五轴联动加工中心基础知识AG

五轴联动数控机床加工中心基本知识介绍几十年来，人们普遍认为五轴数控加工技术是加工连续、平滑、复杂曲面的惟一手段。

一旦人们在设计、制造复杂曲面遇到无法解决的难题，就会求助五轴加工技术。

早在20世纪60年代，国外航空工业生产中就开始采用五轴数控铣床。

目前五轴数控机床的应用仍然局限于航空、航天及其相关工业。

五轴联动数控是数控技术中难度最大、应用范围最广的技术，它集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体，应用于复杂曲面的高效、精密、自动化加工。

国际上把五轴联动数控技术作为一个国家生产设备自动化水平的标志。

由于其特殊的地位，特别是对于航空、航天、军事工业的重要影响，以及技术上的复杂性，西方工业发达国家一直把五轴数控系统作为战略物资实行出口许可证制度，对我国实行禁运。

因而，研究五轴数控加工技术对国家科技力量和综合国力的提高有重要意义。

符合数控机床发展的新方向近几年国际、国内机床展表明，数控机床正朝着高速度、高精度、复合化的方向发展。

复合化的目标是在一台机床上利用一次装夹完成大部分或全部切削加工，以保证工件的位置精度，提高加工效率。

国外数控镗铣床、加工中心为适应多面体和曲面零件加工，均采用多轴加工技术，包括五轴联动功能。

在加工中心上扩展五轴联动功能，可大大提高加工中心的加工能力，便于系统的进一步集成化。

最近国际机床业出现了一个新概念，即万能加工，数控机床既能车削又能进行五轴铣削加工。

五轴数控机床在国内外的实际应用表明，其加工效率相当于两台三轴机床，甚至可以完全省去某些大型自动化生产流水线的投资，大大节约了占地空间和工件在不同制造单元之间的周转运输的时间和花费。

发展和推广的难点及阻力何在显然，人们早已认识到五轴数控技术的优越性和重要性。

但到目前为止，五轴数控技术的应用仍然局限于少数资金雄厚的部门，并且仍然存在尚未解决的难题。

五轴数控技术为何久久未能得以广泛普及？五轴数控加工由于干涉和刀具在加工空间的位姿控制，其数控编程、数控系统和机床结构远比三轴机床复杂得多。

五轴加工实用讲义五轴机床的结构和分类结构五轴机床定义：具有五个运动轴，可以进行五轴联动加工的数控机床。

五轴是哪五轴：直线轴是X、Y、Z三个，旋转轴是A、B、C其中的两个。

所有轴都是以加工的工件或机床的工作台为参照系的笛卡尔坐标，符合右手定则。

第四轴：单旋转机构中工作台旋转轴，或双旋转机构中的主动轴。

第五轴：单旋转机构中主轴头旋转轴，或双旋转机构中的从动轴。

分类双转台、双摆头、转台+摆头。

正交、非正交。

1不同类型五轴机床的特点1，双转台五轴特点——加工过程中工作台旋转并摆动，可加工工件的尺寸受转台尺寸的限制;主轴始终为竖直方向,刚性比较好,可以进行切削量较大的加工。

适于加工——体积小、重量轻的工件，例如电极，小型模具（塑料玩具模、鞋模、较小的灯模等）。

2，双摆头五轴特点——加工过程中工作台、工件均静止；主轴在加工过程中摆动，所以刚性较差，加工切削量较小。

适于加工——体积大、重量重的工件，例如汽车保险杠、后桥等较大零件，轮胎模等。

3，转台+摆头五轴特点——加工过程中工作台只旋转不摆动，主轴只在一个旋转平面内摆动，性能介于双转台五轴和双摆头五轴之间。

适于加工——体积、重量中等的工件，例如模型、灯模、大型叶轮、大型齿轮等。

五轴机床的操作五轴机床操作特点1，比三轴机床多了两个旋转轴，单位为度（°）。

2，旋转轴的转向：主轴头转动的符合右手螺旋；工作台转动的符合左手螺旋。

3，偏心的双转台或双摆头需要测定两个旋转轴的中心距。

4，有些旋转轴需要校正初始位置。

5，摆头需要测定摆长——摆头旋转轴轴线到主轴端面（或刀具刀尖）的距离。

6，双转台需要测定转台高——旋转工作台表面到另一个旋转轴轴线的距离,。

7，加工原点位置的选择——与尽可能更多的旋转轴的轴线重合的位置。

2五轴机床操作步骤双转台：1，校正工作台角度；2，测定第五轴旋转中心坐标；3，测定转台高；4，Z轴对刀；5，校正工件；6，测定工件中心与第五轴旋转中心偏差。

1数控机床概述 (2)1.1数控机床的定义 (2)1.2机床数控技术及组成 (3)1.3数控机床的加工特点 (3)1.4数字控制技术与数控机床的产生与发展 (4)1.5数控机床的分类及其用途 (5)1.6数控技术发展趋势 (8)2加工中心概述 (8)2.1加工中心的概念 (8)2.2加工中心的发展史 (9)2.3加工中心的分类 (10)2.4加工中心特点 (12)3五轴联动加工中心 (13)3.1五轴联动加工中心的分类 (14)3.2五轴联动加工中心（工作台摆动式） (16)3.2.1旋转运动的实现 (17)3.2.2直线运动的实现 (19)3.3刀库及自动换刀装置 (21)3.3.1刀库形式 (21)3.3.2自动换刀装置 (22)3.4加工对象 (23)参考文献 (26)卧式五轴联动加工中心（工作台摆动式）1数控机床概述1.1数控机床的定义数字控制（Numerical Control）是指用数字化信号对机床的运动及其加工过程进行控制的一种技术方法。

