五轴联动数控加工中心的组成、结构、功能
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五轴联动立式加工中心结构设计简介作为难度最大、应用范围最广的数控机床技术,五轴联动立式加工中心在加工方面有着不可替代的优点:1) 能够加工一般三轴联动机床不能加工或者无法一次装夹加工完成的连续光滑的自由曲面。
例如航空发动机转子、大型发电机转子、大型船舶螺旋桨等,更多行业技术请关注微新机械公社圈由于五轴联动立式加工中心在加工过程中刀具相对于工件的角度可以随时调整,避免了刀具的加工干涉,因此五轴联动立式加工中心可以完成三轴联动机床不能完成的许多复杂的加工;2) 可以提高自由空间曲面的加工精度、加工效率和加工质量。
相对于三轴数控机床加工一般的型腔复杂的工件,工件一次装夹就可完成五面体的加工,并且由于五轴数控加工中心加工时可以随时调整位姿角,五轴联动立式加工中心可以以更好的角度加工工件,避免了多次装夹,大大提高了加工效率、加工质量和加工精度;3) 在零件加工过程中,大量的时间将消耗在搬运工件、上下料、安装调整等时间上,为了尽可能减少这些时间,五轴加工中心大量使用。
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线的投资,大大节约了占地空间和工作在不同制造单元之间的周转运输时间及费用。
因此,五轴联动立式加工中心的重要作用使其成为当今数控工业发展的热点和重点。
五轴联动立式加工中心结构设计底座 1,在底座 1 的上部两侧分别设有左床身 12 和右床身 2,在左床身12 和右床身 2 的上部内侧分别设有 Y 轴重载滚柱线轨 3,一 Y 向运动的横梁 5 安放在Y 轴重载滚柱线轨 3上,左床身 12 和右床身 2 的上部两端分别设有第一马达座和第一尾端座,在第一马达座和第一尾端座之间分别设有 Y 轴丝杠 4,Y 轴丝杠 4 与横梁 5 螺母法兰面结合并通过Y 轴丝杠 4 驱动做 Y 向运动,在横梁 5 的上端面和左侧面设置有 X 轴重载滚柱线轨,在横梁 5的 X 轴重载滚柱线轨 7 上设有可 X 向运动的滑座 11,横梁 5 的左侧斜面上安装有第二马达座,横梁5 的右侧侧斜面上安装有第二尾端座,第二马达座和第二尾端座之间安装有 X 轴丝杠 8, X 轴丝杠 8 与滑座11 的底部螺母法兰面结合并通过X 轴丝杠 8 驱动做做 X 向运动,滑座 11 的内侧侧面上设置有Z 轴重载滚柱线轨 10,滑座 11 的前端上部安装有第三马达座,下部安装有第三尾端座,第三马达座和第三尾端座之间设有 Z 轴丝杠 15,Z 轴丝杠 15 与一机头 9 右侧螺母法兰面结合并通过Z 轴丝杠 15 驱动做 Z 向运动,机头 9 内的主轴孔内装有可高速旋转的电主轴 6,机头 9 的上端安装有气缸导向板 18,滑座 11 的上端安装气缸支撑板17,气缸固定板 17 上安装有气缸 16,右床身 2 和左床身 12 之间安装有带高动态特性力矩电机的双轴转台 14,底座 1 的后部且在右床身2 和左床身 12 之间的空腔内安放有刀库 13。
五轴联动加工中心关键部件:全自动AC双摆头结构设计简介近几年来,由于国家的大力扶植和相关产业的带动,我国数控机床产业得到了迅猛发展,逐渐朝着大型,高速,高精等领域发展。
但是,与数控机床产业配套的关键功能部件的发展明显滞后。
全自动A/C 双摆头是大型数控机床的核心功能部件,它是一个集机械,液压,电气等为一体的高度集成系统,包括液压电气走线技术、密封技术、冷却技术、循环润滑技术、制动技术、消隙技术和定位夹紧技术等关键性技术,一直以来都被德国、意大利、美国和日本等国家的知名机床企业和功能部件企业垄断。
我国数控机床产业起步较晚,目前全自动 A/C 双摆头仍处于低档次阶段,不能满足数控机床高速度和高精度的要求。
为了满足国内数控机床领域高速度和高精度要求,需要购买使用国外的数控机床。
