万能型5轴加工

Padgett机械公司针对一种特别的零件尺寸范围，采用了一种万能型5轴加工机床。现在，5轴加工的业务量已占据该车间总任务量的40%以上。

Edward Padgett先生是俄克拉荷马州Tulsa市Padgett机械公司的总裁，他希望让支持机翼的大梁顺利地在他们的机床上进行加工。

大梁是飞机中支撑机翼的一种很长的机加工零件，这种类型的零件，往往需要在飞机制造业的加工车间中经过很长的行程和多道加工，这就是为什么要采用5轴加工机床的真正原因。在一台加工范围较长的5轴加工机床上，带有旋转轴的主轴加工头可沿着工件的长度方面移动。5轴机床提供带有角度的运动、在枢轴上的旋转运动和进给运动。各种类型的飞机结构零件都需要这种多功能的5轴加工机床。

在Padgett机械公司开始采用5轴加工时，Padgett先生做了一个核算，决定只集中力量加工较小的工件，零件的长度在30in（1in=25.4mm）以内。在坚持加工较小工件的情况下，该车间决定选购一台其工件可倾斜和旋转加工的5轴加工中心，而不是主轴加工机床。于是，该公司从美国哈斯自动化公司那里购置了一台VF-6/40TR型加工中心，其角度运动采用耳轴转台实现。此外，哈斯机床的A轴旋转行程为±120˚，B轴旋转行程为360˚。这一运动范围已经超出了许多倾斜式主轴机床所允许的范围了。

加工战斗机工件

Padgett机械公司专门从事国防飞机零件的生产，特别是生产服役多年的战斗机零件。该车间主要为那些缺少CAD数据的已飞行足够年限的老飞机，生产其更换所需的零件。根据打印的草图，创建一个数字模型是该公司工程设计中必须进行的一项工作，他们采用Delcam Feature CAM软件为这些零件创建数字模型，并为生产车间提供CNC机床的编程服务。

能够显示出生产车间专业水平的是一个特殊的零件——F-16战斗机上支撑机翼的大梁。每个机翼包括8个这样的零件，不管是材料还是其几何形状，都是该公司加工机床所面临的最大挑战。该零件由抗断裂的合金材料制成，其几何形状包括一个必须与机翼曲面精密配合的轮廓表面。Padgett先生说，为了使这个零件的生产符合要求，生产车间必须自费加工一个试样供军用部门检验。全世界只有8家企业具有生产这种零件的资质，他确信，他的车间是能够达到这一生产资质的其中一家。

MD-11型飞机中的机翼加强筋也是一个较为典型的部件，这进一步说明了为什么耳轴型5轴加工对该零件具有如此高的价值。该零件需要绕其周围进行5轴铣削加工，并需在其周边的同一表面上钻削加工各种角度的孔径。这两项操作的加工角度为90˚。由于机床各角度轴的运动范围有限，许多倾斜式主轴机床都需要进行多次装卡调试。而Padgett机械公司采用的5轴机床几乎可以在一次装卡调试后，完成该零件的全部加工任务，只留下零件装卡过程中非接触的底面。

夹紧系统确保顺利加工

Padgett先生说，在5轴加工中，夹紧区是其生产车间即将面临的一个挑战。通过实践表明，Padgett机械公司在复杂零件的夹紧固定方面，以及在保持其最大的加工接近性方面，已经达到了更高的效率。其中来自Kurt制造公司的Schenke夹紧系统，一直是一套非常实用的夹具装置。这一套台钳夹紧系统是专门为5轴加工而设计的，其夹紧力很高，可确保工件两侧的顺利加工，很少会出现其他障碍。

基于Feature CAM软件的编程特点，刀具路径的创建比原来所预期的更为直观。正如其在3轴加工中那样，Padgett先生选择了一个富有特色的软件，它往往能够立即提供其所需要选择的刀具以及其所需的刀具路径。在5轴编程中，Padgett先生创建了该零件及其所需夹具的几何模型。利用软件来保护某些与夹具相关的平面，可产生一个可靠的程序，以避免与夹具发生碰撞。

Padgett先生说，其车间下一次采购的主要设备，几乎可以肯定是另一台5轴联动机床。这种只适于定位的5轴加工，可能会减少某一加工零件的装卡调试次数，例如从3轴加工机床上的7次装卡调试，减少到在一台5轴加工机床上的2次装卡调试。在这种情况下，即使是零件不需要轮廓加工，采用5轴加工机床也具有很大的意义。

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