五軸聯動數控加工中心的組成與結構

       五軸聯動加工中心大多是3+2的結構,即ｘ,ｙ,ｚ三個直線運動軸加上分別圍繞ｘ,ｙ,ｚ軸旋轉的ａ,ｂ,ｃ三個旋轉軸中的兩個旋轉軸組成。

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;由二個旋轉軸的組合形式來分,大體上有雙轉臺式、轉臺加上擺頭式和雙擺頭式三種形式。

這三種結構形式由于物理上的原因,分別決定了機床的規格大小和加工對象的范圍。其中,雙轉臺結構的五軸聯動機床由于在加工工件時工件需要在兩個旋轉方向運動,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,由于結構最為簡單,所以相對價格較為低廉,就應用來講,這是數量最多的一類五軸聯動數控機床。

轉臺加上擺頭式結構的五軸聯動機床由于轉臺可以是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,所以轉臺加上擺頭式結構的五軸聯動機床可以有各種不同的組合,以適應不同的加工對象,如加工汽輪發電機的葉片,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,則需要兩頭夾住并且拉伸工件來進行加工,當然這里一個必要條件是兩個轉臺必須嚴格同步旋轉;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千毫米,ｃ軸轉臺的直徑也可以從100～200ｍｍ至2～3ｍ,機床的規格、質量也從幾噸至十幾噸甚至數十噸。

這也是一類應用十分廣泛的五軸聯動數控機床,其價格居中,隨機器規格大小、精度和性能的不同相差很大。雙擺頭式結構的五軸聯動機床如圖3所示,由于結構本身的原因:擺頭中間一般有一個帶有松拉刀結構的電主軸,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間隙的蝸輪蝸桿結構或?者可消除間隙的齒輪結構,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?定是負值,傳動齒輪在一定彈性變形狀態下工作,其變形?量的大小取決于該傳動環節的預加載荷。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構,剛性遠?好于一般的雙擺銑頭,特別適合五面體的高效加工。?比較新的五軸聯動機床旋轉軸的結構一般采用所謂? “零傳動”技術的扭矩電機,如瑞士的米克朗、德國的德馬?吉等著名五軸聯動加工中心產品品牌。零傳動技術在旋?轉軸中的應用,也許是解決其傳動鏈剛性和精度的最理想?的技術路線,隨著技術的發展,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動機?床的制造技術大大地前進一步。

   五軸加工中心的功能

五軸聯動數控機床是一種科技含量高、精密度高專門用于加工復雜曲面的機床，這種機床系統對一個國家的航空、航天、軍事、科研、精密器械、高精醫療設備等等行業有著舉足輕重的影響力。 現在，大家普遍認為，五軸聯動數控機床系統是解決葉輪、葉片、船用螺旋槳、重型發電機轉子、汽輪機轉子、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用于民用行業，例如木模制造，衛浴修邊，汽車內飾件加工，泡沫模具加工，歐式風格家居，實木椅子等，還廣泛應用于航空、航天、軍事、科研、精密器械、高精醫療設備等行業。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。它不但能夠完成復雜工件完成機械化加工的任務，而且還能夠快速提高加工效率，縮短加工流程。