五軸聯(lián)動數(shù)控加工中心的組成與結(jié)構(gòu)

       五軸聯(lián)動加工中心大多是3+2的結(jié)構(gòu),即ｘ,ｙ,ｚ三個直線運動軸加上分別圍繞ｘ,ｙ,ｚ軸旋轉(zhuǎn)的ａ,ｂ,ｃ三個旋轉(zhuǎn)軸中的兩個旋轉(zhuǎn)軸組成。

這樣,從大的方面分類,就有ｘ,ｙ,ｚ,ａ,ｂ;ｘ,ｙ,ｚ,ａ,ｃ;ｘ,ｙ,ｚ,ｂ,ｃ三種形式;由二個旋轉(zhuǎn)軸的組合形式來分,大體上有雙轉(zhuǎn)臺式、轉(zhuǎn)臺加上擺頭式和雙擺頭式三種形式。

這三種結(jié)構(gòu)形式由于物理上的原因,分別決定了機床的規(guī)格大小和加工對象的范圍。其中,雙轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)的五軸聯(lián)動機床由于在加工工件時工件需要在兩個旋轉(zhuǎn)方向運動,所以只適合加工小型零件,如小型整體渦輪、葉輪、小型精密模具等,由于結(jié)構(gòu)最為簡單,所以相對價格較為低廉,就應(yīng)用來講,這是數(shù)量最多的一類五軸聯(lián)動數(shù)控機床。

轉(zhuǎn)臺加上擺頭式結(jié)構(gòu)的五軸聯(lián)動機床由于轉(zhuǎn)臺可以是ａ軸、ｂ軸或ｃ軸,擺頭也是一樣,可以分別是ａ軸、ｂ軸或ｃ軸,所以轉(zhuǎn)臺加上擺頭式結(jié)構(gòu)的五軸聯(lián)動機床可以有各種不同的組合,以適應(yīng)不同的加工對象,如加工汽輪發(fā)電機的葉片,需要ａ軸加上ｂ軸,其中ａ軸需要用尾座頂尖配合頂住工件,如果工件較長同時直徑又細(xì),則需要兩頭夾住并且拉伸工件來進行加工,當(dāng)然這里一個必要條件是兩個轉(zhuǎn)臺必須嚴(yán)格同步旋轉(zhuǎn);再如加工如圖2所示零件,采用ｃ軸加上ｂ軸,由于工件僅在ｃ軸上旋轉(zhuǎn)運動,所以工件可以很小,也可以較大,直徑范圍可由幾十毫米至數(shù)千毫米,ｃ軸轉(zhuǎn)臺的直徑也可以從100～200ｍｍ至2～3ｍ,機床的規(guī)格、質(zhì)量也從幾噸至十幾噸甚至數(shù)十噸。

這也是一類應(yīng)用十分廣泛的五軸聯(lián)動數(shù)控機床,其價格居中,隨機器規(guī)格大小、精度和性能的不同相差很大。雙擺頭式結(jié)構(gòu)的五軸聯(lián)動機床如圖3所示,由于結(jié)構(gòu)本身的原因:擺頭中間一般有一個帶有松拉刀結(jié)構(gòu)的電主軸,所以雙擺頭自身的尺寸不容易做小,一般在400～500ｍｍ。

早期的雙擺頭一般采用可調(diào)間隙的蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)或?者可消除間隙的齒輪結(jié)構(gòu),機器的性能(剛性和精密度)?往往由雙擺頭傳動鏈的剛性來決定,即傳動齒輪的間隙一?定是負(fù)值,傳動齒輪在一定彈性變形狀態(tài)下工作,其變形?量的大小取決于該傳動環(huán)節(jié)的預(yù)加載荷。圖3(ａ)為西班?牙式雙擺銑頭,采用齒輪傳動和鼠牙盤定位結(jié)構(gòu),剛性遠?好于一般的雙擺銑頭,特別適合五面體的高效加工。?比較新的五軸聯(lián)動機床旋轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)一般采用所謂? “零傳動”技術(shù)的扭矩電機,如瑞士的米克朗、德國的德馬?吉等著名五軸聯(lián)動加工中心產(chǎn)品品牌。零傳動技術(shù)在旋?轉(zhuǎn)軸中的應(yīng)用,也許是解決其傳動鏈剛性和精度的最理想?的技術(shù)路線,隨著技術(shù)的發(fā)展,扭矩電機的制造成本大大?下降,市場價格也隨之下降,這一進程將促使五軸聯(lián)動機?床的制造技術(shù)大大地前進一步。

   五軸加工中心的功能

五軸聯(lián)動數(shù)控機床是一種科技含量高、精密度高專門用于加工復(fù)雜曲面的機床，這種機床系統(tǒng)對一個國家的航空、航天、軍事、科研、精密器械、高精醫(yī)療設(shè)備等等行業(yè)有著舉足輕重的影響力。 現(xiàn)在，大家普遍認(rèn)為，五軸聯(lián)動數(shù)控機床系統(tǒng)是解決葉輪、葉片、船用螺旋槳、重型發(fā)電機轉(zhuǎn)子、汽輪機轉(zhuǎn)子、大型柴油機曲軸等等加工的唯一手段。

五軸加工中心不僅應(yīng)用于民用行業(yè)，例如木模制造，衛(wèi)浴修邊，汽車內(nèi)飾件加工，泡沫模具加工，歐式風(fēng)格家居，實木椅子等，還廣泛應(yīng)用于航空、航天、軍事、科研、精密器械、高精醫(yī)療設(shè)備等行業(yè)。五軸加工中心是一種高科技的手段，它讓不可能變成了可能，一切的空間曲面，異型加工都可以完成實現(xiàn)。它不但能夠完成復(fù)雜工件完成機械化加工的任務(wù)，而且還能夠快速提高加工效率，縮短加工流程。