關(guān)于五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的發(fā)展 new

1、.：.；關(guān)于五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的開(kāi)展、構(gòu)造、功能、運(yùn)動(dòng)特性和加工特點(diǎn)引見(jiàn)提綱：當(dāng)今加工行業(yè)因產(chǎn)品構(gòu)造調(diào)整和精度提高，要求加工設(shè)備開(kāi)展和提升來(lái)順應(yīng)各行各業(yè)的日益開(kāi)展的需求。二，五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床構(gòu)造和運(yùn)動(dòng)特性的分類1，運(yùn)動(dòng)方式：X/Y/Z/A/C，X/Y/Z/B/C，X/Y/Z/A/B，臺(tái)面擺動(dòng)，主軸擺動(dòng)，臺(tái)面挪動(dòng)，橫梁挪動(dòng)， 參閱照片，2，構(gòu)造方式：C 型構(gòu)造、框架構(gòu)造、動(dòng)柱式構(gòu)造，龍門(mén)橋式構(gòu)造，落地鏜削立柱構(gòu)造 3，構(gòu)造特點(diǎn)引見(jiàn)4，數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)引見(jiàn)三，結(jié)合五軸數(shù)控機(jī)床的功能和實(shí)踐運(yùn)用實(shí)例引見(jiàn)4.1 航空、航天，飛機(jī)部件加工4.2 風(fēng)力行業(yè)、汽輪和水利行業(yè)，葉輪、葉片、葉盤(pán)的加工4.3 機(jī)械行業(yè)，高

2、精細(xì)和復(fù)雜零部件的加工4.4 模具、汽車(chē)復(fù)合試件行業(yè)， 沖模和制造模具的加工4.5 加工實(shí)例引見(jiàn)，視頻終了語(yǔ)互動(dòng)：提問(wèn)回答一，五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工中心的開(kāi)展 1，五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的戰(zhàn)略意義對(duì)于配備制造業(yè)來(lái)說(shuō)是一個(gè)國(guó)家根底的程度表達(dá)，它為新技術(shù)、新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和現(xiàn)代工業(yè)消費(fèi)提供重要的手段，是不可缺的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。即使是興隆工業(yè)化國(guó)家，也非常注重。近年來(lái)，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)迅速開(kāi)展和國(guó)防建立的需求，對(duì)高檔的數(shù)控機(jī)床提出了急迫的大量需求。由于機(jī)床先進(jìn)性是一個(gè)國(guó)家制造業(yè)程度的意味。而代表機(jī)床制造業(yè)最高境界的是五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床，從某種意義上說(shuō)，反映了一個(gè)國(guó)家的工業(yè)開(kāi)展程度情況。五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床技術(shù)水準(zhǔn)對(duì)一個(gè)國(guó)家的

3、航空、航天、軍事、科研、精細(xì)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。 如今，大家普遍以為，五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床是處理葉輪、葉片、船用螺旋槳、重型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子、大型柴油機(jī)曲軸等等加工的獨(dú)一手段。所以，每當(dāng)人們?cè)谠O(shè)計(jì)、研制復(fù)雜曲面遇到無(wú)法處理的難題時(shí)，往往轉(zhuǎn)向求助五軸數(shù)控機(jī)床。由于五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床價(jià)錢(qián)比較昂貴，加之NC程序制造較難，使五軸加工機(jī)床難以普及和運(yùn)用。要使中國(guó)配備制造業(yè)迎來(lái)一個(gè)嶄新的時(shí)代！對(duì)配備制造的開(kāi)展業(yè)必需注入強(qiáng)勁的動(dòng)力，投入更大資金。同時(shí)也對(duì)它提出更高要求，可以更加突出機(jī)械配備制造業(yè)作為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化載體在推進(jìn)整個(gè)社會(huì)技術(shù)提高和產(chǎn)業(yè)晉級(jí)中無(wú)可替代的根底作用。作為國(guó)民

4、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和技術(shù)晉級(jí)的原動(dòng)力，所以五軸聯(lián)動(dòng)為標(biāo)志的機(jī)械配備制造業(yè)將伴隨著高新技術(shù)和新興產(chǎn)業(yè)的開(kāi)展而共同提高。估計(jì)在不久的未來(lái)，隨著五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的普及推行，將為中國(guó)成為世界最強(qiáng)國(guó)奠定堅(jiān)實(shí)的根底！ 2，國(guó)外五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床現(xiàn)狀國(guó)外五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床開(kāi)展到如今曾經(jīng)有幾十年歷史，剛開(kāi)場(chǎng)起步，當(dāng)然，是為順應(yīng)多面體和曲面零件加工而出現(xiàn)的。目前，隨著當(dāng)今機(jī)床復(fù)合化技術(shù)的新開(kāi)展，在常規(guī)的五軸數(shù)控機(jī)床的根底上, 又很快消費(fèi)出了能進(jìn)展銑削加工的車(chē)銑中心和加工中心的銑車(chē)復(fù)合加工中心。五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的加工效率相當(dāng)于兩臺(tái)三軸機(jī)床，有時(shí)甚至可以完全省去某些大型自動(dòng)化消費(fèi)線的投資, 大大節(jié)約了占地空間和任務(wù)在不同制造單元