据不完全统计,国外数控机床厂商的售价中全自动 A/C 双摆头的价格占数控机床总价的30%左右,并且该全自动A/C 双摆头在日后的保养和维修等各方面成本都很高,因此研发一种速度快,精度高,且成本较低的全自动 A/C 双摆头具有现实意义。
优点通过设置的传动系统传递数控机床的动力,通过设置的 C 轴转位系统来调整 C 轴方向的转动角度,通过设置的 A 轴转位系统调整 A 轴方向的转动角度,当机床驱动传动轴时,传动轴通过传动机构带动驱动轴转动;在第一 C 轴齿盘和第二 C 轴齿盘啮合,第一 C 轴转位齿轮和第二 C 轴转位齿轮分离时,向第二腔室内通入液压油,下箱体带动与其连接的所有部件整体下移,最终第一 C 轴齿盘和第二 C 轴齿盘分离,第一 C 轴转位齿轮和第二 C 轴转位齿轮啮合,此时,机床带动传动轴旋转,由于第一 C 轴转位齿轮和第二 C 轴转位齿轮处于啮合状态,因此,下箱体及与其连接的所有部件均随着传动轴绕 C 轴转动,当C 轴转至指定角度后,向第一腔室内通入液压油,下箱体带动与其连接的所有部件整体上移,最终第一 C 轴转位齿轮和第二 C 轴转位齿轮完全分离,同时第一 C 轴齿盘和第二 C 轴齿盘啮合,实现 C 轴转位系统的一次调整;在第一 A 轴齿盘和第二 A 轴齿盘啮合,第一 A 轴转位齿轮和第二A 轴转位齿轮分离时,向第四腔室内通入液压油,A 轴活塞移动,主轴箱带动与其连接的所有部件整体向第一 A 轴转位齿轮方向移动,最终第一 A 轴转位齿轮和第二 A 轴转位齿轮啮合,第一A 轴齿盘和第二A 轴齿盘分离;机床带动传动轴旋转,由于第一A 轴转位齿轮和第二A 轴转位齿轮处于啮合状态,因此,主轴箱以及与其连接的所有部件均绕 A 轴旋转,当转至指定角度后向第三腔室内通入液压油,A 轴活塞移动,主轴箱带动与其连接的所有部件整体向第二 A 轴齿盘方向移动,最终第一 A 轴齿盘和第二 A 轴齿盘啮合,第一A 轴转位齿轮和第二 A 轴转位齿轮分离,实现 A 轴转位系统的一次调整,速度快,精度高,且结构简单、成本较低;当 C 轴转位系统还包括 C 轴缸套和 C 轴活塞,通过 C 轴活塞、C 轴缸套和上箱体形成第一腔室,通过C 轴缸套和上箱体之间形成第二腔室,结构简单,安装方便,可靠性高;当上箱体上设置有用于与数控机床连接的多个主拉钉,上箱体的上端部的一侧设置多个定位方键时,机床通过主拉钉将全自动双摆头拉起,在拉起的过程中通过定位方键进行定位,切削动力由机床传递给传动轴,保证双摆头与机床连接的可靠性,并且大大提升机床的自动化程度;当上箱体上设置有快接插头时,A/C 双摆头所需要的压缩空气,液压油,冷却液,电源等均由机床通过快插接头供给,结构简单,成本较低。
马扎克五轴加工中心简介马扎克五轴加工中心是一种先进的数控加工设备,具有高精度、高效率和多功能等特点。
它采用五轴联动控制,可在不同方向上对工件进行立体加工,广泛应用于汽车、航空航天、模具制造等领域。
组成马扎克五轴加工中心主要由以下部分组成:1.机床主体:马扎克机床主体采用大型铸铁结构,具有高刚性和稳定性。
机床床身上设置了运动导轨和滑块,以实现加工时的稳定运动。
2.五轴联动系统:马扎克五轴机床采用五轴联动系统,包括三轴直线运动和两轴的旋转运动。
通过精确的控制,可以实现在不同方向上的复杂零件加工。
3.主轴系统:马扎克机床主轴通常采用电主轴或液压主轴,具有高速、高转矩和高稳定性。
主轴上安装了不同类型的刀具,可满足不同加工要求。
4.控制系统:马扎克加工中心采用先进的数控系统,可以实现对加工过程的精确控制。
操作人员可以通过触摸屏或键盘输入指令,实时监控机床状态和加工过程。
5.刀库系统:马扎克机床通常配备自动刀库系统,可以存储多种刀具。
通过刀库系统,机床可以自动选取合适的刀具,提高生产效率。
工作原理马扎克五轴加工中心的工作原理如下:1.加工准备:在开始加工之前,操作人员需要制定加工方案和编写加工程序。
加工方案包括工件夹紧、刀具选择和切削参数等内容。
2.加工操作:操作人员将加工程序加载到机床的数控系统中。
然后,选择合适的刀具并安装到主轴上。
操作人员通过控制系统输入指令,机床开始自动加工。
3.五轴加工:在加工过程中,机床通过五轴联动系统实现对工件的复杂加工。
