五轴联动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。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、、科研、精密器械、高精医疗设备等行业,有着举足轻重的影响力。五轴联动是数控术语,联动是数控机床的轴按一定的速度同时到达某一个设定的点,五轴联动是五个轴都可以。装备制造业是一国工业之基石,它为新技术、新产品的开发和现代工业生产提供重要的手段,是不可或缺的战略性产业。即使是发达工业化国家,也无不高度重视。五轴联动机床的使用,让工件的装夹变得容易,加工时无须特殊夹具,降低了夹具的成本。旋转工作台五轴加工中心配套的MST刀具
五轴卧式加工中心所采用的机床通常称为五轴机床或五轴加工中心。五轴加工常用于航天领域,加工具有自由曲面的机体零部件、涡轮机零部件和叶轮等。在描述数控机床的运动时,采用右手直角坐标系;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、C中任意5个坐标的线性插补运动。五轴卧式加工中心的回转轴结构有两种方式:一种是通过主轴头的回转实现五轴联动。主轴前端是一个回转头,能自行环绕Z轴360度,即C轴。回转头上还带可环绕X轴旋转的A轴,一般可达90度以上,实现上述同样的功能。另一种是通过工作台回转实现五轴联动。机床床身上的工作台可以环绕X轴回转(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,可以环绕Z轴回转(C轴),C轴都是360度回转。中国台湾大前重切削龙门五轴加工中心西门子系统五轴加工中心:可有效避免刀具干涉;对于直纹面类零件,可采用侧铣方式一刀成型。
五轴加工中心刀具、夹具、工件必须装夹牢固,工作台面上不得放置工具、量具。装夹工件时应轻放,防止撞伤,撞坏工作台面;当工件较重时,还应该核实机床工作台的承载能力,不准超载运行。铣镗加工中心利用行车吊装时,既要防止工件和设备发生碰撞,又要注意人身安全。开机后,在显示器上检查加工中心有无各种报警信息,检查报警信息及时排除报警,检查主轴、工作台各方向的运动是否正常,检查压力指示表、换刀装置、刀库装置、设备是否正常。加工过程中应关好防护罩,不要消除铁屑。装卸工件、测量工件必须停机操作。加工中心运转时,操作人员不得擅自离开岗位,有事需要离开的必须停机。
五轴机床的五个轴通常是由三个直线轴外加两个回转轴组成的,其结构方式却有很大差别。不同的结构形式会使机床在刚性、动态性能和精度稳定性等方面产生一些差异。立式主轴摆动、立式主轴不动工作台摆动(摇篮式)这两种不同结构的五轴机床进行分析比较,以便用户充分了解其结构形式,从而有利于其根据自己产品的特点和经济能力挑选合适的机床。机床主轴刚性比较:头摆机床在加工的过程中,由于主轴摆动,使得主轴的刚性相对差;而工作台摆动机床,由于是工作台摆动,所以不会对主轴的刚性产生任何影响。机床加工的效率对比:由于旋转点的不同,刀尖实现同样的位移时,头摆机床的主轴需要摆动更大的角度(类似杠杆原理),所以加工同样的零件,头摆机床的效率更低。五轴加工中心:有效避免刀具干涉;针对航空航天领域内应用的叶轮、叶片和整体叶盘等零件。
目前卧式加工中心工作台可以做到大于 1.25m2,对种五轴设置方式没有什么影响。但是第二种五轴设置方式比较困难,因为 1.25m2 的工作台做 A 轴的回转,还要与工作台中间的 B 轴回转台联动确实勉为其难。卧式加工中心的主轴转速一般在 10,000rpm 以上,由于卧式设置的主轴在径向有自重力,轴承高速空运转时径向受力不均等,加上还要采用较大的 BT50 刀柄,一般很高可达 20,000rpm。卧式加工中心快速进给达到 30~ 60m/min 以上,主轴电机功率 22-40KW 以上,刀库容量按需要可从 40 把增加到 160 把,加工能力远远超过一般立式加工中心, 是重型机械加工的。五轴联动数控是数控技术中难度很大、应用范围很广的技术。型材加工五轴加工中心优越性和优点有哪些
联动是数控机床的轴按一定的速度同时到达某一个设定的点,五轴联动是五个轴都可以。旋转工作台五轴加工中心配套的MST刀具
转台加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。这种设置方式的优点是主轴加工非常灵活,工作台也可以设计得非常大。客机庞大的机身、巨大的发动机壳部可以在这类加工中心上加工。这种设计还有一大优点:在使用球面铣刀加工曲面时,当刀具中心钱垂直于加工面时,由于球面铣刀的顶点线速度为零,顶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,使球面铣刀避开顶点切削,保证有一定的线速度,可提高表面加工质量。这种结构非常适合模具高精度曲面加工,同时也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,回转轴还配置了圆光栅尺反馈,分度桔度都在几秒以内,当然这类主轴的回转结构比较复杂,制造成本也较高。旋转工作台五轴加工中心配套的MST刀具
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