5、之間的周轉(zhuǎn)運(yùn)輸時(shí)間及費(fèi)用。市場(chǎng)的需求推進(jìn)了五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的開(kāi)展。我們常見(jiàn)的五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床在種類上有立式、臥式、龍門(mén)式和落地式的加工中心，順應(yīng)不同大小尺寸的復(fù)雜零件加工。 五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控是數(shù)控技術(shù)中難度最大、運(yùn)用范圍最廣的技術(shù)。它集計(jì)算機(jī)控制、高性能伺服驅(qū)動(dòng)和精細(xì)加工技術(shù)于一體，運(yùn)用于復(fù)雜曲面的高效、精細(xì)、自動(dòng)化加工。五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床是發(fā)電、船舶、航天航空、模具、高精細(xì)儀器等民用工業(yè)和軍工部門(mén)迫切需求的關(guān)鍵加工設(shè)備。國(guó)際上把五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控技術(shù)作為一個(gè)國(guó)家工業(yè)化程度的標(biāo)志。二、五軸聯(lián)動(dòng)加工中心分類1，加工中心普通分為立式加工中心和臥式加工中心，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

6、心借助回轉(zhuǎn)任務(wù)臺(tái)，也只能完 成工件的四面加工。目前高檔的加工中心正朝著五軸控制的方向開(kāi)展， 五軸聯(lián)動(dòng)加工中心有高效率、高精度的特點(diǎn)，工件一次裝夾就可完成五 面體的加工。 如配上五軸聯(lián)動(dòng)的高檔數(shù)控系統(tǒng)，還可以對(duì)復(fù)雜的空間曲面進(jìn)展高 精度加工，更可以適宜像汽車(chē)零部件、飛機(jī)構(gòu)造件等現(xiàn)代模具的加工。2，立式五軸加工中心分類：有搖籃式、立式、臥式NC任務(wù)臺(tái)+NC分度頭、 NC任務(wù)臺(tái)+90B軸、NC任務(wù)臺(tái)+45B軸、NC任務(wù)臺(tái)+ A軸、二軸NC 主 軸等。 這類加工中心的回轉(zhuǎn)軸歸納為有兩種方式，一種是任務(wù)臺(tái)回轉(zhuǎn)軸。 設(shè)置在 床身上的任務(wù)臺(tái)可以環(huán)繞X軸回轉(zhuǎn)。這樣經(jīng)過(guò)A軸與C軸的組合，固定在任務(wù)臺(tái)上的工件除了

7、底面之外，其他的五個(gè)面都可以由立式主軸進(jìn)行加工。A軸和C軸如與XYZ三直線軸實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，就可加工出復(fù)雜的空間曲面，當(dāng)然這需求高檔的數(shù)控系統(tǒng)例如SIEMENS和HEIDENHAIN伺服系統(tǒng)以及軟件的支持。這種設(shè)置方式的優(yōu)點(diǎn)是主軸的構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，主軸剛性非常好，制造本錢(qián)比較低。 另一種是依托立式主軸頭的回轉(zhuǎn)。主軸前端是一個(gè)回轉(zhuǎn)頭，能自行環(huán) 繞Z軸360度，成為C軸，回轉(zhuǎn)頭上還有帶可環(huán)繞X軸旋轉(zhuǎn)的A軸，一 般可達(dá)90度以上，實(shí)現(xiàn)上述同樣的功能。這種設(shè)置方式的優(yōu)點(diǎn)是主軸 加工非常靈敏，任務(wù)臺(tái)也可以設(shè)計(jì)的非常大，客機(jī)龐大的機(jī)身、宏大的 發(fā)動(dòng)機(jī)殼都可以在這類加工中心上加工。這種設(shè)計(jì)還有一大優(yōu)點(diǎn)：我們 在運(yùn)用

