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五軸聯動加工中心

Release Date：2006-11-16

Source：遠航報記者

CCMT2006中國數控機床展覽會于2月13日在上海召開，從本次展覽會可以看出，國內機床的整機質量有較大提高，而國內7個廠家展出的五軸聯動加工中心則成為本次展覽會的一大亮點。

五軸聯動加工中心較普通加工中心，結構和性能均有較大改善。無論普通立式還是普通臥式加工中心，由于結構及聯動伺服軸數的限制，最多只能有效完成四面的加工。立式加工中心最有效的加工面僅為工件的頂面，臥式加工中心借助回轉工作臺，最有效的加工面僅為工件的四面。但是隨著機械加工工藝的提高及行業(yè)的發(fā)展，在對復雜的空間區(qū)面進行有效的高精度加工方面，對機床的要求越來越高（圖1），五軸加工中心就成為機床發(fā)展的一個方向。而配置上五軸聯動的高檔數控系統(tǒng)，便可以對復雜的空間曲面進行高精度加工。在本次展覽會展出的機床中，以大型立式五軸聯動機床居多，如浙江日發(fā)數碼公司，沈陽機床集團等，而臥式五軸聯動加工中心相對較少。

精機公司本次參展的大型立式五軸聯動機床結構特點為：主軸前端大多是一個雙擺頭（圖2）。其中一個自由度，能環(huán)繞Z軸做±185°范圍擺動，成為C軸，采用大扭矩的內裝力矩電機控制擺動，根據實際需求，可分為單力矩電機和并聯雙力矩電機控制。另一個自由度，可環(huán)繞X軸做范圍±110°擺動，成為A軸，采用雙力矩電機控制擺動。這種結構方式的優(yōu)點是刀具加工無盲點，而且非常靈活。擺頭力矩電機均采用內部水冷或油冷，循環(huán)冷卻水或油，帶走伺服產生的熱量，通過制冷器降到合適的溫度，再回流，以降低熱變形，提高精度。配置了圓光柵，以提高分度精度，一般都在幾秒以內。當然這類結構比較復雜，制造成本也較高。雙擺頭五軸聯動機床還有一大優(yōu)點就是：我們在使用球刀加工曲面時，當刀具中心線垂直于加工面時，由于球刀的頂點切削點線速度為零，切削效果會很差，切出的工件表面質量也很差。采用雙擺頭設計，結合CAM軟件自動編輯并優(yōu)化程序，機床會令刀具中心相對工件表面轉過一個合適角度，使球刀不在頂點切削，保證刀具切削點有合適的線速度，使刀具始終處于最佳的切削角度和狀態(tài)，以提高加工質量。大型龍門加工中心另一個結構特點是采用動絲桿螺母結構，可以減小絲桿轉動慣量，快速進給達到40-60m/min以上，提高動態(tài)性能參數，配合直線光柵尺，有效提高了機床穩(wěn)定性及精度。所有以上結構方式均允許工作臺尺寸設計得很大，可以滿足大型摸具、發(fā)動機殼等的加工需求。大型立式五軸聯動機床有廣闊的市場前景，其應用將越來越廣泛，尤其在汽車、船舶、模具制造等領域。

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