數(shù)控加工中心音箱加工使用意大利PaolinoBacci公司的Smart5－axis木材數(shù)控加工中心。該中心有X、Y、Z軸，以及圍繞X、Y軸旋轉(zhuǎn)的B和C軸，具有五坐標(biāo)軸獨(dú)立或聯(lián)動(dòng)切削加工能力，可迅速精確地進(jìn)行各種輪廓、挖槽、雕刻等復(fù)雜曲面的切削加工。該中心使用OSAI數(shù)控系統(tǒng)，同時(shí)還配套反證軟件Pitagora.

　　試驗(yàn)方法計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)運(yùn)用Rhino3D軟件，依據(jù)設(shè)計(jì)要求繪制的音箱三維模型如所示。其形狀為長(zhǎng)430mm、*寬處290mm、壁厚15mm的橢球喇叭體。根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在實(shí)際加工中將其分成對(duì)稱的兩部分進(jìn)行，模型如所示，然后再將對(duì)稱的兩部分用木榫粘結(jié)成一整體。

　　計(jì)算機(jī)輔助制造①刀具選擇、加工方式及刀具路徑：刀具的選擇與加工件形狀結(jié)構(gòu)及加工方式有關(guān)，刀具選用的合適與否直接影響加工質(zhì)量和加工效率。一般平面加工用平銑刀，曲面加工用球銑刀。加工時(shí)選用四把刀具，其類型及參數(shù)如所示。

　　根據(jù)待加工音箱毛坯的形狀、大小和待加工表面及其約束面的情況選定不同的加工方式，并設(shè)置加工參數(shù)，生成刀具路徑及加工程序。加工順序?yàn)椋阂粝渫獗砻妗粝鋬?nèi)表面。外表面加工方式為：清坯加工（20mm平銑刀）→曲面加工（24mm球銑刀）；內(nèi)表面加工方式為：清坯加工（20mm平銑刀）→曲面加工（24mm和10mm球銑刀）→榫眼加工（8mm鉆孔刀）。

　　生成刀具路徑后，應(yīng)用AlphaCAMV5提供的模擬加工功能，驗(yàn)證產(chǎn)品是否滿足設(shè)計(jì)要求，否則需重新調(diào)整加工刀具及加工方式的參數(shù)設(shè)置。模擬加工的試件符合設(shè)計(jì)要求后，輸出通用NC數(shù)控代碼。

　　②反證軟件Pitagora模擬加工：反證軟件Pitagora包括了NC語(yǔ)言后置處理，刀具和切削工藝參數(shù)及加工原點(diǎn)的設(shè)定。NC語(yǔ)言后置處理是把AlphaCAMV5編譯的通用NC語(yǔ)言轉(zhuǎn)化為適用于Smart5－axis加工中試驗(yàn)路線木質(zhì)音箱三維模型加工成品模型木質(zhì)音箱加工用刀具刀具20mm平銑刀24mm球銑刀10mm球銑刀8mm鉆孔刀加工對(duì)象清坯加工音箱外表面曲面及內(nèi)部部分曲面音箱內(nèi)部部分曲面榫眼依據(jù)清坯加工切削量大，加工精度要求不高。刀具直徑大，加工速度快，加工效率高根據(jù)曲面的曲率半徑、加工精度、加工效率等因素綜合考慮內(nèi)部曲面的小曲率半徑部分音箱壁厚與榫頭尺寸確定心系統(tǒng)使用的NC編碼。刀具參數(shù)的設(shè)定包括刀具編號(hào)、刀徑大小、刀長(zhǎng)及安裝位置。試驗(yàn)根據(jù)刀具不同設(shè)定的主軸轉(zhuǎn)速為10000～14000r／min.*大進(jìn)給速度設(shè)定為6000mm／min.實(shí)際加工中，在*大進(jìn)給速度范圍內(nèi)可手動(dòng)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)進(jìn)給速度。數(shù)控加工中心機(jī)器的原點(diǎn)與實(shí)際的加工原點(diǎn)位置往往不同，因此要根據(jù)試件實(shí)際加工位置和構(gòu)造模型時(shí)設(shè)立的原點(diǎn)位置，測(cè)量加工原點(diǎn)的偏移量，從而設(shè)定加工原點(diǎn)。

　　完成刀具、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度等參數(shù)的設(shè)定后，將AlphaCAMV5編譯的通用NC數(shù)控代碼按照加工順序?qū)敕醋C軟件，然后再進(jìn)行模擬加工調(diào)試，檢查機(jī)器是否超行程，試件、刀具、工作臺(tái)之間是否存在著干涉及碰撞等，直至所有加工部分都通過(guò)安全驗(yàn)證。至此，完成NC程序調(diào)試。

　　實(shí)際加工根據(jù)程序設(shè)定的加工順序，首先加工音箱外表面曲面。將待加工試件毛坯通過(guò)真空負(fù)壓裝置固定在模具上，用20mm平銑刀進(jìn)行清坯加工。清坯加工完成后試件如示。

　　然后加工中心自動(dòng)更換24mm球銑刀進(jìn)行音箱外表面的加工，加工完成后的試件如所示。完成音箱外表面加工后更換模具，將完成外表面加工的試件同樣通過(guò)真空負(fù)壓裝置固定在模具上，用20mm平銑刀進(jìn)行音箱內(nèi)部清坯加工。

　　清坯加工結(jié)束后，根據(jù)音箱內(nèi)部曲面曲率半徑的不同，按設(shè)定程序，加工中心自動(dòng)更換24mm及10mm球銑刀進(jìn)行內(nèi)部曲面的加工，*后自動(dòng)更換8mm鉆孔刀，在音箱壁上進(jìn)行榫眼加工。音箱內(nèi)外表面加工完成后，試件如所示。經(jīng)木榫粘結(jié)成整體后，木質(zhì)音箱外觀如示。

　　結(jié)果與討論清坯加工在實(shí)際加工中，毛坯材料一般是較規(guī)則的長(zhǎng)方體，而產(chǎn)品是復(fù)雜的曲面，因此在曲面加工前，要將多余部分材料切削去除，即進(jìn)行清坯加工。在該木質(zhì)音箱加工中，若內(nèi)外表面直接采用球銑刀進(jìn)行加工，將遇到兩個(gè)問(wèn)題：一是球銑刀切削量成倍增加，極易磨損，加工質(zhì)量下降，生產(chǎn)成本提高；二是由于產(chǎn)品尺寸較大，尤其在高度方向，普通球銑刀長(zhǎng)度無(wú)法滿足一次加工成型，需多次重復(fù)加工，降低了生產(chǎn)效率。如采用清坯加工，一般選用大直徑的平銑刀，其切削速度比球銑刀快，切削量也遠(yuǎn)大于加工曲面的球銑刀，所以，清坯加工可使總加工時(shí)間減少，提高加工精度，降低生產(chǎn)成本。