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，具有五坐標軸獨立或聯(lián)動切削加工能力，可迅速精確地進行各種輪廓、挖槽、雕刻等復雜曲面的切削加工。該中心使用OSAI數(shù)控系統(tǒng)，同時還配套反證軟件Pitagora.

　　試驗方法計算機輔助設計運用Rhino3D軟件，依據(jù)設計要求繪制的音箱三維模型如所示。其形狀為長430mm、*寬處290mm、壁厚15mm的橢球喇叭體。根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點，在實際加工中將其分成對稱的兩部分進行，模型如所示，然后再將對稱的兩部分用木榫粘結(jié)成一整體。

　　計算機輔助制造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，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，并設置加工參數(shù)，生成刀具路徑及加工程序。加工順序為：音箱外表面→音箱內(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，應用AlphaCAMV5提供的模擬加工功能，驗證產(chǎn)品是否滿足設計要求，否則需重新調(diào)整加工刀具及加工方式的參數(shù)設置。模擬加工的試件符合設計要求后，輸出通用NC數(shù)控代碼。

　?、诜醋C軟件Pitagora模擬加工：反證軟件Pitagora包括了NC語言后置處理，刀具和切削工藝參數(shù)及加工原點的設定。NC語言后置處理是把AlphaCAMV5編譯的通用NC語言轉(zhuǎn)化為適用于Smart5－axis加工中試驗路線木質(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)的設定包括刀具編號、刀徑大小、刀長及安裝位置。試驗根據(jù)刀具不同設定的主軸轉(zhuǎn)速為10000～14000r／min.*大進給速度設定為6000mm／min.實際加工中，在*大進給速度范圍內(nèi)可手動無級調(diào)節(jié)進給速度。數(shù)控加工中心機器的原點與實際的加工原點位置往往不同，因此要根據(jù)試件實際加工位置和構(gòu)造模型時設立的原點位置，測量加工原點的偏移量，從而設定加工原點。

　　完成刀具、主軸轉(zhuǎn)速、進給速度等參數(shù)的設定后，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，然后再進行模擬加工調(diào)試，檢查機器是否超行程，試件、刀具、工作臺之間是否存在著干涉及碰撞等，直至所有加工部分都通過安全驗證。至此，完成NC程序調(diào)試。

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

　　然后加工中心自動更換24mm球銑刀進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真空負壓裝置固定在模具上，用20mm平銑刀進行音箱內(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，按設定程序，加工中心自動更換24mm及10mm球銑刀進行內(nèi)部曲面的加工，*后自動更換8mm鉆孔刀，在音箱壁上進行榫眼加工。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際加工中，毛坯材料一般是較規(guī)則的長方體，而產(chǎn)品是復雜的曲面，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行加工，將遇到兩個問題：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，普通球銑刀長度無法滿足一次加工成型，需多次重復加工，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，切削量也遠大于加工曲面的球銑刀，所以，清坯加工可使總加工時間減少，提高加工精度，降低生產(chǎn)成本。