W多轴联动机床A_C转轴镗铣头结构
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双摆角铣头摆角切削力矩的计算研究页数:3
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五轴联动数控加工中心的组成、结构、功能页数:3
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双摆轴任意分度万能铣头的开发与应用页数:3
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数控机床——项目四 数控镗铣床结构与应用
（二）主传动系统与传动结构
1.主运动传动系统
机床传动系统如图所示
图4-17
1.主运动传动系统
图示为XKA5750数控铣床的主传动系统，由11 kW主轴电动机驱动，径一 对弧齿同步齿形带轮传到水平轴Ⅰ上，再经万能铣头内33/34和26/25两对弧齿 锥齿轮副，将运动传到主轴IV。
主轴电动机的转速范围为120~6000 r/min，主轴的实际转速范围50~2500r/min。 主轴转速在625 r/min 以下为恒转矩输出；主轴转速在625~1875 r/min 为恒功率输 出。主轴转速超过1875 r/min 输出功率下降，当主轴转速达到2500 r/min 时，输出 功率下降到额定功率的1/3。
4. 数控龙门铣床 数控龙门铣床属于大型数控设备可用于大中等尺寸、大中等质量的黑色金属 和有色金属的各种平面、曲面和孔的加工。数控龙门铣床外观如图所示。 数控龙门铣床适用于汽车、模具、航空航天、机床、印刷、轻纺等制造行业。
图4-15
二、XKA5750数控铣床
（一）XKA5750数控铣床的用途、布局及技术参数 XKA5750型数控铣床又称为滑枕式数控铣床，它与一般的数控铣床 的区别在于横向移动由床身顶部的滑枕来完成，而工作台只做纵向移动 和升降台的垂向移动，滑枕前端装有万能铣头。因滑枕较长，故横向行 程比滑座移动的铣床大。
图4-19 局部
3. Z向升降台传动及自动平衡装置 XKA5750型数控铣床升降台传动及自动平衡装置如图所示。
三支承传动轴
图4-20
升降台自动平衡装置
一、 加工中心的布局及特点
在实际生产中，数控铣床与加工中心应用十分广泛，这两种机床的工艺范 围相近，都可以实现铣削、镗削、钻削、攻丝等加工。但是，加工中心在机床 的布局、结构等方面有明显的区别及特点。
数控机床的结构资料PPT课件
22
绝对位置测量
位置测量方法
使用一个代码量杆， 能在任何时候从量杆上读 取绝对位置（与机床零点 有关）。
量杆被分成几个通道， 此通道被传感器扫描。
一个绝对测量系统不 需要参考点的初始数值。
.
传感器 发光二极管
代码量杆
23
直接位置测量
将检测装置直接安放在机床拖板 上，直接测量机床坐标的直线位移量， 来保证得到高的准确度。
第2章 数控机床的结构
主机结构
数控机床的本体，包括床身、主柱、横梁、滑座、工作台、主轴、进给机构等机 械部件。
CNC装置 （详见第三章）
数控机床的核心部件，包括计算机、存储器、显示器、键盘、程序输入输出装置 及相应的软件。
驱动装置
数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元，进给驱动单元，主轴电机及 进给电机等。
通过一条齿形带，功 率完成从进给驱动装置到 滚珠丝杆的传输。
.
进给机构
11
滑动离合器
滑动离合器与滚珠丝 杆有关。在碰撞时，减小 进给驱动的损害。在任何 时候滑鞍碰撞到障碍时， 可以使进给驱动停止（比 如：由于一个程序错误造 成的障碍）。
2个极限开关被安装在 每个滑鞍上，使CNC系统 确认移动的终端。
动转变为直线运动的传动链误差，从 而影响其测量精度。
.
位置测量方法
25
自动换刀装置
在数控加工中，一些操作是 不改变工件的位置而进行的。因 此需要一些不同的刀具。
操作者能完成刀具的更换， 但是结果是增加了设置的时间。 因此应该首选自动更换刀具。
对于自动更换刀具，需结合 一个换刀装置，使用转塔刀架或 刀库。
.
19
常用的检测元件
数字式
绝对位置测量
位置测量方法
使用一个代码量杆， 能在任何时候从量杆上读 取绝对位置（与机床零点 有关）。
量杆被分成几个通道， 此通道被传感器扫描。
一个绝对测量系统不 需要参考点的初始数值。
.