8、球面銑刀加工曲面時(shí)，當(dāng)?shù)毒咧行木€垂直于加工面時(shí)，由于球面 銑刀的頂點(diǎn)線速度為零，頂點(diǎn)切出的工件外表質(zhì)量會(huì)很差，采用主軸回 轉(zhuǎn)的設(shè)計(jì)，令主軸相對(duì)工件轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，使球面銑刀避開(kāi)頂點(diǎn)切削， 保證有一定的線速度，可提高外表加工質(zhì)量。這種構(gòu)造非常受模具高精 度曲面加工的歡迎，這是任務(wù)臺(tái)回轉(zhuǎn)式加工中心難以做到的。為了到達(dá) 回轉(zhuǎn)的高精度，高檔的回轉(zhuǎn)軸還配置了圓光柵尺反響，分度精度都在幾 秒以內(nèi)，當(dāng)然這類主、軸的回轉(zhuǎn)構(gòu)造比較復(fù)雜，制造本錢(qián)也較高。 3，機(jī)床構(gòu)造特點(diǎn)和新技術(shù)運(yùn)用 3.1小型五軸加工中心 *原來(lái)任務(wù)臺(tái)構(gòu)造是搖籃式，由蝸輪和蝸桿驅(qū)動(dòng)。速度慢、動(dòng)力大、反向間隙大精度較低*目前開(kāi)展到現(xiàn)今的新型構(gòu)造是雙

9、擺開(kāi)任務(wù)臺(tái)由力矩馬達(dá)構(gòu)造 圖片。功率和扭矩相當(dāng)，反向間隙小，精度高 3.2 中、大型五軸加工中心*原來(lái)的A/C主軸擺角銑頭是采用雙蝸桿消隙機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，交叉滾柱軸承支撐，剛度高，動(dòng)力大，精度較低，適宜粗加工*新型的力矩驅(qū)動(dòng)的A/C主軸擺角銑頭，無(wú)間隙，精度高，保證了主軸進(jìn)給剛度及精度，實(shí)現(xiàn)A軸轉(zhuǎn)角90-95，C軸延續(xù)轉(zhuǎn)角0-190-200，可實(shí)現(xiàn)葉片、葉輪等復(fù)雜空間曲面的加工圖片 -高速、分層切削、維護(hù)主軸；3.3 多功能混聯(lián)機(jī)床的特點(diǎn)*主運(yùn)動(dòng)集中在并聯(lián)構(gòu)件上，運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量輕，運(yùn)動(dòng)速度快， 可以完成高速切削加工。相比之下，機(jī)床分量可降低四分之一，在加工水輪機(jī)葉片和曲面中，闡明該機(jī)床性能可以滿足加工

10、要求圖片3.4 直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)高速立式加工中心 *原來(lái)直線軸驅(qū)動(dòng)方式：普遍采用直線絲桿驅(qū)動(dòng)，齒輪和齒條圖片*由于如今加工行業(yè)的需求，加工中心的長(zhǎng)度不斷添加和對(duì)機(jī)床挪動(dòng)速度提出更高要求， 誕生了直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)高速立式加工中心，經(jīng)過(guò)對(duì)具有高加速度和高速度性能的直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的進(jìn)給部件及其防護(hù)安裝的合理設(shè)計(jì)，關(guān)鍵在相關(guān)控制系統(tǒng)和軟件的匹配及調(diào)試、直線電機(jī)部件的裝配調(diào)試等關(guān)鍵技術(shù)，處理了在高加速及高速運(yùn)動(dòng)條件下保證機(jī)床剛性和精度的機(jī)床構(gòu)造問(wèn)題圖片。 3.5 五軸車(chē)銑復(fù)合加工中心 *車(chē)床加上銑削功能， 包括多軸復(fù)合車(chē)。運(yùn)動(dòng)方式：有X、Z、C、Y、B 擴(kuò)展X、Z、C和Y等例如加工：飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)主軸、起落架、船用發(fā)

11、動(dòng)機(jī)活塞、增壓器蝸桿差速換向器、螺旋葉片合裝的高速高效加工等。 特點(diǎn)以車(chē)為主，添加了銑削，如今有雙主軸，雙刀架帶銑削頭等3.6 五軸銑車(chē)復(fù)合加工中心*立式或臥式加工中心加上車(chē)削功能，特點(diǎn)以銑削加工為主，擴(kuò)展為具有車(chē)削功能的五軸銑車(chē)復(fù)合加工中運(yùn)動(dòng)方式：有X、Y、Z、A、C、C發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)殼等組件，主要復(fù)雜和復(fù)合回轉(zhuǎn)件的零件3.7 高速主軸技術(shù)*分別式高速主軸和內(nèi)裝式高速主軸 電主軸 關(guān)鍵技術(shù)是動(dòng)平衡、裝配調(diào)試、實(shí)驗(yàn)等關(guān)鍵, 選用時(shí)主要注重動(dòng)平衡G等級(jí)；主軸配有獨(dú)立冷卻安裝，來(lái)保證主軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)后，主軸溫度堅(jiān)持恒溫形狀，軸承間隙恒定，從而延伸主軸運(yùn)用壽命。 還有重要要素機(jī)床構(gòu)造對(duì)主軸壽命呼應(yīng)很大。例如：