通过改变各个轴的运动参数,可以实现不同方向的切削。
4.监控与调整:在加工过程中,操作人员需要实时监控机床状态和加工结果。
如果发现问题,可以通过调整刀具、切削参数等方式进行修正。
5.加工完成:当加工程序执行完毕后,机床会停止工作。
操作人员可以将加工好的工件取出,进行下一步的处理或检验。
应用领域马扎克五轴加工中心在以下领域有广泛的应用:1.汽车制造:马扎克五轴加工中心可用于汽车零部件的加工,如发动机缸体、底板等。
五轴加工中心参数1. 设备基本要求:*1.1机床结构:床身采用龙门结构,大理石铸造床身,立式主轴及回转摆动工作台(B,C 轴)的结构形式,具有五轴联动的加工功能;1.2机床结构设计合理,刚性强,稳定性好,并采用系统具有的动态品质和热稳定性,需能连续稳定工作,精度保持寿命长。
2. 技术规格及要求:2.1机床要求及主要技术参数2.1.1工作台尺寸:工作台尺寸≥600×500mm;*2.1.2工作台为单支撑,承重≥400kg;*2.1.3主轴采用全集成电主轴,主轴最高转速≥18000r/min;*2.1.4主轴最大扭矩:≥130Nm;*2.1.5主轴最大功率:≥35KW;2.1.6主轴锥孔:SK40;*2.1.7工作行程:(1)X轴行程:≥600mm;(2)Y轴行程:≥500mm;(3)Z轴行程:≥500mm;(4)C轴行程:360°;(5)B轴行程:-5~110°;2.1.8 最小位移增量(1)X\Y\Z最小位移增量:≤0.001mm;(2)A\C轴最小位移增量:≤0.001°*2.1.9定位精度:X\Y\Z直接测量系统(全闭环)光栅或磁栅;(1)X\Y\Z轴定位精度:≤0.008mm VDI/DGQ 3441标准;(2)B\C轴定位精度:B轴≤10arc sec,C轴≤10arc sec VDI/DGQ 3441标准;*2.1.10快移速度:(1)X\Y\Z轴快移速度:≥50m/min;(2)B\C轴快移速度:≥50r/min;2.1.11刀库(1)刀库容量:≥30把,SK40;(2)最大刀具直径(相邻刀位满时)≥80mm;(3)最大刀具直径(相邻刀位空时)≥130mm;(4)最大刀具长度≥300mm;(5)最大刀具重量≥6kg;*2.1.12机床配置标准要求:(1)主轴、驱动、工作台的主动冷却系统;(2)移动电子手轮;(3)海德汉TS 649红外线测头;(4)五轴精度校准工具包;(5)机床具有全封闭防护外罩;(6)自动排屑器;(7)冷却液喷枪;(8)自动化准备:包含自动开合舱门、4通道旋转接头,回转摆动工作台;(9)提供配套刀柄,包括立铣刀刀柄20个,精镗刀1套,盘铣刀刀柄与刀盘2套。
五轴加工机床的结构[详解]五轴加工机床的结构解析内容来源网络,由“深圳机械展(11万o,1100多家展商,超10万观众)”收集整理!更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3d打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示,就在深圳机械展.1.弯曲式转动工作台有多家机床制造商生产安装在3轴cnc数控机床上的倾斜式旋转工作台。
简单的旋转工作台已在市场上销售多年,广泛地应用于世界范围内的小型和大型机加工车间,用于零件的分度,进行各种机加工操作。
倾斜式旋转工作台可以使零件旋转,并可按各种角度倾斜,有利于机床的刀具接近零件的多个加工面,达到真正5轴加工的目的。
倾斜式旋转工作台的工作面相对较小,能够安装夹持工件的类型非常有限,对工件的长度、宽度和重量都有一定的限制。
此外,倾斜式旋转工作台本身的体积较大,占据了主机很大的工作范围。
最大的倾斜式旋转工作台甚至可占据主机75%以上的工作范围。
在进行重型切削操作时,倾斜式旋转工作台不适合于夹持加工零件,因为长度超过12in(1in=25.4mm)的零件可能会碰撞到周围的表面。
虽然,倾斜式旋转工作台对于加工小型零件来说是一个非常合适的解决方案。
但今天的客户建议机床具备更大的灵活性和宽阔的加工能力。
