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五軸聯動數控機床的種類及優勢

2018-7-10 來源：-- 作者：--

　　摘要：本文對五軸聯動數控機床的種類及優勢進行了詳細分析介紹，供學（xué）習參考。

　　五（wǔ）軸聯動數控機床的種類

　　五軸機（jī）床是（shì）在(5 Axis Machining)，在（zài）原（yuán）有三軸的加工（gōng）中心發展而來。根據根據ISO的規定，在描述數控機床的運動時，采用右手（shǒu）直角（jiǎo）坐（zuò）標係;其中平行於（yú）主軸的坐標軸定義為z軸（zhóu），繞x、y、z軸（zhóu）的旋轉坐標分（fèn）別為A、B、C。各坐標軸的運動可由工作台，也可以由刀具的運動來（lái）實現，但方向（xiàng）均以刀具相（xiàng）對於工件的運動方向來定義。通常五軸聯動是（shì）指x、y、z、A、B、C中任（rèn）意5個坐標的線性插補運動。換言之，五軸，指x、y、z三個移動（dòng）軸加任意兩個旋轉軸。五軸（zhóu）依據聯動軸擺動機構不（bú）同，有以下幾種分類。

　　1、工作台（tái）搖籃（lán）式

　　基於傳統三軸加工中心的基礎，加上搖籃式工作台，工件進行擺動，變成3+2式（shì）的五軸聯動加工中心。聯動軸為X/Y/Z/A/C，Y軸（zhóu）方（fāng）向B軸不旋轉。

　　2、立式（shì）主軸雙擺頭（tóu）

　　在擺頭中間（jiān）一般（bān）有一個帶（dài）有鬆拉刀結構的電主軸，所以雙擺（bǎi）頭自身的尺寸（cùn）不容易做小，加上雙擺頭活動（dòng）範圍的需要，所以雙擺頭結構的五軸聯動機床的加（jiā）工範圍不宜（yí）太小（xiǎo），而是越大越好，一般為龍門式或動梁龍（lóng）門式（shì）。聯動軸為X/Y/Z/A/C，Y軸方（fāng）向B軸不（bú）旋轉。

　　3、臥（wò）式主軸雙（shuāng）擺頭

　　在基於臥式加工中心結構的雙擺頭五軸聯動。聯動軸（zhóu）為X/Y/Z/B/C，X軸方向A軸不旋轉。

　　4、工作台擺（bǎi）動式

　　在直（zhí）驅電機成熟後，五軸聯（lián）動的（de）結構也有了（le）很大（dà）的改善。整（zhěng）個工作台可以進行雙擺動。目前C軸直（zhí）驅能達到一定轉速，達到車削的效果。聯動軸為X/Y/Z/B/C，X軸方向A軸不旋轉。

　　5、工作台主軸擺動

　　依據擺動機構的演變，工作台和主軸分別擺動，構成兩者的結合（hé）。聯動軸為X/Y/Z/A/C，Y軸方向B軸不旋轉。

　　五（wǔ）軸的應用與發展

　　五軸由於設（shè）備價格高昂，多半應用與複雜且附加值高的零件，以航空、軍事領（lǐng）域尤為重要。

　　作為製造業數控領域皇冠上的明珠，各（gè）大國外係統廠家發那科、西門子、三菱、海德漢自然不在話下，同時各大國產數控係統的五軸聯動技術也都在發展成熟。無論廣州數控（kòng）、華中數控、凱恩（ēn）帝、沈陽I5等（děng）等都在不斷試製完善（shàn）中，至於國產（chǎn）五軸為何還不能有量的突破，歸結還是因為市場需（xū）求量的不足。加之五軸機床結構（gòu）複雜，係統占其成本比重小，國產係統優勢不明顯。未來（lái）國產係（xì）統在五（wǔ）軸上的突破還有（yǒu）很長的路要（yào）走。下麵展示一下國產（chǎn）五軸聯動技術在加工（gōng）領域的展示。

　　增材製造即俗稱（chēng）的3D打印技術，近年來在金屬（shǔ）3D打印有了（le）一定的突破，但還不能根本代替五軸聯動加工。增材還解決不了材料內部的應力（lì）和材料外部的粗糙度等問題。在國產大飛（fēi）機升天的歡呼雀躍下，我們還應該清醒的認（rèn）識到，我們主要的國產在飛機殼，內部核心特別是發動機還依賴進（jìn）口（kǒu）。發動機葉輪的加工離不（bú）開五軸技術的成（chéng）熟，國產五軸（zhóu）的（de）發（fā）展之路還任重（chóng）道遠（yuǎn）。

　　五軸聯（lián）動數控機床的優勢

　　可一次性完成零件（jiàn）的五麵（miàn）加工,減小重複裝夾次數，提（tí）高加工精度（dù），節約時間。

　　對於複雜零件多次裝夾需要重新尋找基準坐（zuò）標，會影響（xiǎng）加工的定位精度。用五軸聯動機床一次定位後能完成全部加工。高效並高精完成複雜零（líng）件的一次加工。

　　可完成空間曲（qǔ）麵的加工，減小對設計、加（jiā）工工（gōng）藝的限製，提高產品的整體性（xìng）能（néng）。

　　特別是對葉輪等（děng）複雜曲（qǔ）麵，由於三軸設備刀具會與零件幹涉。而使用五軸聯動機床就能很（hěn）好的避免。

　　利用刀軸可控性，讓刀具的側刃切削，提高效率及表麵質量（liàng），延長了刀具壽命。

　　五軸機床可以靈活的調整刀具與工件的角度，五軸機床可以采用刀具側刃切削，加工效率更高。同（tóng）時減少刀具的磨損。

　　在模加工中可對深腔，深槽進行（háng）加工，節約加工成本具。

　　縮短（duǎn）新產（chǎn）品研發周期。

　　對於試（shì）製的零件不適合大批量分工藝批量（liàng）加工（gōng），用五軸機床能大幅縮（suō）短產品試製時畫的時間。

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