恒壓供水設(shè)備離心泵葉輪葉片扭曲度大、流道狹長、加工時(shí)材料去除率高、變形大,需結(jié)合五軸數(shù)控加工機(jī)床的特點(diǎn),才能加工出表面質(zhì)量高的零件。五軸數(shù)控機(jī)床共含有五個運(yùn)動軸,其中由笛卡爾坐標(biāo)系的X軸、Y軸和Z軸組成三個平移運(yùn)動軸;另外兩個旋轉(zhuǎn)運(yùn)動軸分別是繞三個平移軸旋轉(zhuǎn)而成的A軸、B軸、C軸中的任意兩個。
圖1:離心泵葉輪毛還示意圖
根據(jù)其運(yùn)動軸的組成和機(jī)床結(jié)構(gòu),恒壓供水設(shè)備水泵廠將五軸數(shù)控機(jī)床可分為以下三類:
(1)刀具擺動型
刀具擺動類型是指五軸機(jī)床的主軸頭由兩個旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動,兩個轉(zhuǎn)動軸都作用于刀具上,其工作臺不參與回轉(zhuǎn)運(yùn)動。因此,其運(yùn)動方式降低了坐標(biāo)系之間空間轉(zhuǎn)換難度,但同時(shí)也是機(jī)床的剛性受擺動坐標(biāo)剛性的影響。
(2)工作臺回轉(zhuǎn)擺動型
工作臺回轉(zhuǎn)擺動類型是指五軸機(jī)床的工作臺由兩個旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動,機(jī)床主軸頭不產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)自由度的變化。以A-B軸配置方案為例,工作臺直接由B軸驅(qū)動,A軸通過與B軸的作用使工作臺運(yùn)動。這種類型的五軸機(jī)床的行程范圍大且總體剛性優(yōu)于刀具擺動型。同時(shí),其擴(kuò)展性能好,只需加裝獨(dú)立式刀庫及換刀機(jī)械手即可便于發(fā)展成為加工中心。但由于工作臺在承載工件的情況下參與回轉(zhuǎn)運(yùn)動,轉(zhuǎn)臺坐標(biāo)驅(qū)動功率較大,坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系較復(fù)雜,且承載能力較弱,適用于中小規(guī)格水泵零件的加工。
(3)刀具與工作臺回轉(zhuǎn)擺動型
機(jī)床中刀具與工作臺的轉(zhuǎn)動運(yùn)動方式構(gòu)成了刀具與工作臺回轉(zhuǎn)擺動類型的運(yùn)動特點(diǎn)。此類五軸機(jī)床由于自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn),其綜合加工性能介于刀具擺動型和工作臺回轉(zhuǎn)擺動型機(jī)床之間。由上述類型的五軸數(shù)控加工機(jī)床結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可得出,在保證位置精度且提高加工質(zhì)量,加工效率,擴(kuò)大加工范圍等方面五軸數(shù)控機(jī)床具有良好的優(yōu)勢。同時(shí)還有利于制造系統(tǒng)的集成化。結(jié)合所需加工的管道泵葉輪整體尺寸小而精的特點(diǎn),本文選取的五軸聯(lián)動數(shù)控加工中心,該機(jī)床的特點(diǎn)是專注與小刀具精加工領(lǐng)域,結(jié)構(gòu)上屬于工作臺回轉(zhuǎn)擺動型,工作臺運(yùn)動靈活,加工范圍充足,穩(wěn)定性強(qiáng)可滿足離心泵葉輪的五軸數(shù)控加工。