你了解什么是五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床?值得分享
一、五軸聯(lián)動(dòng)簡(jiǎn)介
首先,什么是五軸聯(lián)動(dòng)呢?五軸聯(lián)動(dòng)是指在一臺(tái)機(jī)床上至少有五個(gè)坐標(biāo)軸(即三個(gè)直線坐標(biāo)和兩個(gè)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)),而且可在計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)系統(tǒng)的控制下同時(shí)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行加工。五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床有立式、臥式和搖籃式二軸NC工作臺(tái),NC工作臺(tái)?NC分度頭,NC工作臺(tái)90°B軸,NC工作臺(tái)45°B軸,NC工作臺(tái)A軸,二軸NC?主軸等類型,上述六大類共7種五軸聯(lián)動(dòng)方式都有各自的特點(diǎn)。
二、五軸聯(lián)動(dòng)加工中心
五軸聯(lián)動(dòng)加工中心有高效率、高精度的特點(diǎn),工件一次裝夾就可完成五面體的加工。若配以五軸聯(lián)動(dòng)的高檔數(shù)控系統(tǒng),還可以對(duì)復(fù)雜的空間曲面進(jìn)行高精度加工,更能夠適應(yīng)像汽車零部件、飛機(jī)結(jié)構(gòu)件等現(xiàn)代模具的加工。立式五軸加工中心的回轉(zhuǎn)軸有兩種方式,一種是工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸,設(shè)置在床身上的工作臺(tái)可以環(huán)繞X軸回轉(zhuǎn),定義為A軸,A軸一般工作范圍+30度至-120度。工作臺(tái)的中間還設(shè)有一個(gè)回轉(zhuǎn)臺(tái),在圖示的位置上環(huán)繞Z軸回轉(zhuǎn),定義為C軸,C軸都是360度回轉(zhuǎn)。這樣通過(guò)A軸與C軸的組合,固定在工作臺(tái)上的工件除了底面之外,其余的五個(gè)面都可以由立式主軸進(jìn)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(xì)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(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng),就可加工出復(fù)雜的空間曲面,當(dāng)然這需要高檔的數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)以及軟件的支持。這種設(shè)置方式的優(yōu)點(diǎn)是主軸的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,主軸剛性非常好,制造成本比較低。但一般工作臺(tái)不能設(shè)計(jì)太大,承重也較小,特別是當(dāng)A軸回轉(zhuǎn)大于等于90度時(shí),工件切削時(shí)會(huì)對(duì)工作臺(tái)帶來(lái)很大的承載力矩。另一種是依靠立式主軸頭的回轉(zhuǎn)。主軸前端是一個(gè)回轉(zhuǎn)頭,能自行環(huán)繞Z軸360度,成為C軸,回轉(zhuǎn)頭上還有帶可環(huán)繞X軸旋轉(zhuǎn)的A軸,一般可達(dá)±90度以上,實(shí)現(xiàn)上述同樣的功能。這種設(shè)置方式的優(yōu)點(diǎn)是主軸加工非常靈活,工作臺(tái)也可以設(shè)計(jì)的非常大,客機(jī)龐大的機(jī)身、巨大的發(fā)動(dòng)機(jī)殼都可以在這類加工中心上加工。這種設(shè)計(jì)還有一大優(yōu)點(diǎn):我們?cè)谑褂们蛎驺姷都庸で鏁r(shí),當(dāng)?shù)毒咧行木€垂直于加工面時(shí),由于球面銑刀的頂點(diǎn)線速度為零,頂點(diǎn)切出的工件表面質(zhì)量會(huì)很差,采用主軸回轉(zhuǎn)的設(shè)計(jì),令主軸相對(duì)工件轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度,使球面銑刀避開頂點(diǎn)切削,保證有一定的線速度,可提高表面加工質(zhì)量。這種結(jié)構(gòu)非常受模具高精度曲面加工的歡迎,這是工作臺(tái)回轉(zhuǎn)式加工中心難以做到的。為了達(dá)到回轉(zhuǎn)的高精度,高檔的回轉(zhuǎn)軸還配置了圓光柵尺反饋,分度精度都在幾秒以內(nèi),當(dāng)然這類主軸的回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,制造成本也較高。
三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)
五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)是解決葉輪、葉片、船用螺旋槳、重型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子、大型柴油機(jī)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(fù)雜曲面的機(jī)床,五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的使用,讓工件的裝夾變得容易。加工時(shí)無(wú)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(lián)動(dòng)技術(shù)加工模具可以減少夾具的使用數(shù)量。另外,由于五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)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(lián)動(dòng)機(jī)床在加工中能增加刀具的有效切削刃長(zhǎng)度,減小切削力,提高刀具使用壽命,降低成本。采用五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)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(zhì)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(tǒng)的模具加工中,一般用立式加工中心來(lái)完成工件的銑削加工。隨著模具制造技術(shù)的不斷發(fā)展,立式加工中心本身的一些弱點(diǎn)表現(xiàn)得越來(lái)越明顯?,F(xiàn)代模具加工普遍使用球頭銑刀來(lái)加工,球頭銑刀在模具加工中帶來(lái)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(lián)動(dòng)機(jī)床加工技術(shù)加工模具,可以克服上述不足。?
五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床主要有以下特點(diǎn):
1、可有效避免刀具干涉;
2、對(duì)于直紋面類零件,可采用側(cè)銑方式一刀成型;
3、對(duì)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(jìn)行加工;
4、可一次裝卡對(duì)工件上的多個(gè)空間表面進(jìn)行多面、多工序加工;
5、五軸加工時(shí),刀具相對(duì)于工件表面可處于最有效的切削狀態(tài)。零件表面上的誤差分布均勻;
6、在某些加工場(chǎng)合,可采用較大尺寸的刀具避開干涉進(jìn)行加工。
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