2.2:主轴倾斜型
主轴前端是一个回转头,能自行环绕Z轴360度,成为C轴,回转头上还有带可环绕X轴旋转的A轴,一般可达±90度以上,实现上述同样的功能。这种设置方式的优点是主轴加工非常灵活,工作台也可以设计的非常大,客机庞大的机身、巨大的发动机壳都可以在这类加工中心上加工。
这种设计还有一大优点:我们在使用球面铣刀加工曲面时,当刀具中心线垂直于加工面时,由于球面铣刀的**点线速度为零,**点切出的工件表面质量会很差,采用主轴回转的设计,令主轴相对工件转过一个角度,使球面铣刀避开**点切削,保证有一定的线速度,可提高表面加工质量。这种结构非常受模具高精度曲面加工的欢迎,这是工作台回转式加工中心难以做到的。为了达到回转的高精度,高档的回转轴还配置了圆光栅尺反馈,分度精度都在几秒以内,当然这类主轴的回转结构比较复杂,制造成本也较高。
2.3:工作台/主轴倾斜型
此款设备的旋转轴配置形式是B轴与工作台绕C轴组合一个旋转轴在主轴头的刀具侧,另一个在工作台侧。这类机床的旋转轴结构布置有大的灵活性,可以是在A.B.C轴中任意两个组合。这类机床的主轴可以旋转为水平状态和垂直状态,工作台只需分度定位,即可简单的配置为立、卧转换的三轴加工中心,将主轴进行立、卧转换再配合工作台分度,对工件实现五面体加工,制造成本低,比较实用。
在现代制造业中,精密机械加工日趋普遍。实现精密加工的高档数控机床、模具处于制造业产业链的前端,而模具产品质量的高低在很大程度上又受制于数控设备。在激烈的市场竞争中,制造业要求更短的生产周期、更高的加工质量以及更快的产品改型加工适应能力和更低的制造技术。要满足这些条件,越来越多的制造企业采用了高端的数控加工机床:五轴加工机床。
五 轴 联 动 数 控机床系统是解决叶轮、叶片、船用螺旋桨、重型发电机转子、汽轮机转子、大型柴油机曲轴等等加工的一手段。它是一种科技含量高、精密度高专门用于加工复杂曲面的机床,该机床系统对一个国家的航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等等行业有着举足轻重的影响力。
五轴机床的结构
五轴数控机床有多种不同的结构形式,主要分为以下三大类:工作台倾斜型、主轴倾斜型和工作台/主轴倾斜型五轴加工机床。
2.1:工作台倾斜型
设置在床身上的工作台可以环绕X轴回转,定义为A轴,A轴一般工作范围+30度至-120度。工作台的中间还设有一个回转台,在下图所示的位置上环绕Z轴回转,定义为C轴,C轴都是360度回转。这样通过A轴与C轴的组合,固定在工作台上的工件除了底面之外,其余的五个面都可以由立式主轴进行加工。
A轴和C轴小分度值一般为0.001度,这样又可以把工件细分成任意角度,加工出倾斜面、倾斜孔等。A轴和C轴如与XYZ三直线轴实现联动,就可加工出复杂的空间曲面,当然这需要数控系统、伺服系统以及软件的支持。这种设置方式的优点是主轴的结构比较简单,主轴刚性非常好,制造成本比较低。但一般工作台不能设计太大,承重也较小,特别是当A轴回转大于等于90度时,工件切削时会对工作台带来很大的承载力矩。
可以选配发那科、三菱、新代系统,其中发那科,新代可以实现五轴联动功能。