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五轴加工中心结构图,五轴加工中心结构详细介绍

时间:2016-11-03 15:21来源:山东海特数控机床
  五轴加工中心大多是“3+2”的结构,即X,Y,Z三个直线运动轴加上分别国绕X YZ轴旋转的A,B,C三个旋转轴中的两个旋转轴组成。这样,从大的方面分类,就有X,Y,Z,A,B;X,Y,Z,A,C;X,Y,Z,B,C三种形式。根据二个旋转轴的组合形式不同来划分,大体上有双转台式、转台加摆头式和双摆头式三种形式。这三种结构形式由于物理上的原因,分别决定了五轴加工中心的规格大小和加工对象的范围。
  双转台结构的五轴加工中心
  1.双转台结构的五轴加工中心
  
  如图6—20所示,为A轴+C轴的双转台结构。设置在床身上的工作台可以围绕X轴回转,定义为A轴,A轴一般工作范围+30°至一120°。工作台的中间还没有一个回转台绕Z轴旋转,定义为C轴,C轴一般能进行360°回转。这样通过A轴与C轴的组合,固定在工作台上的工件除了底面之外,其余的五个面部可以由立式主轴进行加工。A轴和C轴*小分度值一般为0.001°,这样又可以招工件细分成任意角度,加工出倾斜面、顾斜孔等。A轴和C轴如与X、Y、Z三个直线轴实现联动,就可加工出复杂的空间曲面,当然这需要高档的数控系统、伺服系统以及软件的支持。这种设置方式的优点是主轴的结构比较简单,主轴刚性非常好,制造成本比较低。但一般工作台不能设计太大,承重也较小,特别是当A轴回转大干等于90°时,工件切削时会对工作台带来很大的承裁力矩。
  转台加摆头式结构的五轴加工中心
  2.转台加摆头式结构的五轴加工中心
  
  如图6-21所示,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。高档的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。
  双摆头式结构的五轴加工中心
  3.双摆头式结构的五轴加工中心
  
  如图6—22所示,由于结构本身的原因摆头中间一般有一个带有松拉刀结构的电主轴,所以双摆头自身的尺寸不容易做小,一般在400一500mm,加上双摆头活动范围的需要,所以双摆头结构的五轴加工中心的加工范围不宜太小,而是越大越好,一般为龙门式或动梁龙门式,龙门的宽度在2000一3000mm以上为好。
  
  目前较先进的双摆头式五轴加工中心的摆头结构一般采用“零传动”技术的扭矩电动机,“零传动”技术在旋转轴中的应用是解决其传动链刚性和精度的*理想的技术路线。随着技术的发展,扭短电动机的制造成本大大下降,市场价格也随之下降,这一进程将促使五轴加工中心的制造技术大大地前进一步。

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