传感器 发光二极管
代码量杆
23
直接位置测量
将检测装置直接安放在机床拖板 上，直接测量机床坐标的直线位移量， 来保证得到高的准确度。
第2章 数控机床的结构
主机结构
数控机床的本体，包括床身、主柱、横梁、滑座、工作台、主轴、进给机构等机 械部件。
CNC装置 （详见第三章）
数控机床的核心部件，包括计算机、存储器、显示器、键盘、程序输入输出装置 及相应的软件。
驱动装置
数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元，进给驱动单元，主轴电机及 进给电机等。
通过一条齿形带，功 率完成从进给驱动装置到 滚珠丝杆的传输。
.
进给机构
11
滑动离合器
滑动离合器与滚珠丝 杆有关。在碰撞时，减小 进给驱动的损害。在任何 时候滑鞍碰撞到障碍时， 可以使进给驱动停止（比 如：由于一个程序错误造 成的障碍）。
2个极限开关被安装在 每个滑鞍上，使CNC系统 确认移动的终端。
动转变为直线运动的传动链误差，从 而影响其测量精度。
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位置测量方法
25
自动换刀装置
在数控加工中，一些操作是 不改变工件的位置而进行的。因 此需要一些不同的刀具。
操作者能完成刀具的更换， 但是结果是增加了设置的时间。 因此应该首选自动更换刀具。
对于自动更换刀具，需结合 一个换刀装置，使用转塔刀架或 刀库。
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19
常用的检测元件
数字式
数控机床的典型结构 (2)
第3章 数控机床的典型结构
主轴 电动机
(a)
主轴 电动机
(b)
主轴电动机 (c)
图3.1 数控机床主轴传动方式 (a) 齿轮传动； (b) 同步带传动； (c) 电动机直接驱动
第3章 数控机床的典型结构
2. 同步带传动机构 同步带传动如图3.1（b）所示， 主要应用在小型 数控机床上， 可以避免齿轮传动时引起的振动和噪声， 但它只能适用于低扭矩特性要求的主轴。
第3章 数控机床的典型结构
3.1.4 主轴的刀具自动夹紧和铁屑清除机构 在自动换刀的数控机床中， 为了实现刀具的自动
装卸， 其主轴必须设计有刀具的自动夹紧机构， 如图 3.4所示。刀柄锥度为7∶24， 采用大锥度的锥柄既有 利于定心， 也为松夹带来了方便。 在锥柄的尾端轴颈 被拉紧的同时， 通过锥柄的定心和摩擦作用将刀杆夹 紧于主轴的端部。
第3章 数控机床的典型结构
1— 电 动 机 ； 2— 偏 心 套
2
1
图3.5 偏心套消除间隙
第3章 数控机床的典型结构
1, 2— 齿 轮 ；
3— 垫 片
3
2
1
图3.6 垫片调整消除间隙
第3章 数控机床的典型结构
3
1
2
4
1, 2— 薄 片 齿 轮 ； 3— 短 圆 柱 ； 4— 弹 簧
图3.7 双齿轮错齿调整
第3章 数控机床的典型结构
1 2 34 5 13 12
87 6 9 10 11
1—活塞； 2—螺旋弹簧； 3—磁传感器； 4—永久磁铁； 5—带轮； 6—钢球； 7—拉杆； 8—蝶形弹簧； 9—多联三角带； 10—皮带轮； 11—交流调速电动机； 12, 13—限位开关
多轴机床常见类型
φ400mm 800mm 400mm 630mm -10°～+110° 360° 20m/min 60r/min 30r/min 0.001mm 0.001° 0.001° 60－12000r/min 12KW 16 把 HSK63A φ80mm/150mm 180mm 三相交流 380V（1±10%）50Hz
所以机床设计为双摆台的形式可以更有效地利用机床空间使加工范围更大，因为主轴是固定 不变的，所以刀具长度不会影响摆动误差。同时由于工作台可旋转和可倾斜，所以也方便于 操作。上文中所述 3+2 形式的立式五轴联动加工中心就是典型的双摆台形式。双摆台式的 五轴联动数控铣床的结构形式如图 1-9 所示
（a）
瑞士GF阿奇夏米尔的MIKRON HPM600U/800U精密型5轴联动加工中心是针对精密零
