四叶螺旋桨五坐标加工专用夹具设计及数控加工仿真(8)
本文所讨论的加工仿真是基于NC程序的几何仿真。
2 机床专用夹具的总体设计及方案拟定
2.1 机床介绍
2.1.1机床选择
选用的加工机床为：HS664RT五轴立式加工中心
HS664 高速铣加工中心是由FIDIA 设计制造的，主要是为了满足铸模、压模和靠模行业的需求。机床主要有以下几种加工方法：
• 三文高速铣加工
• 扫描模具，记录刀具轨迹
• 测量
要从一种应用切换到另外一种应用，只需要更换装在主轴上的设备（刀具，仿形仪或测头），并调用系统中相应的循环即可。这些机床是依据模具行业重要的制造商多年的研究和经验而确定的。高速主轴和具有高加速度的伺服轴快速进给，在FIDIA 数控系统精确的算法配合下，与传统加工方法，相比大大缩短了加工时间。
图3 机床外观图
2.1.2 机床的参数
（1） 结构
HS664 是床身及工作台固定式机床。床身和工作台部件是铸造件，X 轴、Y 轴和 Z 轴移动部件是焊接钢件。
（2） X、Y、Z 轴
各个轴的运动都是由无刷电机驱动滚珠丝杠完成。各轴传动均有齿型带耦合。数字式驱动单元可以通过各种参数的设定来获得较好的性能。高动态性能电机是无刷的，工作在正弦曲线电流下。通过滚珠丝杠滑块的引导来控制轴移动。轴位置测量是通过光栅尺直接得到。光栅尺是防尘防液密封的。
（3） 工作台
铸铁的工作台与床身紧密相连，工作台表面有用于固定工件的T 形槽。
（4） 自动换刀
该设备位于床身内部，用密封的门的保护。包括：
- 双向旋转链刀库有20 个刀位，根据主轴的不同，可选择HSK40E、HSK50E、HSK63E 和
HSK63A 型刀柄
- 自动刀链定位和旋转系统
- 自动刀位有无刀检测
- 刀具顺序管理软件
- 用于管理每把刀寿命的刀具寿命管理软件
（5） 液压和气动系统
液压控制系统和气压面板安装在机床左边的一个专门的电柜里面。
（6） HS664 伺服轴的润滑
滚珠丝杠、导轨和滑块由一个油脂润滑系统润滑，该系统包括一个油泵及各轴分配器。这些设备都是由数控系统进行控制管理。
（7） HS664 刀具润滑和冷却
刀具冷却和刀具润滑都是由油气系统控制的，润滑时使用最少剂量无毒润滑油。也可以选择只吹气体润滑和冷却系统可以通过数控系统或面板上的专用按键手动控制
（8） 电气柜
电气柜通过空调调节到一个稳定的温度和湿度，以延长电器元件的寿命。电气柜安装在机床的右边电气柜包括一个加工时间计时器，主轴计时器和电气柜照明灯
（9） 安全防护装置
机床的安全防护依据欧洲机床标准 (CE Machine Tools Directive)，“Margard®”的聚碳酸酯窗口面板，其厚度是经过仔细计算的，通过它可以看到正在加工的工件，工作台前的防护门上装有电动安全销，只有在主轴完全停止的情况下才会打开。前面的防护间上装有照明灯，可以通过控制面板上的灯按钮控制。
（10） 排屑
工作台和防护间的设计使金属屑很容易的移动到机床前面的可移动的铁屑收集箱里。
2.2专用夹具的设计
2.2.1 机床夹具设计的主要内容
机床夹具设计的主要任务是根据客户提出的设计任务要求, 结合被加工零件、金切设备及其切削方式和参数, 合理选择定位方式, 设计合理的定位支承元件、夹紧装置、对刀元件、夹具体等装置或元件。其设计流程的关键点是: 首先应分析使用夹具时, 造成被加工零件表面位置的加工误差因素, 合理分配夹具定位精度; 其次要根据加工过程中被加工零件受到的切削力、惯性力及重力等外力的作用, 合理选择定位方式、支承点、夹紧点、夹紧力大小及其作用方向, 设计合适的夹紧机构, 以保证被加工零件的既定位置稳定可靠; 第三是设计夹具对定; 最后校核夹具关键零件强度和设备进刀抗力等, 最终完成全套夹具图设计。