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什么是五軸聯動機床

所屬分類:行業新聞 點擊次數:1734 發布日期:2021-09-09

一、五軸聯動簡介


什么是五軸聯動機床呢?五軸聯動是指在一臺機床上至少有五個坐標軸(即三個直線坐標和兩個旋轉坐標),而且可在計算機數控(CNC)系統的控制下同時協調運動進行加工。五軸聯動機床有立式、臥式和搖籃式二軸NC工作臺,NC工作臺?NC分度頭,NC工作臺90°B軸,NC工作臺45°B軸,NC工作臺A軸,二軸NC?主軸等類型,上述六大類共7種五軸聯動方式都有各自的特點。

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二、五軸聯動加工中心


五軸聯動加工中心有高效率、高精度的特點,工件一次裝夾就可完成五面體的加工。若配以五軸聯動的高檔數控系統,還可以對復雜的空間曲面進行高精度加工,更能夠適應像汽車零部件、飛機結構件等現代模具的加工。立式五軸加工中心的回轉軸有兩種方式,一種是工作臺回轉軸,設置在床身上的工作臺可以環繞X軸回轉,定義為A軸,A軸一般工作范圍+30度至-120度。工作臺的中間還設有一個回轉臺,在圖示的位置上環繞Z軸回轉,定義為C軸,C軸都是360度回轉。這樣通過A軸與C軸的組合,固定在工作臺上的工件除了底面之外,其余的五個面都可以由立式主軸進行加工。A軸和C軸最小分度值一般為0.001度,這樣又可以把工件細分成任意角度,加工出傾斜面、傾斜孔等。A軸和C軸如與XYZ三直線軸實現聯動,就可加工出復雜的空間曲面,當然這需要高檔的數控系統、伺服系統以及軟件的支持。這種設置方式的優點是主軸的結構比較簡單,主軸剛性非常好,制造成本比較低。但一般工作臺不能設計太大,承重也較小,特別是當A軸回轉大于等于90度時,工件切削時會對工作臺帶來很大的承載力矩。另一種是依靠立式主軸頭的回轉。主軸前端是一個回轉頭,能自行環繞Z軸360度,成為C軸,回轉頭上還有帶可環繞X軸旋轉的A軸,一般可達±90度以上,實現上述同樣的功能。這種設置方式的優點是主軸加工非常靈活,工作臺也可以設計的非常大,客機龐大的機身、巨大的發動機殼都可以在這類加工中心上加工。這種設計還有一大優點:我們在使用球面銑刀加工曲面時,當刀具中心線垂直于加工面時,由于球面銑刀的頂點線速度為零,頂點切出的工件表面質量會很差,采用主軸回轉的設計,令主軸相對工件轉過一個角度,使球面銑刀避開頂點切削,保證有一定的線速度,可提高表面加工質量。這種結構非常受模具高精度曲面加工的歡迎,這是工作臺回轉式加工中心難以做到的。為了達到回轉的高精度,高檔的回轉軸還配置了圓光柵尺反饋,分度精度都在幾秒以內,當然這類主軸的回轉結構比較復雜,制造成本也較高。


三、五軸聯動數控機床的特點優勢


五軸聯動數控機床系統是解決葉輪、葉片、船用螺旋槳、重型發電機轉子、汽輪機轉子、大型柴油機曲軸等等加工的唯一手段。它是一種科技含量高、精密度高、專門用于加工復雜曲面的機床,該機床系統對一個國家的航空、航天、軍事、科研、精密器械、高精醫療設備等等行業有著舉足輕重的影響力。五軸聯動機床的使用,讓工件的裝夾變得容易。加工時無需特殊夾具,降低了夾具的成本,避免了多次裝夾,提高模具加工精度。采用五軸聯動技術加工模具可以減少夾具的使用數量。另外,由于五軸聯動機床可在加工中省去許多特殊刀具,所以降低了刀具成本。五軸聯動機床在加工中能增加刀具的有效切削刃長度,減小切削力,提高刀具使用壽命,降低成本。采用五軸聯動機床加工模具可以很快的完成模具加工,交貨快,更好的保證模具的加工質量,使模具加工變得更加容易,并且使模具修改變得容易。在傳統的模具加工中,一般用立式加工中心來完成工件的銑削加工。隨著模具制造技術的不斷發展,立式加工中心本身的一些弱點表現得越來越明顯?,F代模具加工普遍使用球頭銑刀來加工,球頭銑刀在模具加工中帶來好處非常明顯,但是如果用立式加工中心的話,其底面的線速度為零,這樣底面的光潔度就很差,如果使用四、五軸聯動機床加工技術加工模具,可以克服上述不足。?


歸納起來,五軸聯動機床主要有以下特點:


1、可有效避免刀具干涉;


2、對于直紋面類零件,可采用側銑方式一刀成型;


3、對一般立體型面特別是較為平坦的大型表面,可用大直徑端銑刀端面貼近表面進行加工;


4、可一次裝卡對工件上的多個空間表面進行多面、多工序加工;


5、五軸加工時,刀具相對于工件表面可處于最有效的切削狀態。零件表面上的誤差分布均勻;


6、在某些加工場合,可采用較大尺寸的刀具避開干涉進行加工。 作者:三玖教育-木子 https://www.bilibili.com/read/cv8099700 出處:bilibili


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