件加工行业的最新产品。它具有高动态特性、高速加工特性和5轴联动的特点。如图1-10所
示。
图 1-10 瑞士米克朗 HPM600U 双摆台 高性能五轴联动加工中心外观视图
1）机床结构 HPM600U/800U 加工中心采用混凝土聚合物整体压铸的落地床身，新型龙门框架式结 构，X、Y、Z三轴导轨各自独立，从而保证了极高的精度稳定性。机床主轴采用立式结构， 可以保证更高的切削稳定性。特殊设计的大摆角回转工作台采用扭矩电机直接驱动，强力液
由于增加了旋转轴，所以与三轴数控机床相比较，多轴机床的刀具或工件的运动形式 更为复杂，形式也有多种。 一、三轴立式加工中心附带数控转台的四轴联动机床
（a）
（b）
图 1-1 数控转台 （a）数控转台安装在工作台上的情况 （b）数控转台装夹工件的情况
如图 1-1 所示，这类机床是在三轴立式数控铣床或加工中心上，附加具有一个旋转轴的 数控转台来实现四轴联动加工，即所谓 3+1 形式的四轴联动机床。由于是基于立式铣床或加 工中心作为主要加工形式，所以数控转台只能算作是机可以实现五轴联动加工。如复杂的叶轮的加工、空间曲面加工。CNC 用户程序和数
万能铣头的分类及功能
万能铣头的分类及功能
万能铣头（universal milling head），也叫万向铣头，是指机床刀具出轴可在水平和垂直两个平面内回转的铣头；从机床坐标系来看，就是机床刀具输出轴能够围绕机床Z轴和X轴（或Y轴)旋转的铣头，其中围绕机床Z轴的轴叫C轴，围绕机床X轴的轴叫A轴，从而使机床具备五个坐标轴，联动自动万能铣头具备五轴加工功能，所以联动自动万能铣头有时万能铣头也叫AC轴铣头或五轴铣头。
万能铣头是机床常用的附件，也是机床最核心、技术含量最高的部件之一。
万能角度头的分类：
万能角度头主要分为机械式和电气式2种，其中机械式又分为自动和手动。
随着电气技术的进步，以力矩伺服电机为主驱动元件的电气自动铣头在模具、航空等的高速加工中取得广泛应用，但电动铣头力矩偏小，大扭矩、重切削的万能铣头还是机械式居多。
万能角度头无论是机械式还是电气式，制造工艺都极其复杂，目前高端万能铣头技术主要掌握在西方机床巨头手中，令人欣喜的是国内某些大型机床厂已经开发制造出了万能铣头，打破了国外的技术垄断和封锁！
万能角度头的功用：
万能角度头的功用：万能铣头是机床常用的附件，也是机床最核心、技术含量最高的部件之一。
一般机械万能铣头可以大大扩张机
床的加工能力，可以完成任意角度头斜面的铣削、钻孔、攻丝等加工；五轴联动加工的万能铣头，可以用来加工航空航天、国防、核能、能源领域的关键零部件，如飞机发动机的叶片、核电泵叶片、火电汽轮机叶片、核潜艇螺旋桨等；
郑州华隆机床制造有限公司是一家专注机床行业的生产厂家主要以
生产数控龙门铣床，铣头，万能铣头，直角头，动力头等。
欢迎广大客户前来我厂参观。
UG自动编程的叶轮加工(五轴联动加工中心)毕业设计
重庆三峡学院毕业设计（论文）题目UG自动编程的叶轮加工（五轴联动加工中心）院系应用技术学院专业机械设计制造及其自动化年级08 机械完成毕业设计（论文）时间2011 年12 月目录摘要第一章：绪论1.1：五轴联动简介1.2：五轴联动加工中心的特点1.3：五轴联动加工中心的分析1.4：五轴联动加工中心的应用领域第二章：FANUC系统编程方法2.1 FANUC系统概述2.2 FANUC系统编程指令第三章：叶轮轴加工的工艺分析3.1概述3.2零件三维模型与零件图3.3叶轮轴的加工工艺分析第四章：叶轮轴加工的UG自动编程4.1 建立零件的UG三维模型4.2 叶轮轴加工的UG自动编程4.3 叶轮轴加工的UG程序后处理第五章：总结致谢语参考文献基于UG自动编程的数控铣削加工牟松重庆三峡学院应用技术学院机械设计制造及其自动化08机械重庆万州 404000摘要五轴联动数控机床是一种科技含量高、精密度高专门用于加工复杂曲面的机床，这种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。