数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，是现代化工业生产制造产业的一门新型的发展十分迅速的高技术。

数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造产业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备。

其技术范围所覆盖的领域有：机械制造技术；为电子技术；信息处理、加工、传输技术；自动控制技术；检测监控技术；伺服驱动技术；软件技术等。

数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业（如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备。

在提高生产率、降低成本、保证加工质量和改善工人劳动强度等方面，都有突出优点；特别是在适应机械产品迅速跟新换代、小批量、多品种生产方面，各类数控装备是实现先进制造的关键。

数控机床是采用数控技术的机床，或者说是装备了数控系统的机床。

国际信息联盟第五技术委员会（International Federation ofInformation Processing），对数控机床作了如下定义：数控机床是一种装了程序控制系统的机床。

5轴联动与3+2定位加工介绍一、什么是3+2定位加工在一个三轴铣削程序执行时，使用五轴机床的两个旋转轴将切削刀具固定在一个倾斜的位置，3+2加工技术的名字也由此而来，这也叫做定位五轴机床，因为第四个轴和第五个轴是用来确定在固定位置上刀具的方向，而不是在加工过程中连续不断。

3+2定位加工的原理实质上就是三轴功能在特定角度(即“定位”)上的实现，简单地说，就是当机床转了角度以后，还是以普通三轴的方式进行加工。

二、什么是5轴联动加工根据ISO的规定，在描述数控机床的运动时，采用左手直角坐标系；其中平行于主轴的坐标轴定义为Z轴，绕X、Y、Z轴的旋转坐标分别为A、B、C。

通常五轴联动是指X、Y、Z、A、B中任意5个坐标的线性插补运动。

三、3+2定位与5轴联动的区别3+2定位加工与5轴联动加工适用的行业对象不同，5轴联动加工适合曲面加工，3+2定位加工适合于平面加工。

3+2定位加工的优势：可以使用更短的，刚性更高的切削刀具。

刀具可以与表面形成一定的角度，主轴头可以伸得更低，离工件更近。

刀具移动距离更短，程序代码更少。

3+2定位加工的局限性：3+2定位加工通常被认为是设置一个对主轴的常量角度。

复杂工件可能要求许多个倾斜视图以覆盖整个工件，但这样会导致刀具路径重叠，从而增加加工时间。

5轴联动加工的优势：加工时无需特殊夹具，降低了夹具的成本，避免了多次装夹，提高模具加工精度。

减少夹具的使用数量。

加工中省去许多特殊刀具，从而降低了刀具成本。

在加工中能增加刀具的有效切削刃长度，减小切削力，提高刀具使用寿命，降低成本。

5轴联动的局限性：相比3+2定位，其主轴刚性差。

有些情况不宜采用五轴方案，比如刀具太短，或刀柄太大，使任何倾斜角的工况下都不能避免振动。

相比3轴机床，加工精度误差大。

五轴联动原理五轴联动加工技术是一种高效的加工方法，它可以实现在一台数控机床上完成复杂曲面零件的加工，大大提高了加工效率和加工精度。

五轴联动加工技术的核心是五轴联动原理，下面我们来详细了解一下五轴联动原理的相关知识。

首先，五轴联动原理是指在数控机床上通过同时控制五个坐标轴的运动，实现对工件的多方位加工。

这五个坐标轴分别是X轴、Y 轴、Z轴、A轴和C轴。

其中，X、Y、Z轴是机床的三个基本坐标轴，分别对应工件的长、宽、高方向的移动；而A轴和C轴则是机床的两个旋转轴，分别对应工件的旋转运动。

通过同时控制这五个坐标轴的运动，可以实现对工件的多方位加工，从而满足复杂曲面零件加工的需求。

其次，五轴联动原理的实现需要依靠数控系统和五轴联动加工中心。

数控系统是五轴联动加工的大脑，它能够精确地控制五个坐标轴的运动，实现对工件的精密加工。

而五轴联动加工中心则是五轴联动加工的具体执行者，它具有高速、高精度的加工能力，能够完成复杂曲面零件的加工任务。

通过数控系统和五轴联动加工中心的协同作用，才能实现五轴联动加工技术的应用。

另外，五轴联动原理的应用范围非常广泛。

它可以用于航空航天、汽车制造、模具制造、船舶制造、医疗器械等领域，特别适用于复杂曲面零件的加工。

由于五轴联动加工技术具有高效、高精度、高稳定性的特点，因此在工业生产中得到了广泛的应用。

最后，五轴联动原理的发展也面临着一些挑战和机遇。

随着制造业的转型升级，对复杂曲面零件加工精度和效率的要求越来越高，五轴联动加工技术将会迎来更广阔的发展空间。

同时，五轴联动加工技术也需要不断创新和改进，以满足不同行业对加工精度和效率的需求。

总之，五轴联动原理是五轴联动加工技术的核心，它通过同时控制五个坐标轴的运动，实现对工件的多方位加工。

五轴联动加工技术具有广泛的应用前景，是制造业发展的重要方向之一。

希望通过我们的努力，能够进一步推动五轴联动加工技术的发展，为制造业的转型升级贡献力量。