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五軸聯動數控機床的種類及（jí）優勢

2018-7-10 來源：-- 作者：--

　　摘（zhāi）要：本文對（duì）五（wǔ）軸聯動數控機（jī）床的（de）種（zhǒng）類及優勢進行了詳細分析介紹，供學習參考。

　　五軸聯動數控機床的種類

　　五軸機床是在(5 Axis Machining)，在原有三軸的加工中心發展而（ér）來。根（gēn）據根據ISO的規定，在描述數控機床的運動時，采用右手直角（jiǎo）坐標係;其中平行於（yú）主軸的坐標軸定義為z軸，繞x、y、z軸的旋轉（zhuǎn）坐標（biāo）分別為A、B、C。各坐標軸的運動可由工作台，也可以由刀具的（de）運動來實現，但方向均以（yǐ）刀具相對（duì）於（yú）工件的運動方向來定義。通常五軸聯動是指x、y、z、A、B、C中任意5個坐標的線性插補運動。換言之，五軸，指x、y、z三個移動軸加任意（yì）兩個旋轉軸。五軸依（yī）據聯動軸擺動機構不同，有以下幾種分類。

　　1、工作（zuò）台搖（yáo）籃式

　　基於傳統三軸加工（gōng）中心（xīn）的基（jī）礎，加上搖籃式工作（zuò）台，工件進行擺（bǎi）動，變（biàn）成（chéng）3+2式的五軸聯動（dòng）加工中心。聯動軸為X/Y/Z/A/C，Y軸方向B軸不旋轉（zhuǎn）。

　　2、立式主軸雙擺頭

　　在擺頭中間一般（bān）有一個帶有鬆拉刀結構（gòu）的電（diàn）主軸，所以雙擺頭（tóu）自（zì）身的（de）尺寸不容易做小，加上雙擺頭活（huó）動範圍的需要，所以（yǐ）雙擺頭結構的五軸聯動機床（chuáng）的加工範圍不宜太小（xiǎo），而是越大越好，一般為龍門式或動梁龍門式。聯動軸（zhóu）為X/Y/Z/A/C，Y軸方向B軸不旋轉。

　　3、臥式主軸雙擺頭

　　在基於臥式加工中心結構的雙（shuāng）擺頭五軸聯動。聯動軸為X/Y/Z/B/C，X軸方向A軸不旋轉。

　　4、工作台擺動式

　　在（zài）直驅（qū）電機成熟後，五軸聯動的（de）結（jié）構也有了很大的改善。整（zhěng）個工作台可以進行雙擺動（dòng）。目前C軸直驅（qū）能達到（dào）一定轉速，達到車削的效果。聯動軸為X/Y/Z/B/C，X軸方向A軸不旋轉（zhuǎn）。

　　5、工作台主軸擺動

　　依據（jù）擺動機構的演變，工作台和主軸分別擺動（dòng），構（gòu）成兩者的結合。聯動軸（zhóu）為X/Y/Z/A/C，Y軸方向B軸不旋轉。

　　五軸的應用（yòng）與發展

　　五軸由於設備價格高昂，多半應用與複雜且附加（jiā）值高的零件，以（yǐ）航空、軍事領域尤為重要。

　　作為製造業數控領域皇冠上的明珠，各大國（guó）外係統廠（chǎng）家發那（nà）科、西（xī）門子、三菱、海德漢自然不在話下，同時各大國產數控係統的（de）五軸（zhóu）聯動技術也都在發展成熟。無論廣州數控（kòng）、華中數控、凱恩帝、沈陽I5等等都在（zài）不斷試（shì）製完善中，至（zhì）於國（guó）產五（wǔ）軸為何還不（bú）能（néng）有量的突（tū）破，歸結還是因為市場需求量的不足。加之五軸機床結構複雜，係統占其成本比重（chóng）小，國產（chǎn）係（xì）統（tǒng）優勢不明顯。未來國（guó）產係統在五軸上的突破還有很長的路要走。下麵展示一下國產五軸聯動技術在加工領域的展示。

　　增材製造即俗稱的3D打印技術，近年來在金屬3D打印有了一定的突破，但還不能根本代替五軸聯動加工。增材還解決不了材料內部的應力和材料外部的粗糙度等（děng）問題。在國產大飛機升天的歡呼雀躍下，我們還應該清醒的（de）認識到，我們主要（yào）的國產（chǎn）在飛機殼，內部核心特別是發動機（jī）還依賴進口。發動機葉輪的加工離不開五軸技術的成（chéng）熟，國產五軸的發展之路還任重道遠。

　　五軸聯（lián）動數控機床的優勢

　　可一次性完成零件的五麵加（jiā）工,減小重（chóng）複裝夾次數，提高（gāo）加工精度，節約（yuē）時間。

　　對於複雜零件多次（cì）裝夾需要（yào）重新尋找基準坐標（biāo），會影響加工的定位精（jīng）度。用五軸聯動機床一次定（dìng）位後能完成全部加工。高效並高精完成複雜零（líng）件（jiàn）的一次加工。

　　可完成空間曲麵的加工，減小對設計、加工工藝的限製，提高產品的整體性能。

　　特別是對葉（yè）輪（lún）等複雜曲麵，由於三軸（zhóu）設備刀具會與零件幹涉。而使（shǐ）用五軸聯動機床就能很好的避免。

　　利用刀軸可控性，讓刀（dāo）具的側刃切削，提（tí）高效率及表麵質量，延長了刀（dāo）具壽命。

　　五軸機床可以靈活的調整刀具（jù）與工件的角度（dù），五軸機床可以采用刀具側刃（rèn）切削（xuē），加工效率更高。同時減少刀具的（de）磨損。

　　在模加工中可對深腔，深槽進行加工，節約加（jiā）工成本具。

　　縮（suō）短新產品研發周期。

　　對於試製的零件不適合大批量分工藝（yì）批量加工，用（yòng）五軸機床能大幅縮短產品試製（zhì）時畫的時間。

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