前言

　　隨著中國(guó)汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展，輪胎作為其中的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)，其地位受到了前所未有的重視;另一方面，在輪胎的制造過(guò)程中，無(wú)論是造型設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)化，還是新型復(fù)合材料及納米技術(shù)的引進(jìn)，都使得輪胎工業(yè)發(fā)生了巨大的變革。在現(xiàn)階段，輪胎模具加工企業(yè)只有不到1%的廠家使用4-5軸的加工中心，加上操作水平和對(duì)軟硬件的認(rèn)知度有限，遠(yuǎn)沒(méi)有將效益發(fā)揮出來(lái)。在輪胎模具加工中，花紋的尺寸和形狀直接影響輪胎的工作性能，不僅能改善車輛行駛中與不同路面的接觸特性，而且是車輛高速行駛的一項(xiàng)重要安全指標(biāo);中國(guó)正在全面發(fā)展高速公路，對(duì)輪胎也就提出了更高的技術(shù)要求。所以國(guó)產(chǎn)輪胎模具如果不能突破由此造成的瓶頸，就很難適應(yīng)市場(chǎng)的需要，勢(shì)必被市場(chǎng)淘汰。為了滿足模具行業(yè)加工需求的不斷發(fā)展和變化, DMG公司設(shè)計(jì)推出了很多類型的五軸機(jī)床。

　　一.五軸加工的主要優(yōu)點(diǎn)是其能夠通過(guò)一次裝夾加工復(fù)雜的形狀。與多次裝夾相比，五軸加工能夠在很大程度上減少加工時(shí)間和夾具數(shù)量，提高生產(chǎn)效率。而且，多次裝夾過(guò)程中極易在拆裝工件時(shí)產(chǎn)生裝夾誤差。如圖1所示:

　　另外，五軸加工一個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)是其能夠用較短的刀具進(jìn)行加工，這是因?yàn)榧庸r(shí)擺頭/轉(zhuǎn)臺(tái)可以縮短刀具和工件的距離且刀具可以基于工件面移動(dòng)。如此則無(wú)需加載更大的力給刀具就能達(dá)到更高的切削速度，提高刀具壽命、減少刀具磨損。

　　與三軸加工相比，五軸加工允許使用較短的刀具，在加工深孔或深腔時(shí)能夠減少刀具的振動(dòng)。這會(huì)提高加工精度，甚至減少人工拋光的時(shí)間成本。幾乎沒(méi)有特殊刀具的使用，簡(jiǎn)化了刀具的應(yīng)用，減少了刀具的成本。如圖2所示:

　　使用五軸加工可以在立體毛坯上加工特別復(fù)雜的曲面，無(wú)需使用特別鑄造過(guò)的毛坯。對(duì)樣件或小批量加工，這樣的方式會(huì)更加快速、經(jīng)濟(jì)。無(wú)需2個(gè)月或更長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)進(jìn)行鑄造和加工，只用1到2周便可完成。如圖3所示:

　　使用五軸加工可以節(jié)省大量的鉆孔時(shí)間。相比加工復(fù)雜孔和型腔而言，鉆孔看似細(xì)小，實(shí)際上，鉆大量的斜孔會(huì)浪費(fèi)大量的時(shí)間。如果使用三軸機(jī)床進(jìn)行鉆斜孔，必須為每一個(gè)孔做不同的工裝。采用五軸加工，擺頭/轉(zhuǎn)臺(tái)會(huì)準(zhǔn)確的使刀具沿著每個(gè)斜孔的軸向更快完成鉆孔操作。如圖4:

　　二.多數(shù)實(shí)用五軸機(jī)床是由三個(gè)直線坐標(biāo)軸XYZ和二個(gè)回轉(zhuǎn)軸BC或AC或AB組成的。下面我將簡(jiǎn)單介紹五軸加工的概況。

　　1，五軸加工總的來(lái)說(shuō)分為五面加工、五軸定位加工和五軸同步輪廓加工。如圖5所示:

　　圖5

　　A.五面加工：依照立方體法則，工件加工位置處于各基準(zhǔn)面上，使它在一個(gè)工序里完成其五面的加工

　　B.五軸定位加工(3+2軸定位加工)這是運(yùn)用五面加工,多角度特點(diǎn)和工作部件平面的組合. 兩組平臺(tái)旋轉(zhuǎn)，軸只利用于定位工件的位置。主軸是永遠(yuǎn)垂直來(lái)處理須要的應(yīng)用 - 鉆或銑

　　C.五軸同步輪廓加工：刀尖跟隨，此加工技術(shù)運(yùn)用于須要五軸同時(shí)運(yùn)動(dòng)的加工組件。

　　2.五軸加工的市場(chǎng)份額，如圖6所示：

　　圖6

　　實(shí)際上，五軸加工在大批量生產(chǎn)中的應(yīng)用日益增多， 有些是零件的某些部位確實(shí)需要五軸聯(lián)動(dòng)加工，而有些零件的加工完全不需要五軸聯(lián)動(dòng)。這種應(yīng)用的增多是因?yàn)榱慵絹?lái)越復(fù)雜和零件精度要求越來(lái)越高。

　　輪胎加工不同于常規(guī)工藝，需要分割成不同比例的段，這些段中含有不同形狀的步距.只有采用CAD/CAM技術(shù)，才能提高模具質(zhì)量和縮短加工周期。無(wú)疑，PowerMILL完全具備滿足以上所提到的種種要求。

　　本文主要討論運(yùn)用PowerMILL軟件，結(jié)合輪胎模具的加工工藝特點(diǎn)，編制出合理有效的輪胎模具花紋的數(shù)控加工程序在DMG的HSC75linear上實(shí)現(xiàn)高速切削。