目前，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唯一手段。
关键字五轴联动加工中心UG 自动编程第一章：绪论1.1：五轴联动简介所谓五轴加工这里是指在一台机床上至少有五个坐标轴(三个直线坐标和两个旋转坐标)，而且可在计算机数控(CNC)系统的控制下同时协调运动进行加工。
1：对于五轴立式加工来说，必须要有C轴，即旋转工作台，然后再加上一个轴，要么是A轴要么是B轴。
2：主轴头旋转类型，立式结构的两个回转轴A，C轴。
该机床将A，C回转轴设置在主轴上。
铣头绕Z轴旋转360度形成C轴，绕X轴旋转±90度形成A轴。
这样的结构形式工作台上无旋转轴。
3：工作台旋转类型，工作台绕X轴旋转，工作台绕Z轴旋转，主轴无需摆动。
4：工作台绕Z轴旋转，主轴头绕Y轴摆动称B轴。
数控机床机械结构概述
(a)形式一；(b)形式二；(c)形式三 31
轴承的性能比较
32
五、主轴内刀具的自动夹紧和切屑的清除装置
机床采用的是 7∶24 号锥柄刀具，锥柄的尾 端安装有拉钉，拉杆通 过4个钢球拉住拉钉的凹 槽，使刀具在主轴锥孔 内定位及夹紧。
33
加工中心主轴前端有 7∶24号锥孔，内部和后 端安装的是刀具自动夹紧 机构。
带的结构形式 (a)多楔带;(b)同步齿形带
23
同步齿形带传动是一种综合了带传动和链传动 优点的新型传动方式，带型有梯形齿和圆弧齿。
同步齿形带的结构和传动 24
3. 调速电机直接驱动的主传动
这种传动方式大大简化了主轴箱与主轴的 结构，提高了主轴部件的刚度。但主轴输出扭矩 小，电动机发热对主轴影响较大。如图c所示。
（4）不同布局影响机床操作方便程度
数控车床的四种不同布局方案， （a）为水平床身-水平滑板，床身工艺性好，便于导轨面的
加工，下部空间小，故排屑困难，刀架水平放置加大了机 床宽度方向的结构尺寸；
4）不同布局影响机床操作方便程度
（b）倾斜床身-倾斜滑板，排屑亦较方便，中小规格的数控车 床其床身的倾斜度以60°为宜；
数控机床主传动系统是指数控机床的主轴运动传动 系统，是机床的成形运动之一，其精度决定了零件的 加工精度。
1.具有较大的调速范围并实现无级调速：数控机床的 主传动系统要求有较大的调速范围，以保证加工时能 选用合理的切削用量，从而获得最佳的生产率、加工 精度和表面质量。
2.具有较高的精度和刚度，传动平稳，噪音低。
后支承
度双列向心推力球轴承。
前支承
能承受径向、双向轴向 负载，组配使用能满足刚度 要求，并能方便的消除轴向 和径向间隙对其预紧。
轴承的性能比较
32
五、主轴内刀具的自动夹紧和切屑的清除装置
机床采用的是 7∶24 号锥柄刀具，锥柄的尾 端安装有拉钉，拉杆通 过4个钢球拉住拉钉的凹 槽，使刀具在主轴锥孔 内定位及夹紧。
33
加工中心主轴前端有 7∶24号锥孔，内部和后 端安装的是刀具自动夹紧 机构。
带的结构形式 (a)多楔带;(b)同步齿形带
23
同步齿形带传动是一种综合了带传动和链传动 优点的新型传动方式，带型有梯形齿和圆弧齿。
同步齿形带的结构和传动 24
3. 调速电机直接驱动的主传动
这种传动方式大大简化了主轴箱与主轴的 结构，提高了主轴部件的刚度。但主轴输出扭矩 小，电动机发热对主轴影响较大。如图c所示。
（4）不同布局影响机床操作方便程度
数控车床的四种不同布局方案， （a）为水平床身-水平滑板，床身工艺性好，便于导轨面的
加工，下部空间小，故排屑困难，刀架水平放置加大了机 床宽度方向的结构尺寸；
4）不同布局影响机床操作方便程度
（b）倾斜床身-倾斜滑板，排屑亦较方便，中小规格的数控车 床其床身的倾斜度以60°为宜；
数控机床主传动系统是指数控机床的主轴运动传动 系统，是机床的成形运动之一，其精度决定了零件的 加工精度。
1.具有较大的调速范围并实现无级调速：数控机床的 主传动系统要求有较大的调速范围，以保证加工时能 选用合理的切削用量，从而获得最佳的生产率、加工 精度和表面质量。
2.具有较高的精度和刚度，传动平稳，噪音低。
后支承
度双列向心推力球轴承。
前支承
能承受径向、双向轴向 负载，组配使用能满足刚度 要求，并能方便的消除轴向 和径向间隙对其预紧。
