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多維曲面零件是切削加T的一個難點，除了要求應(yīng)用多軸機(jī)床之外，多軸編程技術(shù)是其中的關(guān)鍵，合理地設(shè)置加工刀路是零件表面精度及尺寸精度的重要保證。本文以人的頭像加工為例，論述和分析了五軸切削對多維曲面零件加工的實際應(yīng)用。頭像是多軸數(shù)控加工

一類典型的產(chǎn)品，具體見圖

1所示，針對該產(chǎn)品曲面多而復(fù)雜，表面質(zhì)量、尺寸精度要求高等特點，在加工工藝上采用三軸加工開粗、五軸聯(lián)動精加工相結(jié)合，

配合程序優(yōu)化的思路，來提高產(chǎn)品的加工質(zhì)量和加工效率本次試做工件的材料為硬鋁。頭像的主要尺寸為：最大的直徑為

?100mm。最小圓角半徑為0.6mm，人像的圓柱形輪廓尺寸100mm×100mm。由于頭像本身屬于復(fù)雜曲面零件，同時設(shè)計要求精度6061鋁板鋁格柵多維曲面零件加工達(dá)到IT7，表面光潔度達(dá)Ra1.6。其面部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，在耳朵、眼睛、嘴巴附近有多個小曲面，曲面的最小寬度只有1-2mm，這對刀具的要求很高，這種曲面只能采用直徑1mm的刀具。由于刀具直徑小，為了避免斷刀或粘刀。在實際加工過程中要求切削深度不能太大，采用少切削量，高轉(zhuǎn)速加工，同時進(jìn)給速度不能過快。

1.2加工工藝分析

在刀路編制過程中為了使刀路更加流暢，選用三軸加丁進(jìn)行零件的粗加工，精加工則選擇五軸聯(lián)動的加工方法，使切削過程更加連續(xù)，減少抬刀次數(shù)。保證加工質(zhì)量。于粗加工采用三軸的加工方法。因此需先分析零件在加工方向上的刀具干涉問題。其中采用UG軟件的模具分析功能：通過各個方向的分析可見，每個方向都存在刀具干涉的問題，但通過對各個方向的輪流加工，可以避免刀具干涉的問題解決，也就是說當(dāng)采用五個方向加下的話，可以將該人像零件的整個輪廓都可以粗加工到位因此確定頭像的粗加工流程：采用五面加工。即為前側(cè)面后側(cè)面、左側(cè)面、右側(cè)面和頂面的五個面加工。

1.3加工的設(shè)計過程：6061鋁板鋁格柵多維曲面

1.3.1建立加工所徭要的模型．包括產(chǎn)品設(shè)計、準(zhǔn)備坯料和CAD文件。

1.3.2設(shè)計加工所需要的數(shù)據(jù)及加T操作環(huán)境，包括選擇加工機(jī)床(選用五軸機(jī)床)、加工坐標(biāo)系(

五軸機(jī)床，包括3個移動軸和2個轉(zhuǎn)動軸)、設(shè)計夾具，挑選加工刀具(平底刀，球頭月)、設(shè)定加工參數(shù)、加工方法(采用曲面加工)等。

1.3.3加工程序設(shè)計(設(shè)計加工方式)，刀具路徑設(shè)計產(chǎn)生加工刀具路徑數(shù)據(jù)，6061鋁板后處理程序(經(jīng)由后處理程序進(jìn)行加T參數(shù)的轉(zhuǎn)移)，NC—CODE(輸出五軸機(jī)床及控制器所需的機(jī)器碼并進(jìn)行加工過程)。

2頭像的程序編制

2.1整體加工刀路規(guī)劃和裝夾

五軸數(shù)控粗加工時。首先以頭像的底面為裝夾面．對頭像依此繞C軸旋轉(zhuǎn)90度加工4個側(cè)面，4個側(cè)面加工完工后再繞

A軸旋轉(zhuǎn)90度加工頂面。人像面部的精加工分2步走，先用4軸加工方式進(jìn)行半精加工，再進(jìn)一步五軸加工方式精加工頭像頂面與面部上的小曲面耳朵，眼睛，嘴巴，以保證整個加工質(zhì)量及表面精度。具體如圖

3所示