一、五軸聯(lián)動數(shù)控機床的結構
五軸機床大多是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(zhuǎn)的a,b,c三個旋轉(zhuǎn)軸中的兩個旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)軸的組合形式來分,大體上有雙轉(zhuǎn)臺式、轉(zhuǎn)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(guī)格大小和加工對象的范圍。其中,雙轉(zhuǎn)臺結構的五軸聯(lián)動數(shù)控機床由于在加工工件時工件需要在兩個旋轉(zhuǎn)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(shù)量最多的一類五連動數(shù)控機床。
轉(zhuǎn)臺加上擺頭式結構的五連動數(shù)控機床由于轉(zhuǎn)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(zhuǎn)臺加上擺頭式結構的五聯(lián)動數(shù)控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(fā)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(zhuǎn)臺必須嚴格同步旋轉(zhuǎn)。采用c軸加上b軸,由于工件僅在c軸上旋轉(zhuǎn)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(shù)千毫米,c軸轉(zhuǎn)臺的直徑也可以從100~200mm至2~3m,機床的規(guī)格、質(zhì)量也從幾噸至十幾噸甚至數(shù)十噸。這也是一類應用十分廣泛的五軸數(shù)控機床,其價格居中,隨機器規(guī)格大小、精度和性能的不同相差很大。雙擺頭式結構的五軸數(shù)控機床,由于其結構本身的原因,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。
二、五軸聯(lián)動數(shù)控機床的優(yōu)勢
五軸聯(lián)動數(shù)控機床系統(tǒng)是解決葉輪、葉片、船用螺旋槳、重型發(fā)電機轉(zhuǎn)子、汽輪機轉(zhuǎn)子、大型柴油機曲軸等等加工的唯一手段。它是一種科技含量高、精密度高專門用于加工復雜曲面的機床,該機床系統(tǒng)對一個國家的航空、航天、軍事、科研、精密器械、高精醫(yī)療設備等等行業(yè)有著舉足輕重的影響力。
五軸聯(lián)動數(shù)控機床的使用,讓工件的裝夾變得容易。加工時無需特殊夾具,降低了夾具的成本,避免了多次裝夾,提高模具加工精度。采用五軸技術加工模具可以減少夾具的使用數(shù)量。另外,由于五軸聯(lián)動機床可在加工中省去許多特殊刀具,所以降低了刀具成本。五軸聯(lián)動機床在加工中能增加刀具的有效切削刃長度,減小切削力,提高刀具使用壽命,降低成本。采用五軸聯(lián)動機床加工模具可以很快的完成模具加工,交貨快,更好的保證模具的加工質(zhì)量,使模具加工變得更加容易,并且使模具修改變得容易。在傳統(tǒng)的模具加工中,一般用立式加工中心來完成工件的銑削加工。隨著模具制造技術的不斷發(fā)展,立式加工中心本身的一些弱點表現(xiàn)得越來越明顯?,F(xiàn)代模具加工普遍使用球頭銑刀來加工,球頭銑刀在模具加工中帶來好處非常明顯,但是如果用立式加工中心的話,其底面的線速度為零,這樣底面的光潔度就很差,如果使用四、五軸聯(lián)動機床加工技術加工模具,可以克服上述不足。