铣床主要结构与运动讲解
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• 刀杆支架用来支撑铣刀心轴的一端，心轴的另一端则固 定在主轴上，由主轴带动铣刀铣削。刀杆支架在悬梁上 以及悬梁在床身顶部的水平导轨上都可以做水平移动， 以便安装不同的心轴。在床身的前面有垂直导轨，升降 台可沿着它上下移动。在升降台上面的水平导轨上，装 有可在平行主轴轴线方向移动（前后移动）的溜板。溜 板上部有可转动的回转盘，工作台就在溜板上部回转盘 上的导轨上做垂直于主轴轴线方向移动（左右移动）。 工作台上有Ｔ形槽用来固定工件。这样，安装在工作台 上的工件就可以在３个坐标上的６个方向调整位置或进 给。此外，溜板可绕垂直轴线方向左右旋转４５°，使 得工作台还能在倾斜方向进行进给，便于加工螺旋槽。 该机床还可安装圆形工作台，以扩展铣削功能。
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任务一 Ｘ６２Ｗ 万能铣床电气控 制线路
• 由上可知，铣床的主要运动包括： • （１）主运动，即主轴带动刀杆和铣刀的旋转运动。 • （２）进给运动，即加工中工作台带动工件纵向、横向和垂直 方向共３个方向的移动以及圆形工作台的旋转运动。 • （３）辅助运动，即工作台带动工件在纵向、横向和垂直３个 方向的快速移动。 • Ｘ６２Ｗ万能铣床的型号含义为：Ｘ—铣床类（类别）；６— 卧式铣床型（组别）；２—工作台的号数，代表了工作台面宽 度，从铭牌上可知２号工作台宽为３２０ｍｍ （基本参数）； Ｗ—万能（特性）。 • • Ｘ６２Ｗ万能铣床的电力拖动系统由３台电动机所组成，即主 轴电动机、进给电动机和冷却泵电动机。
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• 为了扩大其加工能力，在工作台上可加装圆形工作 台，圆形工作台的回转运动是由进给电动机经传动 机构驱动的。进给的快速移动是通过快速移动电磁 离合器的吸合和改变机械传动链的传动比来实现的。 为保证变速后齿轮能良好啮合，主轴和进给变速后， 都要求电动机做瞬时点动，即变速冲动。 • 根据加工工艺的要求，铣床应具有以下电气控制要 求： • （１）为防止刀具和铣床的损坏，要求只有主轴旋 转后才允许有进给运动和进给方向的快速移动。
• 刀杆支架用来支撑铣刀心轴的一端，心轴的另一端则固 定在主轴上，由主轴带动铣刀铣削。刀杆支架在悬梁上 以及悬梁在床身顶部的水平导轨上都可以做水平移动， 以便安装不同的心轴。在床身的前面有垂直导轨，升降 台可沿着它上下移动。在升降台上面的水平导轨上，装 有可在平行主轴轴线方向移动（前后移动）的溜板。溜 板上部有可转动的回转盘，工作台就在溜板上部回转盘 上的导轨上做垂直于主轴轴线方向移动（左右移动）。 工作台上有Ｔ形槽用来固定工件。这样，安装在工作台 上的工件就可以在３个坐标上的６个方向调整位置或进 给。此外，溜板可绕垂直轴线方向左右旋转４５°，使 得工作台还能在倾斜方向进行进给，便于加工螺旋槽。 该机床还可安装圆形工作台，以扩展铣削功能。
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任务一 Ｘ６２Ｗ 万能铣床电气控 制线路
• 由上可知，铣床的主要运动包括： • （１）主运动，即主轴带动刀杆和铣刀的旋转运动。 • （２）进给运动，即加工中工作台带动工件纵向、横向和垂直 方向共３个方向的移动以及圆形工作台的旋转运动。 • （３）辅助运动，即工作台带动工件在纵向、横向和垂直３个 方向的快速移动。 • Ｘ６２Ｗ万能铣床的型号含义为：Ｘ—铣床类（类别）；６— 卧式铣床型（组别）；２—工作台的号数，代表了工作台面宽 度，从铭牌上可知２号工作台宽为３２０ｍｍ （基本参数）； Ｗ—万能（特性）。 • • Ｘ６２Ｗ万能铣床的电力拖动系统由３台电动机所组成，即主 轴电动机、进给电动机和冷却泵电动机。