如果这只是5轴加工惟一可以采用的方法,那么加工车间就无法加工少于它们尺寸和重量管制的工件。
实现超精密加工基本条件超精密加工的市场需求呈现出如下的特点超声振动研磨pcd材料的去除机理超声振动研磨试验及结果分析超精密加工滚动轴承安装常见知识问答机床生产厂的加装工艺问题机械部分的复原稀油分散杀菌系统设计的任务和步骤避免雾化的添加剂。
立式加工中心(三轴)最有效的加工面仅为工件的顶面,卧式加工中心借助回转工作台,也只能完成工件的四面加工。
目前高档的加工中心正朝着五轴控制的方向发展,工件一次装夹就可完成五面体的加工。
如配置上五轴联动的高档数控系统,还可以对复杂的空间曲面进行高精度加工。
本科毕业设计(论文)通过答辩摘要五轴联动加工中心有高效率、高精度的特点。
若配以五轴联动的高档数控系统,还可以对复杂的空间曲面进行高精度加工,更能够适应像汽车零部件、飞机结构件等现代模具的加工。
本文设计了一台五轴联动机床主轴模型,在XY工作台的基础上叠加两层托板,步进电动机带动轴使其做旋转运动,构成类似陀螺仪的结构。
分别实现工作台绕XY轴的转动和移动,再沿Z轴装配一根丝杠完成工作台沿Z轴的上下运动最终实现刀具向各个面进行加工。
主要完成了:模型整体结构设计,各个轴的结构设计及计算、滚珠丝杠、轴承和直线滚动导轨的选择及其强度分析;步进电机的选择及分析。
关键词五轴联动丝杠传动陀螺仪1本科毕业设计(论文)通过答辩AbstractFive-axis machining center with high efficiency and precision characteristics. If accompanied by high-end CNC five-axis system, can also carry out complex curved surface precision machining, more able to adapt as automotive components, aircraft structural parts and other modern mold processing.This paper designed a five-axis machine tool spindle model, based on the XY table overlay two pallets, stepper motor drive shaft rotation to do so constitutes a similar gyro structure. Were achieved around the XY axis rotating table and move along the Z axis and then complete the table assembly of a screw up and down movement along the Z axis to the ultimate realization of the various surface processing tool.Main completed: overall structural design model, each shaft structure design and calculation, ball screws, bearings and linear motion guide the choice and strength analysis; stepper motor selection and analysis.Keywords five-axis gyro screw drive2本科毕业设计(论文)通过答辩目录摘要 (1)Abstract (2)第一章绪论 (5)第二章总体方案的设计 (6)2.1设计任务 (6)2.2设计方案的论证 (6)2.2.1传动方式的确定 (6)2.2.2 陀螺仪机构的设计 (6)2.3 总体方案的设计及结构组成 (6)第三章 XY工作台及绕XY旋转工作台的设计 (8)3.1 XY工作台的设计 (8)3.1.1主要设计参数及依据 (8)3.1.2 XY工作台部件进给系统受力分析 (8)3.1.3初步确定XY工作台尺寸及估算重 (8)3.2绕XY旋转工作台的设计 (8)3.2.1主要设计参数及依据 (8)3.2.2绕XY旋转工作台受力分析 (9)3.2.3初步选定绕XY旋转工作台的尺寸及重量估计 (9)3.3 沿Z向移动工作部分设计 (9)第四章滚珠丝杠副的选型与计算 (10)4.1滚珠丝杠的选型 (10)4.2 滚珠丝杠副导程的确定 (13)4.3 滚珠丝杠副的传动效率 (14)第五章直线滚动导轨的选型 (15)5.1定位精度高 (15)5.2降低机床造价并大幅度节约电力 (15)5.3可提高机床的运动速度 (15)5.4可长期维持机床的高精度 (15)5.5直线滚动导轨副的计算与选型 (16)5.5.1滑块承受工作载荷F max的计算及导轨型号的选取 (16)5.5.2距离额定寿命L的计算 (16)第六章步进电机的参数与选型 (17)6.1步进电动机的特点 (17)6.2 步进电动机的分类 (17)6.2.1反应式步进电动机 (17)6.2.2永磁式步进电动机 (17)6.2.3混合式步进电动机 (17)6.3步进电动机的参数及其选择 (18)6.3.1步距角的选择 (18)6.4电动机的转速与功率 (19)6.5各参素的确定 (19)3本科毕业设计(论文)通过答辩6.6初选步进电动机型号 (20)6.6.1脉冲当量的选择 (20)6.6.2等效负载转矩的计算 (20)6.6.3等效转动惯量计算 (20)6.6.4步进电动机型号选择的计算 (21)第七章轴、轴承及联轴器的选用 (26)7.1轴的材料 (26)7.1.1轴的分类 (26)7.1.2轴的材料及选择 (26)7.2 轴的结构设计 (26)7.2.1轴头、轴颈和轴身 (26)7.2.2轴上零件的轴向固定和定位 (27)7.2.3轴的周向固定: (27)7.2.4减少应力集中的措施 (27)7.3轴承的选用 (28)7.4联轴器的选用 (28)第八章连接部分 (31)8.1 螺纹紧固件的联接画法 (31)致谢 (33)参考文献 (34)4本科毕业设计(论文)通过答辩第一章绪论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。
五轴数控系统控制原理五轴数控系统是一种先进的数控系统,可以实现对加工设备的五个轴向坐标进行精确控制。
其控制原理主要包括硬件和软件两个方面。
硬件方面,五轴数控系统主要由五轴数控机床、伺服系统、控制柜、操作面板和通信模块等组成。
在五轴数控机床上,通常分为X、Y、Z、A和C五个轴向。
X、Y和Z轴通常用于控制机床上下、前后和左右的移动;A轴用于机械的旋转运动;而C轴则用于机械的倾斜运动。
伺服系统是五轴数控系统的核心部分,用于实现对各个轴向的精确控制。
伺服系统一般由伺服电机、编码器和伺服驱动器等组成。
伺服电机负责驱动机床移动,编码器用于实时反馈伺服电机的位置信息,而伺服驱动器则负责根据编码器的反馈信息控制伺服电机的转动。
控制柜是五轴数控系统的核心控制部分,负责接收来自操作面板的指令,并通过通信模块将指令传输给伺服系统。
在控制柜中,通常还包括电源模块、断电保护模块、运动控制卡和数控系统主控板等组件。
软件方面,五轴数控系统主要通过数控系统主控板上的控制软件来实现对加工设备的控制。
控制软件通常包括G代码解释器、插补器、运动控制模块和数据处理模块等功能模块。
G代码解释器负责将用户输入的G代码翻译成机床可以执行的指令;插补器负责实现不同轴向之间的插补运动;运动控制模块则负责控制伺服系统实现具体的运动。
五轴数控系统的控制原理可以简单概括为以下几个步骤:首先,用户通过操作面板输入加工任务的参数和G代码;然后,控制柜接收到操作面板的指令,并将其传输给数控系统主控板;接着,主控板根据G代码解释器对G代码进行解释,生成相应的指令;随后,插补器根据指令计算出各个轴向的移动路径和速度;最后,运动控制模块将插补器计算出的运动指令传输给伺服系统,伺服系统根据指令驱动机床进行加工。
