基于数字化技术的多轴加工方法

论文总字数：16579字

摘 要

多轴加工准确说应该是多坐标联动加工。多轴加工适用于复杂的表面、加工工艺精度高、工序复杂、需要多次装夹或者换基准的才能完成加工的零件。随着技术的不断进步，数字化技术加工已经成为不可或缺的一步，已然成为了提高数控加工零件精度和生产率的重要一步。通常是把三轴以上的加工称为多轴加工，从加工原理来讲，四轴加工是在三轴的基础上增加一个回转轴，可以加工具有回转轴的零件或者沿着某一轴四面加工的零件。而五轴加工则是在三轴加工的基础上增加两个回转轴来加工，从原理上面来讲，五轴加工可以使五轴同时独立的运动，可以加工任意行状的零件，比三轴加工提高了加工精度和加工效率。使用Mastercam X5软件可以使多轴加工更加的方便，可以有效动优化刀具路径，完成仿真加工。

关键词：多轴加工；刀具优化；Mastercam X5软件；数字化技术

Multi-axis machining method based on digital technology

Abstract

Multi-axis machining should be precisely coordinated multi-axis machining. Multi-axis machining is suitable for parts with complex surfaces, high-precision processing techniques, complex procedures, and multiple clamping or changing benchmarks to complete the processing. With the continuous progress of technology, digital technology processing has become an indispensable step, and has become an important step to improve the accuracy and productivity of CNC machining parts. Generally, the processing of more than three axes is called multi-axis machining. From the processing principle, the four-axis machining is to add a rotary axis on the basis of the three axes, which can process parts with a rotary axis or four sides along a certain axis. Parts. The five-axis machining is to add two rotary axes to the three-axis machining. From the principle point of view, the five-axis machining can make the five-axis independent movement at the same time, and can process any line of parts. Improve processing accuracy and processing efficiency. Using Mastercam X5 software can make multi-axis machining more convenient, and can effectively optimize the tool path to complete the simulation processing.

Keywords: multi-axis machining; tool optimization; Mastercam X5 software; digital technology

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 多轴加工研究的目的 1

1.1.1 四轴加工 1

1.1.2 五轴加工 1

1.2 利用数字化软件 1

1.3 设计研究思路、方法与手段 2

第二章 关于数字化加工的基本概念 3

2.1 计算机辅助制造 3

2.1.1 基本概述 3

2.1.2 制造系统 3

2.2 数控加工 3

2.2.1 简介 3

2.2.2 数控加工优点 4

2.2.3 数控加工的缺点 4

2.3 自动编程技术 4

2.3.1 概念 4

2.3.2 自动编程原理 4

2.3.3 发展趋势 4

2.4 数控编程技术 5

2.4.1 编程步骤 5

2.4.2 优点 5

2.4.3 缺点 5

第三章 零件复杂轮廓的多轴加工方法 7

3.1 零件复杂轮廓的定义和应用 7

3.1.1 定义 7

3.1.2 应用 7

3.2 加工的复杂性分析 7

3.3 多轴加工的方法 8

3.4 五轴联动加工 9

3.4.1 五轴加工的关键技术 10

3.4.2 五轴加工工艺 10

第四章 加工实例 12

4.1 实例一 12

4.1.1 数字化加工过程 12

4.1.2 走刀路径 12

4.1.3 仿真模拟加工结果 13

4.2 实例二 14

4.2.1 数字化加工过程 14

4.2.2 走刀路径 15

4.2.3 仿真模拟加工结果 17

4.2.4 加工程序 17

第五章 结束语 19

第六章 致谢 20

第七章 参考文献 21

第一章 绪论

1.1 多轴加工研究的目的

数控机床已经成为现代加工技术的主要设备，数控技术代表着国内外机械制造技术高低的衡量标准，传统的需要主要依靠人工的机床正在被这种现代化技术所取代，越来越多的企业使用这种技术来进行机械制造。

多轴加工通常上就是三轴以上的价格技术，包含了四轴加工和五轴加工。而四轴加工比传统加工范围更加广泛，加工更加便捷，是在三轴加工的基础上多了一个回转轴，四轴加工常用于加工具有一个回转轴的零件或者一个零件要沿着某一个轴向进行四面的加工。五轴加工范围更加广泛，比四轴加工又多出一个回转轴，从创建的初衷来讲，可以加工各种复杂的零件，这种零件可以是复杂的曲面或者是形状奇怪的多边形。五轴加工比传统加工加工范围更加广泛，加工的精度和加工的效率也比三轴加工要好，而且也能够解决好三轴加工对于某些零件无法加工的情况。本次研究的目的主要是依靠计算机技术，对在数控中难加工的具有复杂工艺的零件进行，研究多轴加工的方法，工艺步骤，使用3D软件和数控自动编程软件对具有复杂轮廓的零件进行加工工艺分析和数控加工刀具轨迹设计，并依据刀具轨迹完成数控加工程序的自动编制。

1.1.1 四轴加工

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