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• 为了扩大其加工能力，在工作台上可加装圆形工作 台，圆形工作台的回转运动是由进给电动机经传动 机构驱动的。进给的快速移动是通过快速移动电磁 离合器的吸合和改变机械传动链的传动比来实现的。 为保证变速后齿轮能良好啮合，主轴和进给变速后， 都要求电动机做瞬时点动，即变速冲动。 • 根据加工工艺的要求，铣床应具有以下电气控制要 求： • （１）为防止刀具和铣床的损坏，要求只有主轴旋 转后才允许有进给运动和进给方向的快速移动。
第四章铣床
3)铣螺旋槽时，将分度头挂轮轴与铣床纵向工作台 丝杠用“交换齿轮”联接后，当工作台移动时，分 度头上的工件即可获得螺旋运动。
X6132万能卧式升降台铣床
分度头的结构及型号：
型号 FW125 中心高 万能 分度头
X6132万能卧式升降台铣床
（1）分度主轴、鼓形壳体、底座、分度盘、转动手柄、插销。 （2）分度盘有圈孔，等分分布在各同心圆上。（有三块） 第一块：16，24，30，36，41，47，57，59。 第二块：23，25，28，33，39，43，51，61。
（4）纵向工作台 横梁 主轴 用来安装工件或夹 具，并带着工件作纵 主轴变速机构 向进给运动。纵向工 作台的上面有三条T形 主传动电动机 槽，用来安装压板螺 栓（T形螺栓）。这三 床身 条T形槽中，当中一条 精度较高，其余两条 精度较低。工作台前 侧面有一条小T形槽， 用来安装行程挡铁。
刀杆
吊架
纵向工作台 转台 横向工作台 升降台
第三块：22, 27, 29, 31，37, 49，53, 63。
插销可在分度盘手柄K的长槽中沿分度盘径向调整位置，以 使插销能插入不同孔数的孔圈内。
X6132万能卧式升降台铣床
（2）横梁 横梁可以借助齿轮、 齿条前后移动，调整 主轴变速机构 其伸出长度，并可由 主传动电动机 两套偏心螺栓来夹紧。 在横梁上安装着支 床身 架，用来支承刀杆的 悬出端，以增强刀杆 的刚性。
主轴 横梁 刀杆
吊架 纵向工作台 转台 横向工作台 升降台
（3）升降台 横梁 刀杆 吊架 主轴 它是工作台的支座，在升 纵向工作台 降台上安装着铣床的纵向工 主轴变速机构 作台、横向工作台和转台。 转台 进给电动机和进给变速机构 主传动电动机 横向工作台 是一个独立部件，安装在升 降台的左前侧，使升降台、 纵向工作台和横向工作台移 床身 升降台 动。变换进给速度由一个蘑 菇形手柄控制，允许在开车 的情况下进行变速。升降台 可以沿床身的垂直导轨移动。在升降台的下面有一根垂直丝杆， 它不仅使升降台升降，并且支撑着升降台。 横向工作台和升降台的机动操纵是靠装在升降台左侧的手柄 来控制，操纵手柄有两个，是联动的。手柄有五个位置：向上、 向下、向前、向后及停止。五个位置是互锁的。
万能铣头的分类及功能
万能铣头的分类及功能
万能铣头（universal milling head），也叫万向铣头，是指机床刀具出轴可在水平和垂直两个平面内回转的铣头；从机床坐标系来看，就是机床刀具输出轴能够围绕机床Z轴和X轴（或Y轴)旋转的铣头，其中围绕机床Z轴的轴叫C轴，围绕机床X轴的轴叫A轴，从而使机床具备五个坐标轴，联动自动万能铣头具备五轴加工功能，所以联动自动万能铣头有时万能铣头也叫AC轴铣头或五轴铣头。
万能铣头是机床常用的附件，也是机床最核心、技术含量最高的部件之一。
万能角度头的分类：
万能角度头主要分为机械式和电气式2种，其中机械式又分为自动和手动。
随着电气技术的进步，以力矩伺服电机为主驱动元件的电气自动铣头在模具、航空等的高速加工中取得广泛应用，但电动铣头力矩偏小，大扭矩、重切削的万能铣头还是机械式居多。
万能角度头无论是机械式还是电气式，制造工艺都极其复杂，目前高端万能铣头技术主要掌握在西方机床巨头手中，令人欣喜的是国内某些大型机床厂已经开发制造出了万能铣头，打破了国外的技术垄断和封锁！
万能角度头的功用：
万能角度头的功用：万能铣头是机床常用的附件，也是机床最核心、技术含量最高的部件之一。
一般机械万能铣头可以大大扩张机