总之,五轴数控系统的控制原理是通过硬件和软件的配合,实现对机床五个轴向坐标的精确控制。
通过操作面板输入加工任务的参数和G代码,控制柜将指令传输给数控系统主控板,主控板通过解释器对指令进行解释,插补器计算出各个轴向的移动路径和速度,最终由运动控制模块传输给伺服系统,实现机床的精确加工。
数控机床的结构组成及组成部分的作用数控机床是指通过数控系统控制机床进行加工的一种机床。
它由许多不同的部件组成,每个部件都有着特定的作用。
本文将详细介绍数控机床的结构组成及各组成部分的作用。
一、数控机床的结构组成数控机床的结构主要包括数控系统、机床本体、执行机构和辅助设备等四个部分。
1. 数控系统:数控系统是数控机床的核心部分,负责接收、解释和处理用户输入的加工程序,并将其转化为机床能够执行的运动控制指令。
数控系统通常由硬件和软件两部分组成。
硬件包括中央处理器、输入输出设备、存储设备等,而软件则包括数控程序编辑器、解释器和运动控制算法等。
数控系统的性能和功能对整个机床的加工精度和效率有着重要影响。
2. 机床本体:机床本体是数控机床的主体部分,用于固定和支撑工件和刀具,实现加工运动。
机床本体通常由床身、工作台、主轴箱、进给机构等组成。
床身是机床的主要支撑结构,用于承载各个部件的安装。
工作台是固定工件的平台,通常可以沿X、Y、Z三个方向进行运动。
主轴箱则用于固定和驱动主轴,实现旋转运动。
进给机构负责控制工作台和主轴的运动,实现加工过程中的进给和进给速度控制。
3. 执行机构:执行机构是数控机床实现加工运动的关键部分,主要包括主轴和进给轴等。
主轴是负责旋转的部件,用于驱动刀具进行切削加工。
进给轴则用于控制工作台和刀具在X、Y、Z轴方向的移动。
执行机构的精度和稳定性对加工质量和效率有着重要影响。
4. 辅助设备:辅助设备主要包括刀库、刀具测量装置、冷却液系统等。
刀库用于存放不同类型的刀具,方便刀具的更换和管理。
刀具测量装置则用于测量刀具的尺寸和磨损情况,以便及时更换和修复。
冷却液系统则用于降低加工过程中的温度,提高加工质量和刀具寿命。
二、各组成部分的作用1. 数控系统的作用:数控系统是数控机床的大脑,它负责接收用户输入的加工程序,并将其转化为机床能够执行的运动控制指令。
数控系统具有高精度、高效率、高稳定性的特点,能够实现复杂的加工过程控制,提高加工精度和生产效率。
你真的足够了解五轴加工吗看完豁然开朗近年来五轴联动数控加工中心在各领域得到了越来越广泛的应用。
在实际应用中,每当人们碰见异形复杂零件高效、高质量加工难题时,五轴联动技术无疑是解决这类问题的重要手段。
越来越多的厂家倾向于寻找五轴设备来满足高效率、高质量的加工。
但是,你真的足够了解五轴加工吗?01五轴机床的机械结构形式想要真正的了解五轴加工,首先我们要读懂什么是五轴机床。
五轴机床(5 A某is Machining),顾名思义,是指在X、Y、Z,三根常见的直线轴上加上两根旋转轴。
A、B、C三轴中的两个旋转轴具有不同的运动方式,以满足各类产品的技术需求。
而在5轴加工中心的机械设计上,机床制造商始终坚持不懈地致力于开发出新的运动模式,以满足各种要求。
综合目前市场上各类五轴机床,虽然其机械结构形式多种多样,但是主要有以下几种形式:1.两个转动坐标直接控制刀具轴线的方向(双摆头形式)。
2.两个坐标轴在刀具顶端,但是旋转轴不与直线轴垂直(俯垂型摆头式)。
3.两个转动坐标直接控制空间的旋转(双转台形式)。
4.两个坐标轴在工作台上,但是旋转轴不与直线轴垂直(俯垂型工作台式)。
5.两个转动坐标一个作用在刀具上,一个作用在工件上(一摆一转形式)。
某术语:如果旋转轴不与直线轴相垂直,则被认为是一根“俯垂型”轴。
看过这些结构的五轴机床,我相信我们应该明白了五轴机床什么在运动,怎样运动。
可是,这么多样化的机床结构,在加工时究竟能展现出哪些特点呢?与传统的三轴机床相比,又有哪些优势呢?接下来就让我们来看看五轴机床有哪些发光点。
