ماشينكاري قطعات داراي سطوح با فرم آزاد به روش 2+3 محور

Free-Form Surfaces Machining by 3+2 Axis Method

با توجه به رشد سريع صنعت و افزايش رقابت ميان شركت‌ها، نياز به ساخت قطعات داراي سطوح با فرم آزاد با هزينه كمتر و دقت بالاتر احساس مي‌شود. امروزه با وجود مزاياي زياد ماشين‌هاي CNC پنج محوره، به دليل هزينه‌ي بالاي خريد، اپراتوري و نگهداري اين ماشين‌ها و پايداري ديناميكي پايين و برنامه‌نويسي پيچيده‌ي آنها، در صنعت تا حد امكان استفاده از ماشين‌هاي سه محوره ترجيح داده مي‌شود. به دليل عدم توانايي ماشين‌كاري قطعات پيچيده توسط ماشين‌هاي سه محوره، ماشين‌هاي 2+3 محوره پيشنهاد داده شده است. در اين پژوهش براي تعيين جهتگيريهاي مناسب ابزار براي ماشينكاري 2+3 محوره از روش جديدي استفاده شده است. در اين روش نقاط قابل روئيت و مخفي قطعهكار و كمترين طول ابزار با استفاده از ابرنقاط قطعهكار به دست آمد و سطح قطعهكار بر اساس جهتگيريهاي ابزار به تكه سطحهايي تقسيمبندي شد. در اين پژوهش كمترين تعداد جهتگيري ابزار محاسبه شد تا علاوهبر كمتر شدن زمان كلي ماشينكاري، مرز بين تكه سطحها كاهش يابد و در نتيجه باعث بهبود كيفيت سطح شود. براي ارزيابي كارآيي روش ماشينكاري 2+3 محوره، دقت سطوح ماشينكاري شده با اين روش توسط دستگاه اندازهگيري مختصات اندازه‌گيري شد و با مدل قطعه مقايسه گرديد.

Due to the rapid growth of manufacturing industry and increased competition among companies, the need to produce parts with free-form surfaces with lower cost and higher accuracy is felt. Nowadays, besides all of the great benefits of 5-axis CNC machines the use of 3-axis CNC machines is more common in industry because of the high capital investment, high operating and maintenance cost, the low dynamic stability and their complex programming in 5-axis machining. Therefore it is preferred that 3-axis machines be used in industry where possible. Due to the inability of machining some complex parts by 3-axis machines, the 3+2-axis machining technology has been proposed. In this paper, a new method has been used to determine the tool appropriate orientation for 3+2-axis machining. In the proposed method, visible and invisible points of the surface and the shortest tool length are calculated for the workpiece and surface partitioning is finally performed. The minimum number of tool orientation results from this method reduces overall machining time and the boundaries between machining partitions to improve the surface quality. A 3+2-axis machining of an impeller is performed and the efficiency and surface accuracy are evaluated by the use of a coordinate measuring machine.