床的加工能力，可以完成任意角度头斜面的铣削、钻孔、攻丝等加工；五轴联动加工的万能铣头，可以用来加工航空航天、国防、核能、能源领域的关键零部件，如飞机发动机的叶片、核电泵叶片、火电汽轮机叶片、核潜艇螺旋桨等；
郑州华隆机床制造有限公司是一家专注机床行业的生产厂家主要以
生产数控龙门铣床，铣头，万能铣头，直角头，动力头等。
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图６主轴Ａ１由两侧Ａ２轴的齿轮进行消隙的传动机构 （Ｊｏｂｓ资料）
近年来，内装电动机主轴单元技术的进展，使有些 大型铣镗床不再整个更换Ａ／Ｃ转头来实现大扭矩或 高转速的功能，而做成固定的Ａ／Ｃ双摆头，更换不同 扭矩和转速的内装电动机主轴单元，如粗切削用２００ 多Ｎｍ、上万转速的主轴单元，高速加工用２万多转、 几十Ｎｍ的主轴单元，根据需要还可配置中间档次的 主轴单元。内装电动机主轴单元的更换也是半自动， 即用人工最终紧固。这种电主轴配置简化了Ａ／Ｃ双 摆头的结构，省却了如图４和图５所示从主电动机经 一串圆柱齿轮和伞齿轮传至主轴端的大扭矩传动。例 如，意大利Ｊｏｂｓ和德国的Ｚｉｍｍｅｒｍａｎｎ公司采用这种 方式。
近年来，德Ｃｙｔｅｃ公司开发生产了系列专利技 术——直接驱动力矩电动机双摆头，Ａ／Ｃ轴各用２个
Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｕｎｉｔｓ功能都件
表１ 双摆头的技术参数
Ａ轴
Ｃ轴
最大扭矩／Ｎｍ 夹紧扭矩／Ｎｍ 摆动速度／［（。）／ｓ］ 摆动范围／（。） Ａ／Ｃ轴总重／ｋｇ 定位精度／（ｏ）
２ ０００
６ ０００（５ ＭＰａ） ３６０
２ ５００
５ ０００（５ ＭＰａ） ３６０
±９５
±１８０
大约９８０／４８０
０．００ｌ
０．００１
表２ 电主轴的技术参数
功率／ｋＷ 额定转速／（ｒ／ｍｉｎ）
最大扭矩／Ｎｍ 最高转速／（ｒ／ｍｉｎ）
刀具系统 刀具冷却 可选冷却方式
３０（Ｓ１）
１ ２００
３０３（Ｓ６）
１０ ０００
ＨＳＫ—Ａ８０
１２个喷嘴 内部冷却
功能郜件Ｆ。。ｃｌｉｏ。吣
多轴联动机床Ａ／Ｃ转轴镗铣头结构
范宏才①盛伯浩② （①中国机械工业联合会专家委员会，北京１００８２３；②北京机床研究所，北京１００１０２）
Ａ／Ｃ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｎｇ Ｂｏｒｉｎｇ＆Ｍｉｌｌｉｎｇ Ｈｅａｄ ｏｆ Ｍｕｌｔｉ—ａｘｉｓ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｔｏｏｌ
ＦＡＮ Ｈｏｎｇｃａｉ①：ＳＨＥＮＧ Ｂｏｈａｏ②
图１ ＸＳＶ２７２０ Ｘ ６０型龙门移动式五轴联动高速铣床
［二口
Ａ
圈２卧式数控铣镗床的Ａ／Ｃ轴双摆铣头（Ｐａｔｎａ公司资料）
近年来，五轴联动大型铣镗床旋转坐标轴发展的 主流是Ａ／Ｃ轴转双摆头，尤其是内装电动机主轴单元 较广泛的应用，使此种部件的结构得到了迅速发展。 五轴联动大型铣镗床和龙门铣床通过更换各种主轴头
图４通用主轴自动更换系统（ＪＯｂｓ公司资料）
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图５ Ａ／Ｃ双摆头传动结构剖示图（Ｃｉｎ Ｃｉｎｎａｔｉ资料）
功能郜件Ｆ。。ｃｌｉｏｎ Ｕｎｉｌｓ
头，功能丰富。但结构过于复杂，降低了可靠性和功能 价格比。
电、弱电联通较复杂，需要细致设计、制造和选择高品 质的外购件，对转轴的可靠性有较大影响。图４中，件 ４为滑环式集流装置，而件５（液流配流盘）则为液、 水、气的联通装置。图８中，件１为流体联通的配流 盘，用于润滑和制动的供油，对自动可换头而言尚须解 决自动可换液电接头。这些单个部件在国际市场上有 现成的组件可买到。但这些联接和自动的环节愈多， 可靠性就愈难保证，因此不宜过分追求功能和自动化
