的最高效方法。尽管EDM加工方式在量阿库县被普遍采用，但是像今天这样的产品原型加工事例确并不适用。相比较之下，加工中心的鼓点时间大为节省，能体现其成本效率方面的明显优势.但是借助5轴加工中心加工如此坚硬材质，机床本身必须要有极好的抗振操控性，因而西村的“Mytrunnion”系列采用的是硬轨技术，这在长时间连续无人加工时其优势显著。并且，如果能够同时实现用5轴加工中心仅一次装夹来完成生产数量不多，且复杂，多面的钻孔，也便于生产、交期，工艺管理。且针对更长时间的无人加工，多样化产品加工，该机床能加装7或21面的工作托盘单元。所以说5轴加工中心必须要有刚性。首先，西村的“Mytrunnion”系列为转动滚珠轴承在可倾转螺上的配饰，如此在钻孔平行或倾斜时能改变传达至滚珠轴承的重量分配。尤其在如今，机床的加速度(加速及减速时)通常超过1G。如果机床结构不能承受此速度，则高精机床亦根本无从谈起。其次，如果钻孔能被倾斜，则能令能更加地接近钻孔，如此能采用更短的加工，更短的意味着能改善加工条件(同时实现高速高进给的研磨)。但是机床必须要具有高刚性和好的摇摆式操控性，否则难以改善加工表层的质量。第三点，能采用更短的能提高粗加工时的效率。如果机床的刚性无法满足重研磨的要求,机床会产生震动，加速的损耗。这样子的话，你就无法延长粗加工的时间。综上所诉，机床本身的刚性好，对5轴加工中心来讲，有利于其同时实现高速、高精度的加工。为了充分发挥客户所采用机床的操控性，西村公司一直以来在制造机床时都不会忘记考虑到机床的操。西村公司始终认为‘亲近用户’应该是被最优先考虑的，所以在开发最新款5轴加工中心时，西村公司非常重视如何最大限度地发挥、提升机床操作方式员的潜能和工作表现(具体的讲，比如如果能增加装卡次数)。将来会有更多借助5轴加工中心来制造产品开发原型的情形发生，因为这类复杂的钻孔越发少会被量产。目前采用5轴机床最为普遍的例子(行业)是航空业，该行业的所谓量产概念明显相同于汽造业，一般仅为600件左右。因而，现今的借助5轴加工中心来做产品原型制造加工的趋势将变得愈发普遍。

　　( 文章来源：互联网 )

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