12、橋式構(gòu)造與單臂式構(gòu)造，壽命大約相差一倍到二倍。3.8 高速轉(zhuǎn)臺(tái)與刀庫(kù) *原來(lái)采用雙凸輪機(jī)構(gòu)開(kāi)展為伺服電機(jī)；*如今曾經(jīng)開(kāi)展為由力矩電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的回轉(zhuǎn)刀庫(kù)，雙向最優(yōu)途徑選用。 3.9 高速工具系統(tǒng)研討 *五軸數(shù)控機(jī)床的技術(shù)開(kāi)展后，主軸速度呼應(yīng)提高，例如：主軸18,000rpm; 24,000rpm; 42,000rpm. 刀具系統(tǒng)也要跟著改良，HSK系列為內(nèi)漲式與BT/ISO為內(nèi)卡式的區(qū)別。經(jīng)過(guò)對(duì)HSK工具系統(tǒng)構(gòu)造特性的有限元分析和數(shù)值模擬、仿真計(jì)算，系統(tǒng)地研討了HSK工具系統(tǒng)的任務(wù)機(jī)理、建立了力學(xué)模型、動(dòng)平衡數(shù)學(xué)模型和動(dòng)平衡失穩(wěn)性的數(shù)學(xué)模型；經(jīng)過(guò)HSK工具系統(tǒng)的高速切削實(shí)驗(yàn)研討，初步提出了高速加

13、工中切削能與加工質(zhì)量的關(guān)系、動(dòng)平衡精度的實(shí)踐意義與原那么. 3.10 五軸軟件運(yùn)用 CATIA 航空認(rèn)證，Boeing， Airbus，Aerospace Power-mill- CAM 加工葉輪，葉片 UG-II + Siemens結(jié)合有利于 CAM Pro-e CAD Master Cam， Solidworks- 早期的數(shù)控編程軟件4. 數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)引見(jiàn)4.1.對(duì)零件加工的順應(yīng)性強(qiáng)：為了滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，經(jīng)過(guò)改動(dòng)加工程序和裝卡方式，可對(duì)不同零件進(jìn)展加工后來(lái)提高精度，特別是順應(yīng)于目前多種類、小批量、產(chǎn)品更新快的消費(fèi)特征。 4.2.自動(dòng)化程度高：普通情況下，除了裝卸工件外，其它大部分加

14、工過(guò)程都由機(jī)床自動(dòng)完成，大大減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 4.3.加工質(zhì)量穩(wěn)定：在加工過(guò)程，機(jī)床自始至終都在給定的控制指令下任務(wù)，消除了操作者的技術(shù)程度及心情變化對(duì)加工質(zhì)量的影響，因此加工質(zhì)量穩(wěn)定且一批零件的尺寸一致性好。 4.4.消費(fèi)效率高：數(shù)控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量的范圍大，允許機(jī)床進(jìn)展大切削量的強(qiáng)力切削，另外在加工中心上，由于刀庫(kù)的運(yùn)用，可實(shí)如今一臺(tái)機(jī)床上進(jìn)展多道工序的延續(xù)加工，大大減少了零件的加工時(shí)間和輔助時(shí)間，因此消費(fèi)率高。 4.5.利于消費(fèi)管理現(xiàn)代化：數(shù)控機(jī)床運(yùn)用數(shù)字信號(hào)與規(guī)范代碼作為控制信息，易于實(shí)現(xiàn)加工信息的規(guī)范化，目前已與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造CAD/CAM有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，是現(xiàn)代集成制造技術(shù)的根底。三，結(jié)合五軸數(shù)控機(jī)床的功能與實(shí)踐運(yùn)用實(shí)例引見(jiàn)4.1 航空、航天，飛機(jī)部件加工4.2 風(fēng)力行業(yè)、汽輪和水利行業(yè)，葉輪、葉片、葉盤(pán)的加工4.3 機(jī)械行業(yè)，高精細(xì)和復(fù)雜零部件的加工4.4 模具、汽車(chē)復(fù)合試件行業(yè)， 沖模和制造模具的加工4.5 加工實(shí)例引見(jiàn)，視頻終了語(yǔ):展望 目前，我國(guó)機(jī)床制造業(yè)存在的主要矛盾如部分關(guān)鍵技術(shù)的掌握，自主創(chuàng)新與消化吸收再創(chuàng)新才干的提高，中高檔數(shù)控機(jī)床的開(kāi)發(fā)程度、用戶加工工藝的了解及效力程度等有了初步的緩解，并獲得較大的提高，但尚未從根本上處理，還需繼續(xù)不斷努力，趕上世界技術(shù)開(kāi)展的步伐。 國(guó)民經(jīng)