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轴大都装于主轴处。图１所示为济南二机床厂生产的 立式龙门式五轴（Ａ／Ｃ轴）联动机床。图２所示为安 装于卧镗主轴上的Ａ／Ｃ轴铣头（９００ Ｎｍ，３ ０００ ｒ／ｍｉｎ， ３０ ｋＷ）。立式铣床也有采用Ａ／Ｂ轴旋转，如图３所 示，刚性较好，适于大扭矩切削。但机构复杂，主轴摆 动角度也较小。此类机床具有编程直观和双摆头承载 能力大的特点，某些用户对其仍有需要，因此日、意、美 等国有几个机床厂仍在生产，但近年来似无太大发展。
德国蔡司，１９９０年。 ６ ＹＭ一２齿轮磨棱机，宝鸡，７成。 ７ ２ ２００ ｔ水压机，沈重，１９９２年，少用。 ８ １０ ｍ铣边机，英国，７成。 ９ １２ ｍ刨边机，捷克，１９６９年，７成。 １０ ＫＧＰＳ ２５０（２５０ ｋＷ）中频感应透热炉，上海华一，１９９５年，
未用。 １１ ＳＱＸ一４００清洗机，无锡，１９９８年，未用。 １２ ＬＬＱ２０流动光饰机，大连，１９８９年，少用。 １３ ＴＯＸ—ＣＥｌ５５０汽液增压块式字压印机，ＴＯＸ公司，１９９８
多轴联动是加工航空、航天发动机叶片，涡轮盘和 模具等复杂型面的高效方法，它能使刀具切削刃始终 保持与切削面垂直，改善切削条件和提高加工表面质 量。例如加工汽轮机叶片型面，在获得相同的表面粗 糙度值时，应用五轴联动可以比用三轴联动加工采用 更高的进给速度，提高生产效率２倍左右。又如加工 内腔型面时，五轴联动可以防止刀具与已加工表面发 生干涉，工件不需多次安装、调整就能完成全部加工。 因此随着对产品制造质量的要求不断提高，多轴联动 加工技术的应用将日益扩大。
大扭矩如６００—１ ０００ Ｎｍ的转动主轴，电动机内 装主轴仍不甚适应（体积太大），大多仍用传统的伞齿 轮等传动的结构。图４、图５和图８为此类主轴部件 的结构。
双摆转轴，特别是可换头者，其气、水、压力油、强
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１ 五轴联动的主要布局方式
五轴联动通常是在ｘ、ｌ，、ｚ三个线性轴基础上增 加由Ａ、Ｂ、ｃ三个回转轴中任意两个回转轴所组合的 运动，２个回转轴可以都配置在刀具切削头部位或工 件安装部位，也可在这两个部位上分别配置１个回转 轴。根据这些配置方式可以组合出的有效布局方案共
有：２ｃ；＋Ａ；＝１２个。
不同类型的机床根据需要可做成五轴联动，但应 用比较多的是铣镗类机床。这种机床也有多个类型和 品种，较简单的是在数控镗铣床的工作台上附加Ａ／Ｂ 轴转台，配上相应的数控系统，实现ｘ、ｌ，、ｚ三个直线 运动和Ａ／Ｂ轴两个旋转运动并可联动。这种配置由 于接合层次多，刚性差些，因此有专门将Ａ／Ｂ转轴的 支座与工作台或床身做成一体的。由于受安装工件的 转台的尺寸和重量的制约，这种机床仅适用于加工中 小型工件。加工大重型工件的则用立式龙门式数控铣 床、数控卧式铣镗床和刨台式铣镗床等，此时Ａ／Ｃ转
１一流体连通的配流盘；２～镗铣主轴。
图８ ａ／ｃ双摆头中，镁铣主轴的传动系统结构（Ｐａｒｎａ资料）
●
·二手设备· １ ＭＣＰ４００／２０卧式加工中心，双工作台８００ Ｘ １ ０００，德国
ＨＥＩＩＥＲ，共５台，１９９７年，未用。 ２ ３２０１齿轮检测仪，哈量，１９８８年，少用。 ３ ＴＩＸｌ６０瑞士卧式坐标镗，瑞士，附件全，９成。 ４ Ｙ９４２０（ＰＣ）齿轮到棱机，重庆，９年，未用。 ５ ＰＭＣ—Ｖ８５０三坐标测量机，测量范围：１ ２００×１ ０００×８００。
（编辑徐洁兰）
（收稿日期：２００６—１２—１０）
囊攀ｇ晦瀚级
魏果您卷笺蓑辩零囊的着法。请褥文章编号填入读者意见调查衰中韵橱康位熏。
年，未用。 １４ ０．５ ｔ汽车升降机，最大升高９．５ ｍ，北京施工机械厂，１９９５
年，未用。 １５ ８８０ ｋＷ柴油发电机组，共４台，德国道依茨，１９９７年，少
用。 １６ １２ＰＳＹ５５喷油泵试验台，泰安试验设备厂，１９８９年，少用。 １７ ＺＤＲ一３００全动燃油水炉，北京红光环保设备厂，１９９６年，
制造技术与机床 MANUFACTURING TECHNOLOGY & MACHINE TOOL 2007(2) 5次
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