02五轴加工的众多优点说起五轴机床的特点,就要和传统的三轴设备来比较。
生产中三轴加工设备比较常见,有立式、卧式及龙门等几种形式。
常见的加工方法有立铣刀端刃加工、侧刃加工。
球头刀的仿形加工等等。
但无论哪种形式和方法都有着一个共同的特点,就是在加工过程中刀轴方向始终保持不变,机床只能通过X、Y、Z三个线性轴的插补来实现刀具在空间直角坐标系中的运动。
五轴联动数控加工中心的组成、结构与功能
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一、五轴联动数控加工中心的结构
五轴联动加工中心大多是3+2的结构,即x,y,z三个直线运动轴加上分别围绕x,y,z轴旋转的a,b,c三个旋转轴中的两个旋转轴组成。
这样,从大的方面分类,就有x,y,z,a,b;x,y,z,a,c;x,y,z,b,c三种形式;由二个旋转轴的组合形式来分,大体上有双转台式、转台加上摆头式和双摆头式三种形式。
这三种结构形式由于物理上的原因,分别决定了机床的规格大小和加工对象的范围。
其中,双转台结构的五轴联动机床由于在加工工件时工件需要在两个旋转方向运动,所以只适合加工小型零件,如小型整体涡轮、叶轮、小型精密模具等,由于结构最为简单,所以相对价格较为低廉,就应用来讲,这是数量最多的一类五轴联动数控机床。
转台加上摆头式结构的五轴联动机床由于转台可以是a轴、b轴或c轴,摆头也是一样,可以分别是a轴、b轴或c轴,所以转台加上摆头式结构的五轴联动机床可以有各种不同的组合,以适应不同的加工对象,如加工汽轮发电机的叶片,需要a轴加上b轴,其中a轴需要用尾座顶尖配合顶住工件,如果工件较长同时直径又细,则需要两头夹住并且拉伸工件来进行加工,当然这里一个必要条件是两个转台必须严格同步旋转;再如加工如图2所示零件,采用c轴加上b轴,由于工件仅在c轴上旋转运动,所以工件可以很小,也可以较大,直径范围可由几
十毫米至数千毫米,c轴转台的直径也可以从100~200mm至2~3m,机床的规格、质量也从几吨至十几吨甚至数十吨。
这也是一类应用十分广泛的五轴联动数控机床,其价格居中,随机器规格大小、精度和性能的不同相差很大。
双摆头式结构的五轴联动机床如图3所示,由于结构本身的原因:摆头中间一般有一个带有松拉刀结构的电主轴,所以双摆头自身的尺寸不容易做小,一般在400~500mm。
早期的双摆头一般采用可调间隙的蜗轮蜗杆结构或者可消除间隙的齿轮结构,机器的性能(刚性和精密度) 往往由双摆头传动链的刚性来决定,即传动齿轮的间隙一定是负值,传动齿轮在一定弹性变形状态下工作,其变形量的大小取决于该传动环节的预加载荷。
图3(a)为西班牙式双摆铣头,采用齿轮传动和鼠牙盘定位结构,刚性远好于一般的双摆铣头,特别适合五面体的高效加工。
比较新的五轴联动机床旋转轴的结构一般采用所谓“零传动”技术的扭矩电机,如瑞士的米克朗、德国的德马吉等著名五轴联动加工中心产品品牌。
零传动技术在旋转轴中的应用,也许是解决其传动链刚性和精度的最理想的技术路线,随着技术的发展,扭矩电机的制造成本大大下降,市场价格也随之下降,这一进程将促使五轴联动机床的制造技术大大地前进一步。
二、五轴加工中心的功能
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。
现在,大家普遍认为,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。
五轴加工中心不仅应用于民用行业,例如木模制造,卫浴修边,汽车内饰件加工,泡沫模具加工,欧式风格家居,实木椅子等,还广泛应用于航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等行业。
五轴加工中心是一种高科技的手段,它让不可能变成了可能,一切的空间曲面,异型加工都可以完成实现。
它不但能够完成复杂工件完成机械化加工的任务,而且还能够快速提高加工效率,缩短加工流程。
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